XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ẢO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 TRONG CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 CƠ BẢN THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH - Full 10 điểm

UBND TỈNH QUẢNG NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ – HÓA – SINH -----  ----- TRƯƠNG THỊ MẬN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ẢO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 TRONG CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 CƠ BẢN THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Qu ả ng Nam, tháng 5 n ă m 2015 UBND TỈNH QUẢNG NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ – HÓA – SINH -----  ----- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Tên đề tài: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ẢO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 TRONG CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 CƠ BẢN THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH Sinh viên thực hiện TRƯƠNG THỊ MẬN MSSV: 2111010224 CHUYÊN NGÀNH: SƯ PHẠM VẬT LÝ KHÓA: 2011 – 2015 Cán bộ hướng dẫn TS HUỲNH TRỌNG DƯƠNG MSCB: ………………… Qu ả ng Nam, tháng 5 n ă m 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả, nghiên cứu nêu trong khóa luận là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng công bố trong bất kì công trình nghiên cứu nào khác Người thực hiện Trương Thị Mận ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo, quý thầy cô giáo khoa Lý- Hóa- Sinh trường Đại học Quảng Nam đã tạo mọi điều kiện, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến TS Huỳnh Trọng Dương, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận Xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Ban giám hiệu và quý thầy cô trường THPT Nguyễn Huệ đã tạo điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian thực nghiệm sư phạm Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài Người thực hiện Trương Thị Mận iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ CNTT Công nghệ thông tin ĐC Đối chứng GV Giáo viên HĐNT Hoạt động nhận thức HS Học sinh PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TN Thí nghiệm TNg Thực nghiệm iv DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, BẢNG 1 Danh mục các hình Hình 3 1 Chuẩn bị công cụ thí nghiệm tán sắc ánh sáng 35 Hình 3 2 Thiết lập công cụ thành bộ thí nghiệm tán sắc ánh sáng 36 Hình 3 3 Thí nghiệm tán sắc ánh sáng 36 Hình 3 4 Chuẩn bị công cụ thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc 38 Hình 3 5 Thiết lập công cụ thành bộ thí nghiệm ánh sáng đơn sắc 38 Hình 3 6 Thí nghiệm ánh sáng đơn sắc 39 Hình 3 7 Sự thay đổi các thông số thí nghiệm bước sóng ánh sáng và màu sắc 40 Hình 3 8 Thí nghiệm bước sóng ánh sáng và màu sắc 40 Hình 3 9 Chuẩn bị công cụ thí nghiệm tổng hợp ánh sáng màu 41 Hình 3 10 Thiết lập cộng cụ thành bộ thí nghiệm tổng hợp ánh sáng màu 42 Hình 3 11 Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng màu 42 2 Danh mục các biểu đồ Biểu đồ 3 1 Biểu đồ phân điểm của hai nhóm ĐC và TNg 54 Biểu đồ 3 2 Biểu đồ phân loại theo điểm kiểm tra của hai nhóm ĐC và TNg 55 Biểu đồ 3 3 Biểu đồ phân phối tần suất của hai nhóm ĐC và TNg 55 Biểu đồ 3 4 Biểu đồ phân phối tần số lũy tích của hai nhóm ĐC và TNg 56 3 Danh mục các bảng Bảng 1 1 Thực trạng cơ sở vật chất 30 Bảng 3 1 Mẫu thực nghiệm 52 Bảng 3 2 Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra hai nhóm ĐC và TNg 54 Bảng 3 3 Bảng phân loại theo điểm kiểm tra học sinh hai nhóm ĐC và TNg 54 Bảng 3 4 Bảng phân phối tần suất của hai nhóm ĐC và TNg 56 Bảng 3 5 Bảng phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm ĐC và TNg 56 Bảng 3 6 Bảng tổng hợp các thông số của hai nhóm ĐC và TNg 57 v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, BẢNG iv MỤC LỤC v Phần 1: MỞ ĐẦU 1 1 Lý do chọn đề tài 1 2 Mục tiêu của đề tài 2 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 4 Phương pháp nghiên cứu 3 4 1 Ph ươ ng pháp nghiên c ứ u lý thuy ế t 3 4 2 Ph ươ ng pháp nghiên c ứ u th ự c ti ễ n 3 4 3 Ph ươ ng pháp nghiên c ứ u th ự c nghi ệ m s ư ph ạ m 3 4 4 Ph ươ ng pháp th ố ng kê toán h ọ c 3 5 Lịch sử nghiên cứu 3 6 Đóng góp của đề tài 4 7 Cấu trúc đề tài 4 Phần 2: NỘI DUNG 5 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH, TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 5 1 1 TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 5 1 1 1 Khái niệm tích cực hóa 5 1 1 2 Những biểu hiện tính tích cực nhận thức 6 1 1 3 Những biện pháp phát huy hoạt động nhận thức của học sinh 6 1 2 THÍ NGHIỆM VẬT LÍ 8 1 2 1 Khái niệm và đặc điểm thí nghiệm vật lí 8 1 2 1 1 Khái ni ệ m thí nghi ệ m v ậ t lí 8 1 2 1 2 Đặ c đ i ể m c ủ a thí nghi ệ m v ậ t lí 8 1 2 2 Chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lí 9 vi 1 2 2 1 Các ch ứ c n ă ng c ủ a thí nghi ệ m theo quan đ i ể m c ủ a lí lu ậ n d ạ y h ọ c 9 1 2 2 2 Ch ứ c n ă ng c ủ a thí nghi ệ m theo quan đ i ể m lí lu ậ n nh ậ n th ứ c 11 1 2 3 Phân loại thí nghiệm vật lí 12 1 2 3 1 Thí nghi ệ m bi ể u di ễ n 12 1 2 3 2 Thí nghi ệ m h ọ c sinh 14 1 3 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 14 1 3 1 Đặc điểm và các chức năng cơ bản của phần mềm Crocodile Physics 605 14 1 3 2 Cài đặt phần mềm Crocodile Physics 605 15 1 3 3 Chạy chương trình phần mềm Crocodile Physics 605 15 1 3 4 Khởi động Crocodile Physics 605 và màn hình giao diện 16 1 3 4 1 Kh ở i độ ng ch ươ ng trình 16 1 3 4 2 Màn hình giao di ệ n 17 1 3 5 Giới thiệu tổng quan các thành phần chính 17 1 3 5 1 Side Pane 17 1 3 5 2 Các menu c ủ a ph ầ n m ề m Crocodia Physic 605 18 1 3 5 3 Khung làm vi ệ c 19 1 3 6 Các thao tác chung cơ bản trong chương trình 20 1 3 7 Các kho dụng cụ thí nghiệm 23 1 4 KHẢNĂNG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỚISỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀMTRONG HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 24 1 4 1 Một số vấn đề còn tồn tại của việc sử dụng thí nghiệm trên các thiết bị phòng thí nghiệm 24 1 4 2 Điểm mạnh của thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí 25 1 4 3 Quy trình thiết kế một thí nghiệm ảo 25 1 5 NGUYÊN TẮC TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT THÍ NGHIỆM ẢO TRONG VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT 27 1 6 THỰC TRẠNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG 28 1 6 1 Thực trạng của việc sử dụng phần mềm Crocodile Physics 605 28 1 6 1 1 Thu ậ n l ợ i 29 1 6 1 2 Khó kh ă n 29 1 6 2 Khái quát về điều tra khảo sát thực tế 29 vii 1 6 2 1 M ụ c đ ích và n ộ i dung đ i ề u tra 29 1 6 2 2 Đố i t ượ ng và ph ươ ng pháp đ i ề u tra 29 1 6 2 3 K ế t qu ả đ i ề u tra kh ả o sát 30 1 7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 31 Chương 2: KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 TRONG CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 CƠ BẢN 32 2 1 ĐẶC ĐIỂM CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 12 CƠ BẢN THPT 32 2 1 1 Cấu trúc chương 32 2 1 2 Chuẩn kiến thức, kĩ năng 33 2 1 3 Những khó khăn gặp phải trong quá trình dạy và học kiến thức chương “Sóng ánh sáng” chương trình vật lí 12 cơ bản 33 2 1 3 1 Nh ữ ng thu ậ n l ợ i 33 2 1 3 2 Nh ữ ng khó kh ă n 34 2 2 XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM ẢO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CROCODLIE PHYSICS 605 TRONG CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 CƠ BẢN 34 2 2 1 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng của Niu-Tơn (1672) 34 2 2 1 1 Mô t ả thí nghi ệ m 34 2 2 1 2 M ụ c đ ích, yêu c ầ u c ủ a thí nghi ệ m: 34 2 2 1 3 Thi ế t l ậ p thí nghi ệ m trên ph ầ n m ề m 34 2 2 2 Thí nghiệm 2: Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-Tơn 37 2 2 2 1 Mô t ả thí nghi ệ m 37 2 2 2 2 M ụ c đ ích, yêu c ầ u c ủ a thí nghi ệ m: 37 2 2 2 3 Thi ế t l ậ p thí nghi ệ m trên ph ầ n m ề m: 37 2 2 3 Thí nghiệm 3: Thí nghiệm về bước sóng ánh sáng và màu sắc 39 2 2 3 1 Mô t ả thí nghi ệ m 39 2 2 3 2 M ụ c đ ích, yêu c ầ u c ủ a thí nghi ệ m: 39 2 2 3 3 Thi ế t l ậ p thí nghi ệ m trên ph ầ n m ề m: 39 2 2 4 Thí nghiệm 4: Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng màu 41 2 2 4 1 Mô t ả thí nghi ệ m 41 2 2 4 2 M ụ c đ ích, yêu c ầ u c ủ a thí nghi ệ m: 41 viii 2 2 4 3 Thi ế t l ậ p thí nghi ệ m trên ph ầ n m ề m 41 2 3 ĐƯA CÁC THÍ NGHIỆM ẢO ĐÃ THIẾT KẾ VÀO SLIDE BÀI GIẢNG TRONG POWER POINT 43 2 4 THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH BÀI DẠY TRONG CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” CÓ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 44 2 5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 50 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 51 3 1 MỤC ĐÍCH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 51 3 2 NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 51 3 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 51 3 4 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 51 3 4 1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 51 3 4 2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 52 3 4 2 1 Quan sát gi ờ h ọ c 52 3 4 2 2 Ki ể m tra đ ánh giá 52 3 5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NHIỆM SƯ PHẠM 53 3 5 1 Đánh giá định tính 53 3 5 2 Đánh giá định lượng 53 3 5 3 Các tham số sử dụng để thống kê 56 3 5 4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 57 3 6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 58 Phần 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 1 Những kết quả đạt được 59 2 Một số kiến nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 1 Phần 1: MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài Giáo dục là nhân tố quyết định đến sự phát triển nhanh và bền vững của mỗi quốc gia Phát triển giáo dục đào tạo là quốc sách hàng đầu, là nền tảng, động lực phát triển kinh tế xã hội trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa Để đáp ứng con người và nguồn nhân lực bắt kịp xu thế phát triển và hội nhập quốc tế nhiều nước trên thế giới đã và đang quan tâm đến vấn đề đổi mới giáo dục Hiện nay, Việt Nam đang phấn đấu tiến đến xây dựng một nền kinh tế tri thức, một nền kinh tế tri thức đòi hỏi nền giáo dục phải là nền giáo dục tiên tiến Trong nền giáo dục đó thì phương pháp dạy học phải phát huy được tính tích cực, chủ động đối với người học để đào tạo ra những người lao động có khả năng sáng tạo, thích ứng với sự thay đổi nhanh của môi trường sống Do vậy đổi mới nội dung và phương pháp dạy học là vấn đề mang tính thời sự Ngày nay, công nghệ thông tin và truyền thông ngày càng thâm nhập sâu rộng, có tác động mạnh mẽ đến giáo dục Nghiên cứu ứng dụng CNTT trong dạy học đang diễn ra vô cùng sôi động và đạt được nhiều kết quả có ý nghĩa về mặt lí luận và thực tiễn Trong dạy học vật lí, xu hướng khai thác và ứng dụng CNTT được nhiều nhà Khoa học và đông đảo GV quan tâm Việc khai thác và sử dụng hợp lí nguồn tư liệu này vào dạy học có thể góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường THPT Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của phần mềm trong dạy học vật lí là là một hướng lớn của ứng dụng CNTT trong dạy học vật lí Thực tế, cho thấy việc sử dụng các phần mềm thí nghiệm có khả năng thiết lập được hầu hết các thí nghiệm vật lí trong trường phổ thông hiện nay Với khả năng hỗ trợ thí nghiệm bằng phần mềm rất rộng, nó tạo ra không gian cho các thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng lưu trữ và trình chiếu các đoạn phim thí nghiệm, hỗ trợ thí nghiệm góp phần quan trọng trong giảng dạy, giúp học sinh có thể tiếp thu kiến thức nhanh chóng, sâu sắc, tạo hứng thú học tập cho học sinh Nghiên cứu, tìm hiểu chúng tôi nhận thấy phần mềm Crocodile Physics 605 là một trong số những phần mềm tốt hiện nay Nó có khả năng cung cấp một số chủ 2 đề có sẵn theo chương trình và có thể tạo ra các chủ đề mới theo từng nội dung thí nghiệm trong chương trình vật lí phổ thông Phần “Sóng ánh sáng” thuộc chương trình Vật lí phổ thông có nhiều hiện tượng hấp dẫn nhưng kiến thức khá trừu tượng đối với học sinh phổ thông Do đó, việc giảng dạy trong chương này gặp phải một số khó khăn Sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile physics 605 khi dạy học phần này có thể giải quyết những khó khăn đó và mang lại hiệu quả sư phạm cao Xuất phát từ những lí do nêu trên, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm ảo với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605 trong chương “Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh” trong bài khóa luận tốt nghiệp của mình 2 Mục tiêu của đề tài - Hệ thống hóa cơ sở lí luận của việc sử dụng phần mềm Crocodile physics 605 để hỗ trợ thí nghiệm - Nghiên cứu cơ sở lí luận về tích cực hóa hoạt đông nhận thức của học sinh với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile physics 605 trong thí nghiệm - Xây dựng và khai thác một số thí nghiệm trong chương sóng ánh sáng với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile physics 605 - Nghiên cứu phần mềm Crocodile physics 605 - Thiết kế tiến trình dạy học một số bài chương “Sóng ánh sáng” có sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile physics 605 - Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết và rút ra các kết luận cần thiết 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Hoạt động dạy học chương “Sóng ánh sáng” với việc sử dụng thí nghiệm có sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605 theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh - Giới hạn: Chương “Sóng ánh sáng” trong chương trình vật lí 12 cơ bản 3 - Phạm vi: Thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Nguyễn Huệ, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam 4 Phương pháp nghiên cứu 4 1 Ph ươ ng pháp nghiên c ứ u lý thuy ế t - Nghiên cứu văn kiện của Đảng, các chính sách của nhà nước, các chỉ thị của Bộ giáo dục và Đào tạo về đổi mới giáo dục phổ thông - Nghiên cứu cơ sở lí luận về tâm lý và giáo dục học, lí luận dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh - Nghiên cứu nội dung, chương trình SGK vật lí 12 cơ bản 4 2 Ph ươ ng pháp nghiên c ứ u th ự c ti ễ n Nghiên cứu sử dụng phần mềm Crocodile Physics 605 nhằm đánh giá sự hỗ trợ của phần mềm này trong quá trình dạy học vật lí ở trường THPT 4 3 Ph ươ ng pháp nghiên c ứ u th ự c nghi ệ m s ư ph ạ m Tiến hành giảng dạy tiết học có sử dụng các sản phẩm được thiết kế bởi phần mềm Crocodile Physics 605, quan sát, kiểm tra, đánh giá hoạt động của học sinh khi học các giờ này 4 4 Ph ươ ng pháp th ố ng kê toán h ọ c Dựa vào số liệu thu thập được dùng phương pháp thống kê thông dụng để phân tích, xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm 5 Lịch sử nghiên cứu Liên quan đến vấn đề xây dựng và sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của phần mềm trong dạy học có rất nhiều công trình nghiên cứu ở các cấp độ khác nhau: - Tiến sĩ Huỳnh Trọng Dương, Nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lý ở trường trung học cơ sở, luận án tiến sĩ giáo dục học Đại học Huế (2007) - Nguyễn Hoài Ân, Tổ chức dạy học theo chủ đề phần “Từ vi mô đến vĩ mô” chương trình nâng cao vật lí 12 với sự hỗ trợ của blog - Phạm Thị Minh Hiếu, Tổ chức dạy học chương Sóng cơ và chương Từ vi mô đến vĩ mô vật lí 12 với sự hỗ trợ của các phần mềm dạy học (2013) 4 - Hồ Thị Thanh Tâm, Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605 trong tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh khi dạy học phần “Quang hình học” ( 2014) Với đề tài của mình, tôi sẽ thừa kế những cơ sở lí luận của các công trình nghiên cứu trước đây và chú trọng nghiên cứu phần mềm Crocodile Physics 605 để xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo theo hướng tăng tính trực quan và tích cực hóa HĐNT của học sinh trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản 6 Đóng góp của đề tài - Xây dựng một số thí nghiệm vật lí ảo hỗ trợ quá trình dạy và học thí nghiệm chương “Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản - Kết quả nghiên cứu sẽ là bằng chứng về việc có thể xây dựng, sử dụng thí nghiệm ảo hỗ trợ quá trình dạy và học thí nghiệm 7 Cấu trúc đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo khóa luận gồm có 3 chương: Chương 1: Cơ sở lí luận của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, tổng quan về phần mềm Crocodile Physics 605 Chương 2: Khai thác và sử dụng thí nghiệm ảo với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605 trong chương “Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 5 Phần 2: NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH, TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 1 1 TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 1 1 1 Khái niệm tích cực hóa Theo Thái Duy Tuyên: "Tích cực hóa là tập hợp các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập" [5] Tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS là một trong những nhiệm vụ của GV trong nhà trường và cũng là một trong những biện pháp nâng cao chất lượng dạy học Tuy không phải là vấn đề mới, nhưng trong xu đổi mới dạy học hiện nay thì việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS là một vấn đề đặt biệt quan tâm Nhiều nhà khoa học trên thế giới đang hướng tới việc tìm kiếm con đường tối ưu nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, nhiều công trình luận án tiến sĩ cũng đã và đang đề cập đến vấn đề này Tất cả đều hướng tới việc thay đổi vai trò người dạy và người học nhằm nâng cao hiệu quả quá trình dạy học nhằm đáp ứng được yêu cầu dạy học trong giai đoạn phát triển mới Trong đó HS chuyển từ vai trò là người thụ nhận thông tin sang vai trò chủ động, tích cực tham gia tìm kiếm kiến thức Còn GV chuyển từ người truyền thông tin sang vai trò người tổ chức hướng dẫn, giúp đỡ để HS tự khám phá kiến thức mới Quá trình tích cự hóa hoạt động nhận thức của HS sẽ góp phần làm cho mối quan hệ giữa dạy và học, giữa thầy và trò ngày càng gắn bó và hiệu quả hơn Tích cực hóa vừa là biện pháp thực hiện nhiệm vụ dạy học, đồng thời nó góp phần rèn luyện cho HS những phẩm chất của người lao động mới: tự chủ, năng động, sáng tạo Đó là một trong những mục tiêu mà ngành giáo dục hướng tới[5] 6 1 1 2 Những biểu hiện tính tích cực nhận thức Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự cố gắng hết sức cao về nhiều mặt trong hoạt động nhận thức của trẻ nói chung Tính tích cực hoạt động học tập là sự phát triển ở mức độ cao hơn trong tư duy, đòi hỏi một quá trình hoạt động "bên trong" hết sức căng thẳng với một nghị lực cao của bản thân, nhằm đạt được mục đích là giải quyết vấn đề cụ thể nêu ra[9] Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh thể hiện ở những hoạt động trí tuệ là tập trung suy nghĩ để trả lời câu hỏi nêu ra, kiên trì tìm cho được lời giải hay của một bài toán khó cũng như hoạt động chân tay là say sưa lắp ráp tiến hành thí nghiệm Trong học tập hai hình thức biểu hiện này thường đi kèm nhau tuy có lúc biểu hiện riêng lẻ Các dấu hiệu về tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh thường được biểu hiện: - Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung các câu trả lời của bạn và thích được phát biểu ý kiến của mình trước vấn đề nêu ra - Học sinh hay thắc mắc và đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề các em chưa rõ - Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã có để nhận thức các vấn đề mới - Học sinh mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới nhận từ các nguồn kiến thức khác nhau có thể vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học [3] 1 1 3 Những biện pháp phát huy hoạt động nhận thức của học sinh Để tích cực hóa HĐNT của HS, ngoài việc tạo ra không khí học tập thật tốt, về mặt phương pháp dạy học, GV cần phải có những biện pháp sau: - Trong quá trình dạy học GV cần phối hợp tốt các PPDH theo hướng tích cực hóa HĐNT của HS: Thực tiễn, có nhiều phương pháp dạy học khác nhau phương pháp dạy học trực quan, phương pháp nêu và giải quyết vấn đề, phương pháp thực nghiệm, phương pháp thuyết trình Trong quá trình dạy học để kích 7 thích được sự hứng thú của HS, phát huy tính tích cực, tính tự lực sáng tạo của HS, GV cần phải lựa chọn, tìm tòi những phương pháp dạy học phù hợp với nội dung bài học, đặc điểm của đối tượng, điều kiện vật chất - Khởi động tư duy, tạo hứng thú học tập cho HS: Tính tích cực của quá trình nhận thức của HS phụ thuộc rất lớn vào hứng thú học tập của HS Những HS có động cơ, hứng thú học học tập cao sẽ biểu hiện ở sự khao khát đối với tri thức, ở nhu cầu và mong muốn hiểu rộng hơn, muốn tự khám phá ra nhiều điều mới mẻ đối với bản thân Do đó, cần phải chú ý đến việc tạo tình huống có vần đề để khởi động tư duy, tạo hứng thú học tập cho HS Những vấn đề cần nhận thức trong tình huống đặt vấn đề cần được bộc lộ bất ngờ nhằm gây sự xung đột tâm lý của HS từ đó gây ra sự tò mò, kích thích tính hiếu kì của HS GV có thể sử dụng các phương pháp khác nhau để đặt vấn đề vào bài mới: sử dụng TN biểu diễn, kể chuyện lịch sử vật lí, bài tập, câu hỏi, - Tạo và duy trì không khí hoạt động sôi nổi trong nhằm tạo ra môi trường thuận lợi cho việc học tập và phát triển của HS Trong môi trường đó HS dễ bộc lộ những hiểu biết của mình và sẵn sàng tham gia tích cực vào quá trình dạy học, vì khi đó tâm lý HS rất thoải mái - Liên hệ với thực tiễn để giúp HS vận dụng những kiến thức lĩnh hội được vào thực tiễn ứng dụng khoa học kỹ thuật nhằm tạo cho HS những am hiểu về kỹ thuật giúp HS thấy được ý nghĩa vai trò của môn học trong thực tiễn, kích thích được động cơ hứng thú học tập - Kết hợp sử dụng các thiết bị dạy học và các phương tiện kỹ thuật dạy học hiện đại: Việc sử dụng các thiết bị dạy học, phương tiện kỹ thuật hiện đại sẽ góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học, tạo trực quan sinh động cho HS, kích thích hứng thú của HS, tích cực hóa HĐNT của HS - Thường xuyên tổ chức cho HS luyện tập dưới nhiều hình thức khác nhau, góp phần củng cố kiến thức cho HS, tăng cường vận dụng các kiến thức đã học vào các tình huống nhận thức mới - Từng bước đổi mới phương thức kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS: Có nhiều cách để tiến hành kiểm tra, đánh giá nhưng phải làm sao để kết quả 8 học tập của HS thể hiện rõ tính toàn diện, thống nhất, hệ thống và khoa học Việc kiểm tra, đánh giá không chỉ dừng lại ở việc kiểm tra, đánh giá về mặt lý thuyết mà nội dung kiểm tra cần có sự phân phối hợp lý cả về mặt lý thuyết và kỹ năng thực hành Hình thức kiểm tra cũng cần có một tiêu chuẩn thống nhất để đánh giá chất lượng tri thức của từng môn học một cách khoa học Cùng với những nỗ lực đổi mới phương pháp dạy học, xu hướng sử dụng phiếu học tập với các bài tập trắc nghiệm để kiểm tra một số kiến thức trong từng buổi học, kiểm tra một số kĩ năng thực hành như sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, kĩ năng làm thí nghiệm, kĩ năng thu thập và xử lí thông tin… đang là một hướng đi tốt, có tác động không nhỏ đến ý thức học tập của HS Đây cũng có thể coi là một trong những biện pháp thúc đẩy việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh [3] 1 2 THÍ NGHIỆM VẬT LÍ 1 2 1 Khái niệm và đặc điểm thí nghiệm vật lí 1 2 1 1 Khái ni ệ m thí nghi ệ m v ậ t lí "Thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu được tri thức mới" [6] 1 2 1 2 Đặ c đ i ể m c ủ a thí nghi ệ m v ậ t lí Các điều kiện của TN phải được lựa chọn và được thiết lập có chủ định sao cho thông qua TN, có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết Mỗi TN có ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, phương thức gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu và phương thức quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động Các điều kiện của TN có thể biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi Các điều kiện TN phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự định nhờ sử dụng các thiết bị TN có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu,hạn chế tối đa các nhiễu 9 Đặc điểm quan trọng nhất là tính có thể quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đó, do sự biến đổi của đại lượng khác Điều này đạt được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của phương thức quan sát, đo đạc Có thể lặp lại được TN Với các thiết bị TN, các điều kiện TN như nhau thì khi bố trí lại TN, tiến hành lại TN, các quá trình vật lí phải diễn ra trong TN giống như các TN trước đó 1 2 2 Chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lí 1 2 2 1 Các ch ứ c n ă ng c ủ a thí nghi ệ m theo quan đ i ể m c ủ a lí lu ậ n d ạ y h ọ c Trong dạyhọc vật lí, thí nghiệm đóng vai trò cực kì quan trọng, dưới quan điểm lí luận dạy học vai trò đó được thể hiện những mặt sau: - Thí nghiệm có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học Thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học như đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề ( hình thành kiến thức, kĩ năng mới…), củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng, kĩ xảo của HS [6] - Thí nghiệm góp phần vào việc phát triển toàn diện HS Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học góp phần quan trọng vào việc hoàn thiện những phẩm chất và năng lực của HS, đưa đén sự phát triển toàn diện cho người học Trước hết thí nghiệm là phương tiện nhằm góp phần nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vật lí cho HS Nhờ thí nghiệm HS có thể hiểu sâu hơn bản chất vật lí của các hiện tượng, định luật, quá trình… được nghiên cứu và do đó có khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệu hơn Truyền thụ cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản là một trong những nhiệm vụ quan trọng của hoạt động dạy học Để làm được điều đó, GV cần nhận thức rõ việc xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh, thể hiện trong cách suy nghĩ, thao tác tư duy và làm việc để họ tiếp cận với các vấn đề của thực tiễn Thông qua thí nghiệm, bản thân HS phải tư duy cao mới có thể khám phá ra được những điều cần nghiên cứu Thực tế cho thấy, trong dạy học vật lí, đối với các 10 bài giảng có sử dụng thí nghiệm, thì HS lĩnh hội kiến thức rộng hơn và nhanh hơn, HS quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó hoạt động nhận thức của HS sẽ được tích cực và tư duy của các em sẽ được phát triển tốt hơn[6] - Thí nghiệm là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh Thông qua việc tiến hành thí nghiệm, HS có cơ hội trong việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS Thí nghiệm còn là điều kiện để HS rèn luyện những phẩm chất của người lao động mới, như: đức tính cẩn thận, kiên trì, trung thực… Xét trên phương diện thao tác kĩ thuật, chúng ta không thể phủ nhận vai trò của thí nghiệm đối với việc rèn luyện sự khéo léo tay chân của HS Hoạt động dạy học không chỉ dừng lại ở chỗ truyền thụ cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản đơn thuần mà điều không kém phần quan trọng ở đây là làm thế nào phải tạo điều kiện cho HS tiếp cận với hoạt động thực tiễn bằng những thao tác của chính bản thân họ Trong dạy học vật lí, đối với những bài giảng có thí nghiệm thì GV cần phải biết hướng HS vào việc cho họ tự tiến hành thí nghiệm, có như vậy kiến thức các em thu nhận được sự vững vàng hơn, rèn luyện được cho các em sự khéo léo chân tay, khả năng quan sát tinh tế, tỉ mỉ hơn và chính xác hơn Có như thế, khả năng hoạt động thực tiễn của HS sữ được nâng cao - Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập của học sinh Thí nghiệm là phương tiện gây hứng thú, là yếu tố kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của HS học tập, nhờ đó làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong quá trình nhận thức Chính nhờ thí nghiệm và thông qua thí nghiệm mà ở đó HS tự tay tiến hành các TN, các em sẽ thực hiện các thao tác TN một cách thuần thục, khơi dậy ở các em sự say sưa, tò mò để khám phá ra những điều mới, những điều bí ẩn từ TN và cao hơn là hình thành nên những TN mới Đó chính là những tác động cơ bản, giúp cho quá trình hoạt động nhận thức của HS được tích cực hơn 11 Thông qua TN, nhờ vào sự tập trung chú ý, quan sát sự vật, hiện tượng có thể tạo cho HS sự ham thích tìm tòi những đặc tính, quy luật diễn biến của hiện tượng đang quan sát Khi giác quan của HS bị tác động mạnh, HS phải tư duy cao từ sự quan sát TN chú ý kĩ TN để có những kết luận, những nhận xét phù hợp - Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của học sinh TN là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc độc lập hoặc tập thể qua đó góp phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS Qua TN đòi hỏi HS phải làm việc tự lực hoặc phối hợp tập thể, nhờ đố có thể phát huy vai trò các nhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm trong công việc của các em - Thí nghiệm vật lí góp phần làm đơn giản hóa các hiện tượng và quá trình vật lí TN vật lí góp phần đơn giản hóa hiện tượng, tạo trực quan sinh động nhằm hỗ trợ cho tư duy trừu tượng của HS, giúp cho HS tư duy trên những đối tượng cụ thể, những hiện tượng và quá trình đang diễn ra trước mắt họ Các hiện tượng trong tự nhiên xảy ra vô cùng phức tạp, có mối quan hệ chằng chịt lấy nhau, do đó không thể cùng một lúc phân biệt những tính chất đặc trưng của từng hiện tượng riêng lẻ, cũng như không thể cùng phân biệt được ảnh hưởng của tính chất này lên tính chất khác Chính nhờ TN vật lí đã góp phần làm đơn giản hóa các hiện tượng, làm nổi bật những khía cạnh cần nghiên cứu của từng hiện tượng và quá trình vật lí giúp cho HS dễ quan sát, dễ quan sát và tiếp thu bài [5] 1 2 2 2 Ch ứ c n ă ng c ủ a thí nghi ệ m theo quan đ i ể m lí lu ậ n nh ậ n th ứ c - TN là phương tiện thu nhận tri thức TN là một phương tiện quan trọng của HĐNT của con người, thông qua TN con người đã thu nhận được những tri thức khoa học cần thiết nhằm nâng cao năng lực của bản thân để có thể tác động và cải tạo thực tiễn Trong dạy học, TN là PT của HĐNT của HS, nó giúp HS trong việc tìm kiếm và thu nhận kiến thức khoa học cần thiết [3] - TN là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của những tri thức đã thu nhận 12 TN là một trong những PT tốt để kiểm tra kiến thức vật lí đã được khái quát hoá từ lí thuyết Từ sự khái quát hoá lí thuyết rồi đưa ra TN để kiểm tra lí thuyết không những làm cho HĐNT của HS tích cực hơn mà còn tạo được niềm tin về sự đúng đắn của kiến thức mà HS đã lĩnh hội Suy nghĩ của HS luôn có sự khái quát lí thuyết, tuy nhiên, đó chỉ là sự khái quát hoá, sự tư duy theo lí thuyết suông, cần phải được GV kiểm tra bằng TN Những kết luận từ sự tư duy trừu tượng của HS cũng cần phải được kiểm tra tính đúng đắn thông qua TN Mặt khác, trong dạy học vật lí THPT, có một số kiến thức được rút ra từ suy luận lôgic chặt chẽ từ các kiến thức đã được biết, cần phải tiến hành TN để kiểm nghiệm tính đúng đắn của chúng [3] - TN là phương tiện để vận dụng tri thức vào thực tiễn Trong quá trình vận dụng kiến thức vào thực tiễn, vào việc thiết kế và chế tạo các thiết bị kỹ thuật, người ta gặp phải những khó khăn nhất định do tính khái quát và trừu tượng của các tri thức cần vận dụng, cũng như bởi tính phức tạp của các thiết bị kỹ thuật cần chế tạo Trong trường hợp đó TN được sử dụngvới tư cách là phương thức thử nghiệm cho việc vận dụng tri thức vào thực tiễn [3] - TN là một bộ phận của các phương pháp nhận thức TN luôn đóng vai trò rất quan trọng trong các phương pháp nhận thức khoa học [3] 1 2 3 Phân loại thí nghiệm vật lí 1 2 3 1 Thí nghi ệ m bi ể u di ễ n - Khái niệm: TN biểu diễn là TN do GV tiến hành trên lớp, trong các giờ học nghiên cứu kiến thức mới và các giờ ôn tập, củng cố kiến thức, kỹ năng của HS [2] - Đặc điểm của TN biểu diễn: + Các điều kiện của TN phải được lựa chọn và được thiết lập có chủ định sao cho thông qua TN có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết 13 + Các điều kiện TN phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự định nhờ sử dụng các thiết bị TN có độ chính xác ở mức độ cần thiết, giảm tối đa ảnh hưởng của các nhiễu + Các điều kiện của TN có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc của hai đại lượng trong khi các đại lượng khác được giữ nguyên + Có thể quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đó do sự biến đổi của đại lượng khác Có thể lặp lại TN nhiều lần - Yêu cầu của TN biểu diễn: + TN biểu diễn phải xuất hiện đúng lúc trong tiến trình dạy học và kết quả TN phải được khai thác cho mục đích dạy học một cách hợp lý, logic và không gượng ép + TN biểu biễn phải ngắn gọn + TN biểu diễn phải đủ sức thuyết phục: TN phải thành công ngay và phải bảo đảm thời gian, làm cho giờ học diễn ra đúng tiến trình như dự kiến Muốn đạt được những yêu cầu này cần phải chú ý từ kết quả TN, lập luận đi đến kết luận phải lôgíc và tự nhiên, không miễn cưỡng, gượng ép, không bắt HS phải công nhận TN phải được bố trí hợp lý sao cho cả lớp đều quan sát được, phải tập trung được sự chú ý của HS vào những chi tiết chính, quan trọng, giúp HS dễ theo dõi diễn biến của TN để rút ra kết luận cần thiết + TN phải đảm bảo tính an toàn: trong quá trình tiến hành TN phải hết sức cẩn thận và áp dụng các biện pháp an toàn thích hợp - Phân loại: bao gồm 3 loại + TN mở đầu: những TN được dùng để đặt vấn đề định hướng bài học TN mở đầu đòi hỏi phải hết sức ngắn gọn và cho kết quả ngay + TN nghiên cứu hiện tượng: được tiến hành trong khi nghiên cứu bài mới TN nghiên cứu hiện tượng mới có thể là TN khảo sát hay TN kiểm chứng + TN củng cố: là những TN được dùng để củng cố bài học Cũng như TN mở đầu, TN củng cố cũng phải hết sức ngắn gọn và cho kết quả ngay 14 1 2 3 2 Thí nghi ệ m h ọ c sinh - Khái niệm: TN HS là TN do HS tiến hành trên lớp, trong phòng TN hay ở nhà, nhằm khảo sát hoặc kiểm chứng một hiện tượng, một định luật, TN HS rất phong phú và đa dạng, có thể tiến hành mọi lúc, mọi nơi [2] - Phân loại TN HS: bao gồm TN trực diện, TN thực hành vật lí, TN vật lí ở nhà + TN trực diện: những TN được HS tiến hành ngay trong giờ học, nhằm tìm kiếm kiến thức mới nên được gắn liền với nội dung bài học + TN thực hành vật lí: những TN được tiến hành trong phòng TN sau khi HS đã nghiên cứu xong một phần hay một chương nào đó của chương trình, nhằm xác định một đại lượng, một hằng số hay kiểm chứng một quy tắc, một định luật vật lí nào đó Có thể là TN định tính, TN định lượng được tiến hành trong thời gian dài Rèn luyện cho HS kỹ năng, kỹ xảo, đào sâu, khái quát hóa những vấn đề đã học + TN vật lí ở nhà: một loại bài thực hành mà GV giao cho HS hoặc từng nhóm HS thực hiện ở nhà với những dụng cụ thông thường, đơn giản, dễ kiếm nhằm tìm hiểu một hiện tượng, xác định một đại lượng, kiểm chứng một định luật, một quy tắc vật lí nào đó Có tác dụng rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, phát huy tính tự giác, tự lực, sáng tạo của HS 1 3 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 1 3 1 Đặc điểm và các chức năng cơ bản của phần mềm Crocodile Physics 605 Phần mềm Crocodile Physics 605là phần mềm được dùng để thiết kế các thí nghiệm ảo của môn vật lí, được lập trình trên ngôn ngữ lập trình C ++ , thông qua ngôn ngữ thể hiện là Tiếng Anh Phần mềm này từ khi ra đời cho đến nay có nhiều phiên bản với các mức độ khác nhau và qua mỗi phiên bản đã được bổ sung, cải tiến và hoàn thiện dần về nội dung Tuy nhiên, để có thể sử dụng một cách có hiệu quả thì đòi hỏi người sử dụng phải có một trình độ Tiếng Anh và tin học tương đối khá Với Crocodile Physics 605 người sử dụng có thể thiết kế các TN mô phỏng sinh động, hấp dẫn, 15 những hiện tượng trong tự nhiên như được thu nhỏ trên màn hình, có thể sử dụng để giải các bài tập vật lí, giúp HS nắm bắt những khái niệm, tính chất sự vật một cách chủ động và linh hoạt hơn khi vận dụng vào thực tế Phần mềm Crocodile Physics 605 cho phép phân tích thiết kế, đo đạc các đại lượng vật lí của bất kì đối tượng nào trong hệ thống Crocodile Physics 605 cho phép thay đổi các thông số của các thành phần trong mỗi lần chạy mô phỏng Khi thiết kế, nếu thông số không phù hợp hiện tượng vật lí thì chương trình sẽ thông báo lỗi cụ thể để có thể điều chỉnh Trong phần mềm Crocodile Physics có thư viện hình ảnh, thư viện “linh kiện số” rất đa dạng và phong phú GV chỉ việc lựa chọn hình ảnh phù hợp để đưa vào thiết kế, không tốn nhiều thời gian cho việc tìm kiếm Việc đưa hình ảnh vào các mô phỏng sẽ làm tăng tính trực quan sinh động Những bộ phận phụ trong mô phỏng có thể được ẩn giấu để người học có cảm giác như đang dùng các phương tiện thông dụng để tìm kiếm các thông tin cần thiết Crocodile Physics có thể được sử dụng kết hợp với các phần mềm khác để biên soạn giáo án điện tử, kết hợp các phương pháp dạy học một cách linh hoạt nhằm phát huy tính tích cực chủ động học tâp của HS 1 3 2 Cài đặt phần mềm Crocodile Physics 605 Chạy file CP_605 exe từ thư mục Crocodile Hoàn thành các bước cài đặt theo chỉ dẫn trên màn hình là bạn đã tạo được file chạy chương trình trên Desktop là: Crocodile Physics 605 Bạn có thể Download, để cập nhật phiên bản mới nhất của phầm mềm theo địa chỉ website: www crocodile-clips com 1 3 3 Chạy chương trình phần mềm Crocodile Physics 605 Khi chạy chương trình bạn nháy đúp chuột vào File chạy của phần mềm trên Desktop là Crocodile Physics 605 hoặc chạy trực tiếp một file thí nghiệm đã được thiết lập Khi vào chương trình lần đầu tiên bạn sẽ được yêu cầu nhập tên đăng ký và mã số sử dụng, khi đó bạn nhập lần lượt các yêu trên: Tên đăng ký là: WWW SERIALNEWS COM 16 Mã số sử dụng: CP000SS-605-CUTKG Nhập xong bạn chọn Next và sau đó bạn chọn tiếp OK sẽ khởi động được chương trình 1 3 4 Khởi động Crocodile Physics 605 và màn hình giao diện Crocodia Physics 605 của Crocodia clip Ltđ cho đến nay đã có rất nhiều phiên bản, xét về cách sử dụng và nội dung thì không có gì khác nhau mấy, xét về giao diện thì phiên bản sao có phần trội hơn phiên bản trước nhưng cũng không đáng kể và không có gì là thay đổi lớn lao 1 3 4 1 Kh ở i độ ng ch ươ ng trình Khi đã cài đặt chương trình (từ bản thương mại hoặc bản demo) ta có thể vào chương trình bằng rất nhiều cách: Khởi động từ Star menu: Khởi động từ desktop: Chọn open 17 1 3 4 2 Màn hình giao di ệ n 1 3 5 Giới thiệu tổng quan các thành phần chính 1 3 5 1 Side Pane  Mục Contents Contents là phần rất mới bao gồm các ví dụ đã được thiết kế sẵn theo các chủ đề như: mô tả chuyển động, các mạch điện, … Với mỗi modun đã có các dụng cụ thí nghiệm phù hợp với chủ đề và bạn chỉ cần chọn bổ sung những dụng cụ thích hợp để thực hiện thí nghiệm Tuy nhiên, đây mới chỉ là một số chủ đề cơ bản, để có thể thiết kế được toàn bộ các thí nghiệm phục vụ cho giảng dạy và học tập thì cần thiết phải xem các ví dụ này và sau đó bạn tự thiết kế các thí nghiệm phù hợp với bài giảng trên lớp bằng các dụng cụ được lấy trong phần Part Library  Mục Parts Library Đây là thư viện các dụng cụ thí nghiệm vật lý ảo đã được sắp xếp thành từng phần Đ i ệ n – Quang – C ơ – Sóng – Công c ụ h ỗ tr ợ Với các dụng cụ thí nghiệm trong từng phần này, bạn hoàn toàn có thể tự thiết kế được các thí nghiệm vật lý trong trường phổ thông Tuy nhiên, để thí nghiệm trở nên chuyên nghiệp hơn thì phải kết hợp sử dụng các với các công cụ hỗ trợ thí nghiệm trong foder Presentation của phần này  Mục Properties Thiết lập thuộc tính của đối tượng, các thông số của dụng cụ 18 1 3 5 2 Các menu c ủ a ph ầ n m ề m Crocodia Physic 605  Các menu ngang * Các bi ể u t ượ ng làm vi ệ c v ớ i File * Các bi ể u t ượ ng làm vi ệ c v ớ i các Edit (l ự a ch ọ n nhanh) * Các bi ể u t ượ ng làm vi ệ c v ớ i View – Scenes (cách th ể hi ệ n) * Các tu ỳ ch ọ n tr ợ giúp 19  Các thanh công cụ chính của phần mềm Xóa đối tượng (Delete) Chọn đối tượng rồi ấn nút này để xóa đối tượng đó Tạo một bài thí nghiệm mới (Ctrl + N) Mở một bài thí ngiệm đã có (Ctrl + O) Lưu bài thí nghiệm đang tiến hành (Ctrl + S) In trang trình bày thí nghiệm (Ctrl + P) Cắt một tượng được chọn lưu vào clipboard (Ctrl + X) Chọn các đối tượng cần cắt rồi ấn nút này Copy một tượng được chọn lưu vào clipboard (Ctrl + C) Chọn các đối tượng cần copy rồi ấn nút này Đưa một tượng đang có trong clipboard ra màn hình (Ctrl + V) (Được thực hiện bằng thao tác cắt, copy trước đó) Nút Undo (Ctrl + Z): Hủy thao tác vừa thực hiện Nút Redo (Ctrl + Y): Thực hiện lại thao tác vừa hủy Phóng to (Ctrl + =) Thu nhỏ (Ctrl + -) Hiển thị thuộc tính của màn hình đang làm việc Cho dừng hoặc chạy thí nghiệm (thời gian) (Ctrl + Shift + P) Tăng hay giảm tốc độ thời gian 1 3 5 3 Khung làm vi ệ c Trên khung làm việc, ta trình bày toàn bộ mô hình thí nghiệm Bao gồm:  Nút để phóng toàn màn hình không gian làm việc  Các trang thí nghiệm (Scene) 20 1 3 6 Các thao tác chung cơ bản trong chương trình Chọn đối tượng: Click mouse vào đối tượng hoặc drag mouse chọn một vùng trên màn hình, các đối tượng có một phần trong khung chọn sẽ được chọn Đưa dụng cụ thí nghiệm vào khung làm việc: Click chọn đối tượng trong kho rồi kéo thả vào khung làm việc Thay đổi kích thước đối tượng: Chọn đối tượng, xuất hiện các núm xung quanh đối tượng  Dùng mouse kéo để thay đổi kích thước đối tượng tại các núm này Ta cũng có thể thay đổi kích thước bằng cách thiết lập thuộc tính của nó trong mục Properties Di chuyển đối tượng Click mouse vào đối tượng rồi kéo đến vị trí mới Xoay đối tượng:  Chọn đối tượng  Đưa mouse vào núm tròn cạnh đối tượng, mouse biến thành hình  Click giữ và kéo mouse để xoay đối tượng đến vị trí cần Thay đổi thuộc tính đối tượng: Đối với một đối tượng, có những thuộc tính thay đổi được và không thay đổi được Ta vào Properties để tiến hành thay đổi  Chọn đối tượng  Thay đổi các thuộc tính cần thiết trong mục Properties 21  Các thuộc tính của vùng làm việc nếu được thiết lập phù hợp thì sẽ giúp chúng ta rất nhiều  Các thuộc tính của các đối tượng phải được chú ý đến nếu như muốn thí nghiệm diễn ra thành công tốt đẹp Chúng phải được thiết lập theo mục đích của chúng ta Cho dừng thời gian lại: Chức năng này sẽ làm cho đồng hồ của máy dừng lại và thí nghiệm sẽ không thực hiện nữa mà vào trạng thái chờ Các hiện tượng vật lý dừng lại (pause)  Click vào nút trên thanh công cụ Đối với các thí nghiệm lớn, trong quá trình lắp đặt thiết bị, máy hoạt động chậm, dùng nút Pause sẽ giúp máy hoạt động nhanh hơn trong quá trình lắp ráp thí nghiệm Cho thời gian chạy tiếp tục lại: Chức năng này sẽ làm cho đồng hồ của máy tiếp tục chạy sau khi đã dừng và thí nghiệm sẽ tiếp tục thực hiện  Click vào nút trên thanh công cụ Sửa chữa một thiết bị bị hỏng do hoạt động quá định mức: Khi một thiết bị hoạt động vượt định mức (cường độ dòng điện, công suất, ) thiết bị đó sẽ bị hỏng Ta cần phải thay nó là điều đương nhiên Để tránh phải lắp lại mô hình thí nghiệm, chương trình cho phép ta sửa nhanh thiết bị đó:  Cho dừng thời gian lại  Khi thiết bị bị hỏng, xuất hiện nút bên cạnh thiết bị Di chuyển mouse lên nút , một bảng thông tin về nguyên nhân gây hỏng thiết bị hiện ra Hiệu điện thế đang là 20V Giá trị lớn nhất được phép là 15V 22  Click vào nút Thiết bị đã được sửa và sẽ sẵn sàng hoạt động như bình thường  Xử lý các vấn đề gây ra sự hư hỏng  Cho thời gian hoạt động lại Nối các đối tượng với nhau bằng dây dẫn trong thí nghiệm điện:  Di chuyển mouse lên đối tượng, các cực đối tượng sẽ xuất hiện các núm nối dây hình vuông  Click lên núm cần nối rồi di chuyển mouse đến cực của đối tượng kia và Click mouse vào núm nối dây của đối tượng đó Chú ý: Khi Click vào vị trí trống thì dây sẽ được bẻ cong chỗ đó Cấp cho vật một vận tốc (Hoặc một lực)  Đưa mouse vào vật, xuất hiện núm tròn màu bạc, dùng mouse kéo núm này, khi đó, ta đã cấp cho vật một vận tốc (hoặc lực tùy ta chọn) được biểu diễn bằng véctơ mà ta thấy 23 Theo mặc định, véctơ ta cấp cho vật là vận tốc, muốn véctơ đó là lực thì làm sao? Vào Properties của vật đó, chọn thẻ General, trong mục Control, chọn Force (thay vì lúc trước là Velocity 1 3 7 Các kho dụng cụ thí nghiệm Hầu hết các thiết bị đều được kí hiệu theo quy ước như trong chương trình phổ thông (nguồn điện, tụ điện, lăng kính, thấu kính,…) nên rất thuận tiện cho học sinh và giáo viên Có một số thiết bị không kí hiệu theo quy ước nhưng rất dễ nhận ra đó là thiết bị gì Kho được tổ chức theo từng ngăn lớn, trong mỗi ngăn lớn lại có các ngăn riêng: Electronics: Các dụng cụ thí nghiệm điện, điện tử Optics: Các dụng cụ thí nghiệm quang học Motion&Forces: Các dụng cụ thí nghiệm cơ học Wave: Các dụng cụ thí nghiệm Sóng âm, sóng cơ, sóng điện từ Presentation: Các thiết bị trình diễn, hiển thị 24 1 4 KHẢNĂNG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỚISỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀMTRONG HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 1 4 1 Một số vấn đề còn tồn tại của việc sử dụng thí nghiệm trên các thiết bị phòng thí nghiệm Để tiến hành một thí nghiệm từ các thiết bị phòng thí nghiệm yếu tố đầu tiên cần phải có là thiết bị thí nghiệm phải đồng bộ và thống nhất trên cả nước, hoạt động ổn định đồng thời GV phải tuyệt đối cẩn thận, có sự hiểu biết về TN, hiện tượng để tránh xảy ra tai nạn Một TN muốn thành công cho kết quả chính xác thì trước khi đưa vào dạy học người GV phải có sự chuẩn bị: xem lại lí thuyết, tìm hiểu về TN đó đôi khi GV cũng phải nhiều thời gian ở phòng TN để làm TN chỉ được cho phép chiếm từ 5-10 phút trong tiết dạy Nhưng với thời gian đó GV sẽ không đủ để hoàn thành TN Do đó thời gian giành cho các lượng kiến thức mà HS thu được giảm bớt đi Như chúng ta đã biết một thí nghiệm thực được tiến hành trong giờ học tốn rất nhiều thời gian và kinh phí Tuy nhiên, một điều cần chú ý khi tiến hành một thí nghiệm với các dụng cụ có sẵn trong phòng thí nghiệm thì chỉ sử dụng một lần duy nhất, lần khác phải tiến hành lại Vì vậy, rất tốn kinh phí và không khoa học Không phải thí nghiệm nào cũng sử dụng được trong phòng học Dụng cụ thí nghiệm thiếu, một phần bị hư hỏng không chính xác, có năm được bổ sung thêm thì không đồng bộ với dụng cụ cũ Nhìn chung chưa có đầy đủ dụng cụ thí nghiệm cần thiết cho các giờ học Số lượng học sinh trong một nhóm quá đông, một bộ phận học sinh yếu và trung bình ít có cơ hội làm việc trong nhóm Kỹ năng làm thí nghiệm của học sinh vẫn còn hạn chế Đôi lúc, những thí nghiệm rất khó tiến hành, rất khó quan sát, kết quả đo đạc được không chính xác trong điều kiện lớp học, có khi còn gây ra phản tác dụng Với những khó khăn đó, GV rất hạn chế trong việc sử dụng TN, phần lớn là mô tả TN Nếu sử dụng thí nghiệm ảo các khó khăn trên sẽ được khắc phục, các hiện tượng thí nghiệm sẽ trực quan, sinh động, dễ dàng hơn, có thể thực hiện được những TN mà thực tế rất khó làm được 25 1 4 2 Điểm mạnh của thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí - Có khả năng làm lại nhiều lần mà vẫn đảm bảo được sự chính xác - Ít phụ thuộc vào không gian - Với kỹ thuật cao, thí nghiệm giống như thật, do đó đạt hiệu quả sư phạm cao - Chuẩn bị nhanh, bảo trì đơn giản - Có khả năng tương tác với người dùng - Có thể khắc phục được những nhược điểm của thí nghiệm truyền thống - Thí nghiệm ảo được thực hiện trên một màn chiếu lớn nên tất cả HS trong lớp học có thể nhìn rõ tất cả những gì thực hiện trên đó, đồng thời GV có thể chỉnh kích cỡ của dụng cụ đủ lớn để cả lớp có thể quan sát rõ ràng, kể cả các em ngồi ở cuối lớp - TN hoàn toàn an toàn, không lo cháy nổ ngoài dự định, nếu có nhầm lẫn thì hiện tượng xảy ra chỉ là mô hình cháy nổ trên máy vi tính - Có những quá trình thực tế không thể quan sát bằng mắt thường nhưng TN ảo trên máy vi tính có thể mô phỏng các quá trình một cách chính xác và trực quan - TN ảo do đã lập trình sẵn nên gần như tất cả các TN đều chuẩn xác, thực hiện TN đem lại kết quả mong đợi - Với một TN mà dụng cụ cồng kềnh thì việc chuẩn bị và chuyển TN từ lớp này sang lớp khác rất khó khăn và mất thời gian Còn với TN ảo thí các dụng cụ có sẵn trong máy vi tính, giáo viên chỉ cần một lần thực hiện đưa phần mềm thiết kế TN vào trong máy tính, lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về dụng cụ TN 1 4 3 Quy trình thiết kế một thí nghiệm ảo Để tiến hành thực hiện một thí nghiệm ảo, bằng phần mềm Crocodile Physics bạn cần phải chuẩn bị nội dung, ý tưởng thiết kế Sau khi đã có nội dung thiết kế, thường làm theo các bước sau đây: Bước 1: Mở một file mới: vào File/ New, hoặc kích vào biểu tượng New trên thanh công cụ hoặc nhấn đồng thời Ctrl + N 26 Bước 2: Tìm kiếm công cụ Bạn có thể lấy các dụng cụ thí nghiệm trong phần Part Library Bước 3: Bố trí, sắp xếp dụng cụ thí nghiệm Sau khi đã lựa chọn được các dụng cụ bạn có thể di chuyển, lắp ghép, thay đổi thông số, hoặc xoá các dụng cụ theo phương pháp sau: Khi cần di chuyển dụng cụ bạn cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ bấm- giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần chuyển đến rồi thả chuột Khi cần kết nối các dụng cụ bạn cần di chuyển các các dụng cụ để các điểm nối lại trùng nhau (điểm nối của các vật ở tâm) Khi cần thiết lập các thông số của dụng cụ bạn cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ, bấm chuột phải và chọn Properties thì trong menu dọc Properties sẽ hiện ra các tuỳ chọn về các thông số dụng cụ để bạn thay đổi Khi cần xoá dụng cụ bạn cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ bấm chuột trái rồi bấm Delete hoặc bấm chuột phải và di chuyển chọn Delete trong menu Nếu bạn muốn xoá nhiều dụng cụ trước khi đặt lệnh xoá bạn lựa chọn các dụng cụ cần xoá trước Bước 4: Thiết lập kết nối công cụ thành một bộ hoàn chỉnh Chọn hình thức thể hiện thông số của thí nghiệm Sau khi lắp đặt các dụng cụ TN thành bộ hoàn chỉnh, bạn cần phải lựa chọn các công cụ hỗ trợ để thể hiện các thông số của TN, phần này rất quan trọng của thí nghiệm Bởi nếu bạn đã thiết lập thí nghiệm thành công nhưng không đưa ra được kết quả thì việc thiết lập TN của bạn sẽ không mang lại kết quả gì Trong Presentation bao gồm các công cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng thí nghiệm hay thực hiện lại TN… Khi thiết lập TN chúng ta cần thiết phải biết cách biểu diễn kết quả TN bằng đồ thị hoặc bằng số đo cụ thể Bước 5: Chạy thử mô hình, chỉnh sửa Bước 6 : Đặt tên và lưu mô phỏng vừa tạo được bằng lệnh Save 27 1 5 NGUYÊN TẮC TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT THÍ NGHIỆM ẢO TRONG VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT Nguyên t ắ c 1 : Về việc kết hợp giữa nội dung TN hiển thị và nội dung của bài giảng Để có một bài giảng sâu sắc thu hút được HS thì việc sử dụng phương tiện dạy học là phương pháp dạy học hay Sự kết hợp TN trong quá trình dạy học là một trong những phương pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS Nội dung bài giảng, nội dung thực sự của TN phải là sự kết hợp nội dung TN nhằm cung cấp thông tin thành kiến thức Do đó, một TN hay, đẹp đến mấy nhưng nó có hợp lí hay không, có biến được lượng thông tin thành kiến thức hay không là ở kịch bản sư phạm của GV Nguyên t ắ c 2 : Tập trung làm rõ, hư

NỘI DUNG

1.1 TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

1.1.1 Khái niệm tích cực hóa

Theo Thái Duy Tuyên: "Tích cực hóa là tập hợp các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập" [5]

Tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS là một trong những nhiệm vụ của GV trong nhà trường và cũng là một trong những biện pháp nâng cao chất lượng dạy học.Tuy không phải là vấn đề mới, nhưng trong xu đổi mới dạy học hiện nay thì việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS là một vấn đề đặt biệt quan tâm Nhiều nhà khoa học trên thế giới đang hướng tới việc tìm kiếm con đường tối ưu nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, nhiều công trình luận án tiến sĩ cũng đã và đang đề cập đến vấn đề này Tất cả đều hướng tới việc thay đổi vai trò người dạy và người học nhằm nâng cao hiệu quả quá trình dạy học nhằm đáp ứng được yêu cầu dạy học trong giai đoạn phát triển mới Trong đó HS chuyển từ vai trò là người thụ nhận thông tin sang vai trò chủ động, tích cực tham gia tìm kiếm kiến thức Còn GV chuyển từ người truyền thông tin sang vai trò người tổ chức hướng dẫn, giúp đỡ để HS tự khám phá kiến thức mới

Quá trình tích cự hóa hoạt động nhận thức của HS sẽ góp phần làm cho mối quan hệ giữa dạy và học, giữa thầy và trò ngày càng gắn bó và hiệu quả hơn Tích cực hóa vừa là biện pháp thực hiện nhiệm vụ dạy học, đồng thời nó góp phần rèn luyện cho HS những phẩm chất của người lao động mới: tự chủ, năng động, sáng tạo Đó là một trong những mục tiêu mà ngành giáo dục hướng tới[5].

CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM

TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

1.1.1 Khái niệm tích cực hóa

Theo Thái Duy Tuyên: "Tích cực hóa là tập hợp các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập" [5]

Tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS là một trong những nhiệm vụ của GV trong nhà trường và cũng là một trong những biện pháp nâng cao chất lượng dạy học.Tuy không phải là vấn đề mới, nhưng trong xu đổi mới dạy học hiện nay thì việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS là một vấn đề đặt biệt quan tâm Nhiều nhà khoa học trên thế giới đang hướng tới việc tìm kiếm con đường tối ưu nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS, nhiều công trình luận án tiến sĩ cũng đã và đang đề cập đến vấn đề này Tất cả đều hướng tới việc thay đổi vai trò người dạy và người học nhằm nâng cao hiệu quả quá trình dạy học nhằm đáp ứng được yêu cầu dạy học trong giai đoạn phát triển mới Trong đó HS chuyển từ vai trò là người thụ nhận thông tin sang vai trò chủ động, tích cực tham gia tìm kiếm kiến thức Còn GV chuyển từ người truyền thông tin sang vai trò người tổ chức hướng dẫn, giúp đỡ để HS tự khám phá kiến thức mới

Quá trình tích cự hóa hoạt động nhận thức của HS sẽ góp phần làm cho mối quan hệ giữa dạy và học, giữa thầy và trò ngày càng gắn bó và hiệu quả hơn Tích cực hóa vừa là biện pháp thực hiện nhiệm vụ dạy học, đồng thời nó góp phần rèn luyện cho HS những phẩm chất của người lao động mới: tự chủ, năng động, sáng tạo Đó là một trong những mục tiêu mà ngành giáo dục hướng tới[5]

1.1.2 Những biểu hiện tính tích cực nhận thức

Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự cố gắng hết sức cao về nhiều mặt trong hoạt động nhận thức của trẻ nói chung Tính tích cực hoạt động học tập là sự phát triển ở mức độ cao hơn trong tư duy, đòi hỏi một quá trình hoạt động "bên trong" hết sức căng thẳng với một nghị lực cao của bản thân, nhằm đạt được mục đích là giải quyết vấn đề cụ thể nêu ra[9]

Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh thể hiện ở những hoạt động trí tuệ là tập trung suy nghĩ để trả lời câu hỏi nêu ra, kiên trì tìm cho được lời giải hay của một bài toán khó cũng như hoạt động chân tay là say sưa lắp ráp tiến hành thí nghiệm Trong học tập hai hình thức biểu hiện này thường đi kèm nhau tuy có lúc biểu hiện riêng lẻ Các dấu hiệu về tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh thường được biểu hiện:

- Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV, bổ sung các câu trả lời của bạn và thích được phát biểu ý kiến của mình trước vấn đề nêu ra

- Học sinh hay thắc mắc và đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề các em chưa rõ

- Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã có để nhận thức các vấn đề mới

- Học sinh mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới nhận từ các nguồn kiến thức khác nhau có thể vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học [3]

1.1.3 Những biện pháp phát huy hoạt động nhận thức của học sinh Để tích cực hóa HĐNT của HS, ngoài việc tạo ra không khí học tập thật tốt, về mặt phương pháp dạy học, GV cần phải có những biện pháp sau:

- Trong quá trình dạy học GV cần phối hợp tốt các PPDH theo hướng tích cực hóa HĐNT của HS: Thực tiễn, có nhiều phương pháp dạy học khác nhau phương pháp dạy học trực quan, phương pháp nêu và giải quyết vấn đề, phương pháp thực nghiệm, phương pháp thuyết trình Trong quá trình dạy học để kích thích được sự hứng thú của HS, phát huy tính tích cực, tính tự lực sáng tạo của

HS, GV cần phải lựa chọn, tìm tòi những phương pháp dạy học phù hợp với nội dung bài học, đặc điểm của đối tượng, điều kiện vật chất

- Khởi động tư duy, tạo hứng thú học tập cho HS: Tính tích cực của quá trình nhận thức của HS phụ thuộc rất lớn vào hứng thú học tập của HS Những

HS có động cơ, hứng thú học học tập cao sẽ biểu hiện ở sự khao khát đối với tri thức, ở nhu cầu và mong muốn hiểu rộng hơn, muốn tự khám phá ra nhiều điều mới mẻ đối với bản thân Do đó, cần phải chú ý đến việc tạo tình huống có vần đề để khởi động tư duy, tạo hứng thú học tập cho HS Những vấn đề cần nhận thức trong tình huống đặt vấn đề cần được bộc lộ bất ngờ nhằm gây sự xung đột tâm lý của HS từ đó gây ra sự tò mò, kích thích tính hiếu kì của HS GV có thể sử dụng các phương pháp khác nhau để đặt vấn đề vào bài mới: sử dụng TN biểu diễn, kể chuyện lịch sử vật lí, bài tập, câu hỏi,

- Tạo và duy trì không khí hoạt động sôi nổi trong nhằm tạo ra môi trường thuận lợi cho việc học tập và phát triển của HS Trong môi trường đó HS dễ bộc lộ những hiểu biết của mình và sẵn sàng tham gia tích cực vào quá trình dạy học, vì khi đó tâm lý HS rất thoải mái

- Liên hệ với thực tiễn để giúp HS vận dụng những kiến thức lĩnh hội được vào thực tiễn ứng dụng khoa học kỹ thuật nhằm tạo cho HS những am hiểu về kỹ thuật giúp HS thấy được ý nghĩa vai trò của môn học trong thực tiễn, kích thích được động cơ hứng thú học tập

- Kết hợp sử dụng các thiết bị dạy học và các phương tiện kỹ thuật dạy học hiện đại: Việc sử dụng các thiết bị dạy học, phương tiện kỹ thuật hiện đại sẽ góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học, tạo trực quan sinh động cho

HS, kích thích hứng thú của HS, tích cực hóa HĐNT của HS

- Thường xuyên tổ chức cho HS luyện tập dưới nhiều hình thức khác nhau, góp phần củng cố kiến thức cho HS, tăng cường vận dụng các kiến thức đã học vào các tình huống nhận thức mới

THÍ NGHIỆM VẬT LÍ

1.2.1 Khái niệm và đặc điểm thí nghiệm vật lí

1.2.1.1 Khái niệm thí nghiệm vật lí

"Thí nghiệm vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan Thông qua sự phân tích các điều kiện mà trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu được tri thức mới" [6]

1.2.1.2 Đặc điểm của thí nghiệm vật lí

Các điều kiện của TN phải được lựa chọn và được thiết lập có chủ định sao cho thông qua TN, có thể trả lời được câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết Mỗi TN có ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, phương thức gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu và phương thức quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động

Các điều kiện của TN có thể biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi

Các điều kiện TN phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự định nhờ sử dụng các thiết bị TN có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu,hạn chế tối đa các nhiễu Đặc điểm quan trọng nhất là tính có thể quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đó, do sự biến đổi của đại lượng khác Điều này đạt được nhờ các giác quan của con người và sự hỗ trợ của phương thức quan sát, đo đạc

Có thể lặp lại được TN Với các thiết bị TN, các điều kiện TN như nhau thì khi bố trí lại TN, tiến hành lại TN, các quá trình vật lí phải diễn ra trong TN giống như các TN trước đó

1.2.2 Chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lí

1.2.2.1 Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lí luận dạy học

Trong dạyhọc vật lí, thí nghiệm đóng vai trò cực kì quan trọng, dưới quan điểm lí luận dạy học vai trò đó được thể hiện những mặt sau:

- Thí nghiệm có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học

Thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng trong tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy học như đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề ( hình thành kiến thức, kĩ năng mới…), củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng, kĩ xảo của HS [6]

- Thí nghiệm góp phần vào việc phát triển toàn diện HS

Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học góp phần quan trọng vào việc hoàn thiện những phẩm chất và năng lực của HS, đưa đén sự phát triển toàn diện cho người học Trước hết thí nghiệm là phương tiện nhằm góp phần nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vật lí cho HS Nhờ thí nghiệm HS có thể hiểu sâu hơn bản chất vật lí của các hiện tượng, định luật, quá trình… được nghiên cứu và do đó có khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS sẽ linh hoạt và hiệu hơn

Truyền thụ cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản là một trong những nhiệm vụ quan trọng của hoạt động dạy học Để làm được điều đó, GV cần nhận thức rõ việc xây dựng cho HS một tiềm lực, một bản lĩnh, thể hiện trong cách suy nghĩ, thao tác tư duy và làm việc để họ tiếp cận với các vấn đề của thực tiễn Thông qua thí nghiệm, bản thân HS phải tư duy cao mới có thể khám phá ra được những điều cần nghiên cứu Thực tế cho thấy, trong dạy học vật lí, đối với các bài giảng có sử dụng thí nghiệm, thì HS lĩnh hội kiến thức rộng hơn và nhanh hơn, HS quan sát và đưa ra những dự đoán, những ý tưởng mới, nhờ đó hoạt động nhận thức của HS sẽ được tích cực và tư duy của các em sẽ được phát triển tốt hơn[6]

- Thí nghiệm là phương tiện góp phần quan trọng vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh

Thông qua việc tiến hành thí nghiệm, HS có cơ hội trong việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành, góp phần thiết thực vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS Thí nghiệm còn là điều kiện để HS rèn luyện những phẩm chất của người lao động mới, như: đức tính cẩn thận, kiên trì, trung thực… Xét trên phương diện thao tác kĩ thuật, chúng ta không thể phủ nhận vai trò của thí nghiệm đối với việc rèn luyện sự khéo léo tay chân của HS

Hoạt động dạy học không chỉ dừng lại ở chỗ truyền thụ cho HS những kiến thức phổ thông cơ bản đơn thuần mà điều không kém phần quan trọng ở đây là làm thế nào phải tạo điều kiện cho HS tiếp cận với hoạt động thực tiễn bằng những thao tác của chính bản thân họ.Trong dạy học vật lí, đối với những bài giảng có thí nghiệm thì GV cần phải biết hướng HS vào việc cho họ tự tiến hành thí nghiệm, có như vậy kiến thức các em thu nhận được sự vững vàng hơn, rèn luyện được cho các em sự khéo léo chân tay, khả năng quan sát tinh tế, tỉ mỉ hơn và chính xác hơn Có như thế, khả năng hoạt động thực tiễn của HS sữ được nâng cao

- Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập của học sinh Thí nghiệm là phương tiện gây hứng thú, là yếu tố kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của HS học tập, nhờ đó làm cho các em tích cực và sáng tạo hơn trong quá trình nhận thức

Chính nhờ thí nghiệm và thông qua thí nghiệm mà ở đó HS tự tay tiến hành các TN, các em sẽ thực hiện các thao tác TN một cách thuần thục, khơi dậy ở các em sự say sưa, tò mò để khám phá ra những điều mới, những điều bí ẩn từ

TN và cao hơn là hình thành nên những TN mới Đó chính là những tác động cơ bản, giúp cho quá trình hoạt động nhận thức của HS được tích cực hơn

Thông qua TN, nhờ vào sự tập trung chú ý, quan sát sự vật, hiện tượng có thể tạo cho HS sự ham thích tìm tòi những đặc tính, quy luật diễn biến của hiện tượng đang quan sát Khi giác quan của HS bị tác động mạnh, HS phải tư duy cao từ sự quan sát TN chú ý kĩ TN để có những kết luận, những nhận xét phù hợp

- Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức hoạt động của học sinh

TN là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc độc lập hoặc tập thể qua đó góp phần bồi dưỡng các phẩm chất đạo đức của HS.Qua TN đòi hỏi HS phải làm việc tự lực hoặc phối hợp tập thể, nhờ đố có thể phát huy vai trò các nhân hoặc tính cộng đồng trách nhiệm trong công việc của các em

- Thí nghiệm vật lí góp phần làm đơn giản hóa các hiện tượng và quá trình vật lí

TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605

1.3.1 Đặc điểm và các chức năng cơ bản của phần mềm Crocodile Physics

Phần mềm Crocodile Physics 605là phần mềm được dùng để thiết kế các thí nghiệm ảo của môn vật lí, được lập trình trên ngôn ngữ lập trình C ++ , thông qua ngôn ngữ thể hiện là Tiếng Anh Phần mềm này từ khi ra đời cho đến nay có nhiều phiên bản với các mức độ khác nhau và qua mỗi phiên bản đã được bổ sung, cải tiến và hoàn thiện dần về nội dung

Tuy nhiên, để có thể sử dụng một cách có hiệu quả thì đòi hỏi người sử dụng phải có một trình độ Tiếng Anh và tin học tương đối khá Với Crocodile Physics 605 người sử dụng có thể thiết kế các TN mô phỏng sinh động, hấp dẫn, những hiện tượng trong tự nhiên như được thu nhỏ trên màn hình, có thể sử dụng để giải các bài tập vật lí, giúp HS nắm bắt những khái niệm, tính chất sự vật một cách chủ động và linh hoạt hơn khi vận dụng vào thực tế

Phần mềm Crocodile Physics 605 cho phép phân tích thiết kế, đo đạc các đại lượng vật lí của bất kì đối tượng nào trong hệ thống Crocodile Physics 605 cho phép thay đổi các thông số của các thành phần trong mỗi lần chạy mô phỏng Khi thiết kế, nếu thông số không phù hợp hiện tượng vật lí thì chương trình sẽ thông báo lỗi cụ thể để có thể điều chỉnh

Trong phần mềm Crocodile Physics có thư viện hình ảnh, thư viện “linh kiện số” rất đa dạng và phong phú GV chỉ việc lựa chọn hình ảnh phù hợp để đưa vào thiết kế, không tốn nhiều thời gian cho việc tìm kiếm Việc đưa hình ảnh vào các mô phỏng sẽ làm tăng tính trực quan sinh động Những bộ phận phụ trong mô phỏng có thể được ẩn giấu để người học có cảm giác như đang dùng các phương tiện thông dụng để tìm kiếm các thông tin cần thiết

Crocodile Physics có thể được sử dụng kết hợp với các phần mềm khác để biên soạn giáo án điện tử, kết hợp các phương pháp dạy học một cách linh hoạt nhằm phát huy tính tích cực chủ động học tâp của HS

1.3.2 Cài đặt phần mềm Crocodile Physics 605

Chạy file CP_605.exe từ thư mục Crocodile

Hoàn thành các bước cài đặt theo chỉ dẫn trên màn hình là bạn đã tạo được file chạy chương trình trên Desktop là: Crocodile Physics 605

Bạn có thể Download, để cập nhật phiên bản mới nhất của phầm mềm theo địa chỉ website: www.crocodile-clips.com

1.3.3 Chạy chương trình phần mềm Crocodile Physics 605

Khi chạy chương trình bạn nháy đúp chuột vào File chạy của phần mềm trên Desktop là Crocodile Physics 605 hoặc chạy trực tiếp một file thí nghiệm đã được thiết lập

Khi vào chương trình lần đầu tiên bạn sẽ được yêu cầu nhập tên đăng ký và mã số sử dụng, khi đó bạn nhập lần lượt các yêu trên:

Tên đăng ký là: WWW.SERIALNEWS.COM

Mã số sử dụng: CP000SS-605-CUTKG

Nhập xong bạn chọn Next và sau đó bạn chọn tiếp OK sẽ khởi động được chương trình

1.3.4 Khởi động Crocodile Physics 605 và màn hình giao diện

Crocodia Physics 605 của Crocodia clip Ltđ cho đến nay đã có rất nhiều phiên bản, xét về cách sử dụng và nội dung thì không có gì khác nhau mấy, xét về giao diện thì phiên bản sao có phần trội hơn phiên bản trước nhưng cũng không đáng kể và không có gì là thay đổi lớn lao

Khi đã cài đặt chương trình (từ bản thương mại hoặc bản demo) ta có thể vào chương trình bằng rất nhiều cách:

Khởi động từ Star menu:

1.3.5 Giới thiệu tổng quan các thành phần chính

Contents là phần rất mới bao gồm các ví dụ đã được thiết kế sẵn theo các chủ đề như: mô tả chuyển động, các mạch điện, … Với mỗi modun đã có các dụng cụ thí nghiệm phù hợp với chủ đề và bạn chỉ cần chọn bổ sung những dụng cụ thích hợp để thực hiện thí nghiệm Tuy nhiên, đây mới chỉ là một số chủ đề cơ bản, để có thể thiết kế được toàn bộ các thí nghiệm phục vụ cho giảng dạy và học tập thì cần thiết phải xem các ví dụ này và sau đó bạn tự thiết kế các thí nghiệm phù hợp với bài giảng trên lớp bằng các dụng cụ được lấy trong phần Part Library

 Mục Parts Library Đây là thư viện các dụng cụ thí nghiệm vật lý ảo đã được sắp xếp thành từng phần Điện – Quang – Cơ – Sóng – Công cụ hỗ trợ Với các dụng cụ thí nghiệm trong từng phần này, bạn hoàn toàn có thể tự thiết kế được các thí nghiệm vật lý trong trường phổ thông Tuy nhiên, để thí nghiệm trở nên chuyên nghiệp hơn thì phải kết hợp sử dụng các với các công cụ hỗ trợ thí nghiệm trong foder

Thiết lập thuộc tính của đối tượng, các thông số của dụng cụ

1.3.5.2 Các menu của phần mềm Crocodia Physic 605

* Các biểu tượng làm việc với File

* Các biểu tượng làm việc với các Edit (lựa chọn nhanh)

* Các biểu tượng làm việc với View – Scenes (cách thể hiện)

* Các tuỳ chọn trợ giúp

 Các thanh công cụ chính của phần mềm

Xóa đối tượng (Delete) Chọn đối tượng rồi ấn nút này để xóa đối tượng đó

Tạo một bài thí nghiệm mới (Ctrl + N)

Mở một bài thí ngiệm đã có (Ctrl + O)

Lưu bài thí nghiệm đang tiến hành (Ctrl + S)

In trang trình bày thí nghiệm (Ctrl + P)

Cắt một tượng được chọn lưu vào clipboard (Ctrl + X) Chọn các đối tượng cần cắt rồi ấn nút này

Copy một tượng được chọn lưu vào clipboard (Ctrl + C) Chọn các đối tượng cần copy rồi ấn nút này Đưa một tượng đang có trong clipboard ra màn hình (Ctrl + V) (Được thực hiện bằng thao tác cắt, copy trước đó)

Nút Undo (Ctrl + Z): Hủy thao tác vừa thực hiện

Nút Redo (Ctrl + Y): Thực hiện lại thao tác vừa hủy

Hiển thị thuộc tính của màn hình đang làm việc

Cho dừng hoặc chạy thí nghiệm (thời gian) (Ctrl + Shift + P)

Tăng hay giảm tốc độ thời gian

Trên khung làm việc, ta trình bày toàn bộ mô hình thí nghiệm

 Nút để phóng toàn màn hình không gian làm việc

 Các trang thí nghiệm (Scene)

1.3.6 Các thao tác chung cơ bản trong chương trình

Click mouse vào đối tượng hoặc drag mouse chọn một vùng trên màn hình, các đối tượng có một phần trong khung chọn sẽ được chọn Đưa dụng cụ thí nghiệm vào khung làm việc:

Click chọn đối tượng trong kho rồi kéo thả vào khung làm việc

Thay đổi kích thước đối tượng:

Chọn đối tượng, xuất hiện các núm xung quanh đối tượng

 Dùng mouse kéo để thay đổi kích thước đối tượng tại các núm này

Ta cũng có thể thay đổi kích thước bằng cách thiết lập thuộc tính của nó trong mục Properties

Click mouse vào đối tượng rồi kéo đến vị trí mới

 Đưa mouse vào núm tròn cạnh đối tượng, mouse biến thành hình

 Click giữ và kéo mouse để xoay đối tượng đến vị trí cần

Thay đổi thuộc tính đối tượng: Đối với một đối tượng, có những thuộc tính thay đổi được và không thay đổi được Ta vào Properties để tiến hành thay đổi

 Thay đổi các thuộc tính cần thiết trong mục Properties

 Các thuộc tính của vùng làm việc nếu được thiết lập phù hợp thì sẽ giúp chúng ta rất nhiều

 Các thuộc tính của các đối tượng phải được chú ý đến nếu như muốn thí nghiệm diễn ra thành công tốt đẹp Chúng phải được thiết lập theo mục đích của chúng ta

Cho dừng thời gian lại:

Chức năng này sẽ làm cho đồng hồ của máy dừng lại và thí nghiệm sẽ không thực hiện nữa mà vào trạng thái chờ Các hiện tượng vật lý dừng lại (pause)

KHẢNĂNG SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỚISỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀMTRONG HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

1.4.1 Một số vấn đề còn tồn tại của việc sử dụng thí nghiệm trên các thiết bị phòng thí nghiệm Để tiến hành một thí nghiệm từ các thiết bị phòng thí nghiệm yếu tố đầu tiên cần phải có là thiết bị thí nghiệm phải đồng bộ và thống nhất trên cả nước, hoạt động ổn định đồng thời GV phải tuyệt đối cẩn thận, có sự hiểu biết về TN, hiện tượng để tránh xảy ra tai nạn Một TN muốn thành công cho kết quả chính xác thì trước khi đưa vào dạy học người GV phải có sự chuẩn bị: xem lại lí thuyết, tìm hiểu về TN đó đôi khi GV cũng phải nhiều thời gian ở phòng TN để làm TN chỉ được cho phép chiếm từ 5-10 phút trong tiết dạy Nhưng với thời gian đó GV sẽ không đủ để hoàn thành TN Do đó thời gian giành cho các lượng kiến thức mà HS thu được giảm bớt đi

Như chúng ta đã biết một thí nghiệm thực được tiến hành trong giờ học tốn rất nhiều thời gian và kinh phí.Tuy nhiên, một điều cần chú ý khi tiến hành một thí nghiệm với các dụng cụ có sẵn trong phòng thí nghiệm thì chỉ sử dụng một lần duy nhất, lần khác phải tiến hành lại Vì vậy, rất tốn kinh phí và không khoa học

Không phải thí nghiệm nào cũng sử dụng được trong phòng học Dụng cụ thí nghiệm thiếu, một phần bị hư hỏng không chính xác, có năm được bổ sung thêm thì không đồng bộ với dụng cụ cũ Nhìn chung chưa có đầy đủ dụng cụ thí nghiệm cần thiết cho các giờ học Số lượng học sinh trong một nhóm quá đông, một bộ phận học sinh yếu và trung bình ít có cơ hội làm việc trong nhóm Kỹ năng làm thí nghiệm của học sinh vẫn còn hạn chế Đôi lúc, những thí nghiệm rất khó tiến hành, rất khó quan sát, kết quả đo đạc được không chính xác trong điều kiện lớp học, có khi còn gây ra phản tác dụng

Với những khó khăn đó, GV rất hạn chế trong việc sử dụng TN, phần lớn là mô tả TN Nếu sử dụng thí nghiệm ảo các khó khăn trên sẽ được khắc phục, các hiện tượng thí nghiệm sẽ trực quan, sinh động, dễ dàng hơn, có thể thực hiện được những TN mà thực tế rất khó làm được

1.4.2 Điểm mạnh của thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí

- Có khả năng làm lại nhiều lần mà vẫn đảm bảo được sự chính xác

- Ít phụ thuộc vào không gian

- Với kỹ thuật cao, thí nghiệm giống như thật, do đó đạt hiệu quả sư phạm cao

- Chuẩn bị nhanh, bảo trì đơn giản

- Có khả năng tương tác với người dùng

- Có thể khắc phục được những nhược điểm của thí nghiệm truyền thống

- Thí nghiệm ảo được thực hiện trên một màn chiếu lớn nên tất cả HS trong lớp học có thể nhìn rõ tất cả những gì thực hiện trên đó, đồng thời GV có thể chỉnh kích cỡ của dụng cụ đủ lớn để cả lớp có thể quan sát rõ ràng, kể cả các em ngồi ở cuối lớp

- TN hoàn toàn an toàn, không lo cháy nổ ngoài dự định, nếu có nhầm lẫn thì hiện tượng xảy ra chỉ là mô hình cháy nổ trên máy vi tính

- Có những quá trình thực tế không thể quan sát bằng mắt thường nhưng

TN ảo trên máy vi tính có thể mô phỏng các quá trình một cách chính xác và trực quan

- TN ảo do đã lập trình sẵn nên gần như tất cả các TN đều chuẩn xác, thực hiện TN đem lại kết quả mong đợi

- Với một TN mà dụng cụ cồng kềnh thì việc chuẩn bị và chuyển TN từ lớp này sang lớp khác rất khó khăn và mất thời gian Còn với TN ảo thí các dụng cụ có sẵn trong máy vi tính, giáo viên chỉ cần một lần thực hiện đưa phần mềm thiết kế TN vào trong máy tính, lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về dụng cụ TN

1.4.3 Quy trình thiết kế một thí nghiệm ảo Để tiến hành thực hiện một thí nghiệm ảo, bằng phần mềm Crocodile Physics bạn cần phải chuẩn bị nội dung, ý tưởng thiết kế Sau khi đã có nội dung thiết kế, thường làm theo các bước sau đây:

Bước 1: Mở một file mới: vào File/ New, hoặc kích vào biểu tượng New trên thanh công cụ hoặc nhấn đồng thời Ctrl + N

Bước 2: Tìm kiếm công cụ Bạn có thể lấy các dụng cụ thí nghiệm trong phần Part Library

Bước 3: Bố trí, sắp xếp dụng cụ thí nghiệm

Sau khi đã lựa chọn được các dụng cụ bạn có thể di chuyển, lắp ghép, thay đổi thông số, hoặc xoá các dụng cụ theo phương pháp sau:

Khi cần di chuyển dụng cụ bạn cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ bấm- giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần chuyển đến rồi thả chuột

Khi cần kết nối các dụng cụ bạn cần di chuyển các các dụng cụ để các điểm nối lại trùng nhau (điểm nối của các vật ở tâm)

Khi cần thiết lập các thông số của dụng cụ bạn cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ, bấm chuột phải và chọn Properties thì trong menu dọc Properties sẽ hiện ra các tuỳ chọn về các thông số dụng cụ để bạn thay đổi

Khi cần xoá dụng cụ bạn cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ bấm chuột trái rồi bấm Delete hoặc bấm chuột phải và di chuyển chọn Delete trong menu Nếu bạn muốn xoá nhiều dụng cụ trước khi đặt lệnh xoá bạn lựa chọn các dụng cụ cần xoá trước

Bước 4: Thiết lập kết nối công cụ thành một bộ hoàn chỉnh Chọn hình thức thể hiện thông số của thí nghiệm

Sau khi lắp đặt các dụng cụ TN thành bộ hoàn chỉnh, bạn cần phải lựa chọn các công cụ hỗ trợ để thể hiện các thông số của TN, phần này rất quan trọng của thí nghiệm Bởi nếu bạn đã thiết lập thí nghiệm thành công nhưng không đưa ra được kết quả thì việc thiết lập TN của bạn sẽ không mang lại kết quả gì.Trong Presentation bao gồm các công cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng thí nghiệm hay thực hiện lại TN… Khi thiết lập TN chúng ta cần thiết phải biết cách biểu diễn kết quả TN bằng đồ thị hoặc bằng số đo cụ thể

Bước 5: Chạy thử mô hình, chỉnh sửa

Bước 6 : Đặt tên và lưu mô phỏng vừa tạo được bằng lệnh Save.

NGUYÊN TẮC TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT THÍ NGHIỆM ẢO TRONG VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT

Nguyên tắc 1: Về việc kết hợp giữa nội dung TN hiển thị và nội dung của bài giảng Để có một bài giảng sâu sắc thu hút được HS thì việc sử dụng phương tiện dạy học là phương pháp dạy học hay Sự kết hợp TN trong quá trình dạy học là một trong những phương pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS.Nội dung bài giảng, nội dung thực sự của TN phải là sự kết hợp nội dung TN nhằm cung cấp thông tin thành kiến thức Do đó, một TN hay, đẹp đến mấy nhưng nó có hợp lí hay không, có biến được lượng thông tin thành kiến thức hay không là ở kịch bản sư phạm của GV

Nguyên tắc 2: Tập trung làm rõ, hướng dẫn cho HS quan sát hiện tượng chính

TN có thể sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học như đề xuất vấn đề nghiên cứu, giải quyết vấn đề (hình thành kiến thức, kĩ năng mới ), củng cố kiến thức và kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng, kĩ xảo của HS.TN muốn thu được kết quả, muốn dễ điều khiển, muốn đẹp thì đa số đều chứa các liên kết, các bộ phận phức tạp Vì vậy, GV phải làm rõ các chủ đích của từng bước TN làm trọng tâm TN đó và đồng thời qua đó hướng dẫn HS quan sát nội dung theo mục đích giáo dục của TN

Nguyên tắc 3: Tạo cho HS tương tác với tài liệu, với TN

Một sự khó lường là đôi khi GV không kiểm soát được TN và đồng thời cũng làm cho HS tiếp nhận một cách thụ động, bỏ mất cơ hội tương tác của HS-

GV và HS-TN Đây là một tai hại cho quá trình giảng dạy Do đó GV cũng như người thiết kế TN ảo cần nghiên cứu tìm ra hướng khắc phục Có thể khắc phục theo các hướng sau:

Thiết kế TN và kịch bản sư phạm làm sao cho người học cùng với GV tham gia vào xây dựng mô hình, nguyên tắc TN

GV khuyến khích HS tham gia vào bài TN bằng các câu hỏi hay các cuộc thảo luận về hiện tượng TN, cải tiến TN hay hơn, chính xác hơn

Nguyên tắc 4: Sự hòa hợp giữa TN ảo và TN thực

Thí nghiệm ảo là ảo chứ không thực Biến một hiện tượng tự nhiên thành một TN theo chủ ý của con người rồi lại giả lập trên máy tính Như vậy, TN ảo này chắc chắn còn nhiều cái không thật không hoàn chỉnh để đáp ứng nhiệm vụ thay thế cho tầm nhìn về thế giới thực Để tránh những tác hại do vấn đề này gây ra Người thiết kế TN phải tạo ra môi trường đủ thật bằng cách xây dựng một TN

THỰC TRẠNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE

1.6.1 Thực trạng của việc sử dụng phần mềm Crocodile Physics 605

Hiện nay công nghệ thông tin được áp dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, công nghệ thông tin đã góp phần không nhỏ trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.Trong lĩnh vực giáo dục các điều kiện để có thể áp dụng công nghệ thông tin tương đối đầy đủ, ở các trường THPT về cơ sở vật chất thiết bị đã được cải thiện một cách rõ rệt, các trường đã có các phòng sử dụng máy chiếu và việc sử dụng giáo án điện tử, dạy học bằng máy vi tính không phải là điều xa lạ đối với giáo viên dạy vật lí Tuy nhiên, các bài giảng điện tử của giáo viên thường mới chỉ dừng lại ở việc chiếu lên các dòng chữ để thay thế cho việc trình bày bảng, ứng dụng hình ảnh động của môi trường Powerpoint hoặc các phần mềm ứng dụng đơn giản Phải nói rằng phần mềm dạy học là một công cụ phục vụ giảng dạy và học tập có nhiều ưu điểm và phù hợp trong tình trạng hiện nay, qua đó HS có thể tư duy sáng tạo hay khám phá những kiến thức mới, giúp HS đi xa hơn, vượt qua những hạn chế của bài giảng trong SGK ở trường học

Việc ứng dụng CNTT trong học đường vẫn đang chỉ dừng lại ở việc trang bị máy tính và kết nối Internet, chứ chưa hoàn toàn khai thác được những ứng dụng của CNTT để đổi mới phương pháp dạy học, GV chưa có sự đầu tư cho việc khai thác các phần mềm dạy học để soạn giáo án,chưa trang bị cho HS những phương pháp tìm kiếm tri thức mới, chưa giúp cho HS biết dùng CNTT để khai thác thông tin hữu ích

- Đội ngũ giáo viên đều có trình độ chuyên môn đạt chuẩn, nhiệt tình hăng say trong công tác giảng dạy Hơn nữa hầu hết đội ngũ giáo viên đã được trang bị kiến thức tin học cơ bản và ngoại ngữ

- Việc ứng dụng công nghệ thông tin như sử dụng phần mềm để soạn giáo án điện tử trong giảng dạy đã và đang được sử dụng trong nhà trường

- Điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường còn khó khăn, chưa trang bị đầy đủ phòng thí nghiệm bộ môn vật lí

- Các thiết bị ứng dụng CNTT chưa nhiều

- Các GV chưa sử dụng một số phần mềm tin học khác trong giảng dạy

- Thường thì khi gặp các trở ngại trên giáo viên sẽ phải dạy "chay" nên chất lượng giờ dạy và học không đạt hiệu quả cao nhất

1.6.2 Khái quát về điều tra khảo sát thực tế

1.6.2.1 Mục đích và nội dung điều tra

Mục đích: Tiến hành điều tra khảo sát thực tế nhà trường nhằm tìm hiểu về điều kiện cơ sở vật chất để tạo cơ sở khoa học trong việc đề xuất phương pháp tổ chức hoạt động dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học

Nội dung điều tra gồm:

+ Trang bị cơ sở vật chất phục vụ trong việc dạy học, cụ thể là một số phòng chức năng, số lượng máy chiếu, số lượng máy vi tính phục vụ giảng dạy

1.6.2.2 Đối tượng và phương pháp điều tra Đối tượng: Để tìm hiểu trang thiết bị cơ sở vật chất ở trường THPT Nguyễn Huệ, chúng tôi tiến hành trao đổi và điều tra với GV quản lí phòng học chức năng của trường

+ Trao đổi với GV và điều tra tình hình cơ sở vật chất, khả năng sử dụng các phương tiện phục vụ giảng dạy một số kiến thức vật lí

1.6.2.3 Kết quả điều tra khảo sát

Qua việc trao đổi với GV quản lí sơ sở vật chất ở trường THPT Nguyễn Huệ, chúng tôi đã thu được kết quả thực trạng cơ sở vật chất của trường như sau:

Bảng 1.1 Thực trạng cơ sở vật chất

Số phòng chức năng Số máy Projector Số máy vi tính THPT

Từ bảng trên chúng tôi nhận thấy trường có đủ điều kiện trang bị cơ sở vật chất để ứng dụng CNTT trong tổ chức hoạt động dạy học.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Chương 1 chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận của việc sử dụng TN trong dạy học vật lí theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS và tổng quan về phần mềm Crocodile Physics 605 với những vấn đề chính:

Làm rõ được khái niệm tích cực hóa, những dấu hiệu biểu hiện, đề xuất được những biện pháp tích cực hoá HĐNT của HS; khái niệm, đặc điểm của TN vật lí; phân tích vai trò của TN vật lí trong dạy học vật lí theo hai quan điểm lý luận nhận thức và quan điểm dạy học; phân loại được TN vật lí và đưa ra được yêu cầu khi tiến hành và sử dụng đối với từng loại TN

Tìm hiểu thực trạng, giới thiệu và hướng dẫn sử dụng phần mềm Crocodile Physics 605 để thiết kế một số thí nghiệm ảo.Đưa ra các phương pháp để sử dụng phần mềm một cách hiệu quả

Trong quá trình tìm hiểu cơ sở lý luận và thực tiễn cho thấy, TN vật lí nói chung và TN ảo nói riêng có tác dụng nhiều mặt cụ thể trong việc nắm vững kiến thức, rèn luyện kỹ năng, phát triển năng lực sáng tạo và bồi dưỡng nhân cách, kỹ năng, kỹ thuật cho HS Vì vậy muốn nâng cao chất lượng trong dạy học vật lí thì vấn đề nghiên cứu thiết kế, xây dựng thí nghiệm bằng các phần mềm trong dạy học vật lí lớp 12 theo hướng tích cực hóa HĐNT của HS là vấn đề cần thiết Những cơ sở lý luận nghiên cứu trên đây sẽ được chúng tôi cụ thể hóa trong việc vận dụng thiết kế, sử dụng phần mềm Crocodile Physics 605 trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản ở trường THPT.

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 TRONG CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” VẬT LÍ 12 CƠ BẢN

ĐẶC ĐIỂM CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 12 CƠ BẢN THPT

Sự tán sắc ánh sáng Ánh sáng trắng Ánh sáng đơn sắc

Giải thích hiện tượng tán sắc

Bước sóng ánh sáng và màu sắc

Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

2.1.2 Chuẩn kiến thức, kĩ năng

- Mô tả được hiện tượng tán sắc qua lăng kính

- Nêu được hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là gì?

-Trình bày được một thí nghiệm về giao thoa ánh sáng

- Nêu được vân sáng, vân tối là kết quả của sự giao thoa ánh sáng

- Nêu được điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng

- Nêu được hiện tượng giao thoa chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng và nêu được tư tưởng cơ bản của thuyết điện từ ánh sáng

- Nêu được mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng xác định

- Nêu được chiết suất của môi trường phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng trong chân không

- Nêu được quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ là gì và đặc điểm chính của mỗi loại quang phổ này

- Nêu được bản chất, các tính chất và công dụng của tia hồng ngoại, tia tử ngoại và tia X

- Kể được tên của các vùng sóng điện từ kế tiếp nhau trong thang sóng điện từ theo bước sóng

-Vận dụng được công thức i - Xác định được bước sóng ánh sáng theo phương pháp giao thoa bằng thí nghiệm

2.1.3 Những khó khăn gặp phải trong quá trình dạy và học kiến thức chương “Sóng ánh sáng” chương trình vật lí 12 cơ bản

- Những hiện tượng trong chương này, đa số gần gũi với thực tế nên GV dễ dẫn dắt vào bài

- Có nhiều thí nghiệm, hình ảnh trực quan gây hứng thú học tập học -Có nhiều hiện tượng, GV có thể sử dụng thí nghiệm ảo để giúp HS dễ nắm bắt bài dễ dàng hơn

- Kiến thức cơ bản về chủ đề này tương đối khó, lượng kiến thức dành cho mỗi tiết học nhiều, một số kiến thức bắt HS phải công nhận

- Việc truyền thụ kiến thức trong chương này chủ yếu theo một chiều, HS chủ yếu ngồi nghe giảng và chép bài, chưa tích cực, tự lực xây dựng kiến thức

- Đa số các thí nghiệm cơ bản cần thiết dạy học các kiến thức này, GV ít sử dụng.Thí nghiệm khó thực hiện trong điều kiện lớp học và bên cạnh đó dụng cụ thí nghiệm dành cho chương này còn hạn chế.

XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM ẢO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM

2.2.1 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng của Niu-Tơn (1672)

Tên thí nghiệm 1:Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng của Niu-Tơn (1672) Bài học: Tán sắc ánh sáng, chương V, SGK vật lí 12 cơ bản,trang 122 2.2.1.2 Mục đích, yêu cầu của thí nghiệm:

+ Giáo viên bố trí được công cụ để thực hiện thí nghiệm quan sát hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính

+ Giáo viên thực hiện từng bước thí nghiệm cho học sinh quan sát

+ Học sinh hiểu và rút ra kết luận về các đặc điểm cơ bản của hiện tượng tán sắc ánh sáng từ thí nghiệm, tán dụng tán sắc của lăng kính

2.2.1.3 Thiết lập thí nghiệm trên phần mềm

Bước 1: Tìm kiếm công cụ

Khu vực phía bên trái của màn hình phần mềm chính là các công cụ dùng để thiết lập nên các thí nghiệm cụ thể

Muốn sử dụng công cụ nào đó chúng ta hãy dùng chuột nháy vào công cụ đã chọn và kéo thả sang vùng không gian thí nghiệm ở chính giữa màn hình Để chuẩn bị thí nghiệm này ta cần công cụ thí nghiệm sau:

Số thứ tự Tên công cụ, vật liệu Hình ảnh thể hiện Ghi chú

Bước 2: Chuẩn bị công cụ

- Để thực hiện thí nghiệm trước hết khởi động máy xong, nháy đúp chuột vào biểu tượng của file trên Desktop để vào chương trình.Tiếp tục kích chuột vào Optics cửa sổ trên hiện ra, kích chuột trái vào biểu tượng ô chữ nhật màu đen kéo sang khung làm việc chính.Với 5 công cụ được mô tả trong bảng trên, chúng ta hãy “chuẩn bị” chúng bằng cách đưa chúng ra màn hình làm việc của phần mềm như hình dưới đây.Tạm thời các công cụ này còn rời rạc và chưa kết nối với nhau

Hình 3.1 Chuẩn bị công cụ thí nghiệm tán sắc ánh sáng

Bước 3: Thiết lập các công cụ thành một bộ hoàn chỉnh

Trong khung chính đã có đủ các công cụ thực hiện thí nghiệm, kích chuột vào từng công cụ di chuyển theo thứ tự như sau:

Hình 3.2 Thiết lập công cụ thành bộ thí nghiệm tán sắc ánh sáng

Bước 4: Bắt đầu thí nghiệm ảo

Kích chuột vào gương đưa chuột vào núm tròn cạnh đối tượng, chuột biến thành hình Click giữ và kéo chuột để xoay điều chỉnh cho gương phản chiếu đèn pin (nguồn sáng) qua khe hẹp Dùng chuột di chuyển lăng kính sao cho ánh sáng đi qua khe hẹp chiếu vào mặt bên lăng kính.Thay đổi màu của nguồn sáng – ánh sáng trắng bằng cách kích chuột vào đối tượng xuất hiện mũi tên chọn White Quan sát ta thấy ánh sáng sau khi đi qua lăng kính bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời bị trải dài thành một dải màu sặc sỡ như hình dưới đây:

Hình 3.3 Thí nghiệm tán sắc ánh sáng

Bước 5: Rút ra kết luận

Từ kết quả quan sát được trên thí nghiệm GV hướng dẫn học sinh rút ra về hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính

+ Ánh sáng trắng sau khi qua lăng kính bị tách ra thành nhiều chùm sáng có màu khác nhau gọi là ánh sáng đơn sắc

+ Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng lăng kính phân tích một chùm sáng trắng thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau

+ Dải màu sau khi tán sắc gọi là quang phổ, quang phổ ánh sáng trắng gồm 7 màu chính: đỏ- cam- vàng- lục- lam- chàm- tím

+ Lăng kính có tác dụng tán sắc ánh sáng

2.2.2 Thí nghiệm 2: Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-Tơn

Tên thí nghiệm:Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-Tơn

Bài học: Tán sắc ánh sáng, chương V, SGK vật lí 12 cơ bản,trang 122 2.2.2.2 Mục đích, yêu cầu của thí nghiệm:

+ Giáo viên bố trí được thí nghiệm để kiểm nghiệm xem có phải lăng kính đã làm thay đổi màu của ánh sáng không

+ Giáo viên thực hiện từng bước thí nghiệm cho học sinh quan sát

+ Học sinh hiểu và rút ra kết luận về các đặc điểm cơ bản của ánh sáng đơn sắc

2.2.2.3 Thiết lập thí nghiệm trên phần mềm:

Bước 1: Tìm kiếm công cụ

Tương tự như ở thí nghiệm 1, thí nghiệm 2 công cụ như thí nghiệm 1 nhưng số lượng khác như sau: 1 nguồn sáng, 2 khe phân giải, 2 lăng kính, 1 gương, 1 màn đen

Bước 2: Chuẩn bị công cụ

- Để thực hiện thí nghiệm trước hết khởi động máy xong, nháy đúp chuột vào biểu tượng của file trên Desktop để vào chương trình.Tiếp tục kích chuột vào Optics cửa sổ trên hiện ra, kích chuột trái vào biểu tượng ô chữ nhật màu đen kéo sang khung làm việc chính.Với 5 công cụ được nêu trên, chúng ta hãy “chuẩn bị” chúng bằng cách đưa chúng ra màn hình làm việc của phần mềm như hình dưới đây.Tạm thời các công cụ này còn rời rạc và chưa kết nối với nhau

Hình 3.4 Chuẩn bị công cụ thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc

Bước 3: Thiết lập các công cụ thành một bộ hoàn chỉnh

Trong khung chính đã có đủ các công cụ thực hiện thí nghiệm, kích chuột vào từng công cụ di chuyển theo thứ tự như sau:

Hình 3.5 Thiết lập công cụ thành bộ thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc

Bước 4: Bắt đầu thí nghiệm ảo

Kích chuột vào gương xuất hiện núm xoay điều chỉnh cho gương phản chiếu đèn pin (nguồn sáng) qua khe hẹp F Để viết các câu giải thích, chú thích, hướng dẫn… vào Presentation phía trái khung màn hình→chọn A Text Dùng chuột di chuyển lăng kính sao cho ánh sáng đi qua khe hẹp chiếu vào mặt bên lăng kính.Thay đổi màu của nguồn sáng – ánh sáng trắng bằng kích chuột vào đối tượng xuất hiện hình mũi tên chọn White.Tiếp tục kích chuột vào khe hẹp F / xê dịch để đặt F / vào đúng chỗ một màu- màu đỏ Cho chùm sáng màu đỏ đó khúc xạ qua một lăng kính P / giống hệt lăng kính P Điều chỉnh đỉnh lăng kính P / quay xuống phía dưới bằng cách kích chuột vào đối tượng xuất hiện núm xoay và xoay lăng kính.Tiến hành lưu TN và phóng to màn hình và quan sát Quan sát ta thấy vệt sáng tuy vẫn dich chuyển về phía đáy của P / , nhưng vẫn giữ nguyên màu đỏ như hình dưới đây:

Hình 3.6 Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc

Bước 5: Rút ra kết luận

Từ kết quả quan sát được trên thí nghiệm giáo viên hướng dẫn học sinh rút ra kết luận về ánh sáng đơn sắc

+ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính + Màu ánh sáng đơn sắc gọi là màu đơn sắc

2.2.3.Thí nghiệm 3: Thí nghiệm về bước sóng ánh sáng và màu sắc

Tên thí nghiệm :Thí nghiệm về bước sóng ánh sáng và màu sắc

Bài học: Giao thoa ánh sáng, chương V, SGK vật lí 12 cơ bản,trang 122 2.2.3.2 Mục đích, yêu cầu của thí nghiệm:

+ Giáo viên bố trí được thí nghiệm để HS liên hệ được bước sóng và màu sắc ánh sáng

+ Giáo viên thực hiện từng bước thí nghiệm cho học sinh quan sát

+ Học sinh hiểu và rút ra kết luận về bước sóng ánh sáng và màu sắc

2.2.3.3 Thiết lập thí nghiệm trên phần mềm:

Với thí nghiệm này đã có sẵn chúng ta chỉ việc khởi động máy xong bạn nháy đúp chuột biểu tượng của file Crocodile physics 605 trên Desktop để vào chương trình, sau khi vào chương trình bạn rẽ chuột và chọn Contents, chọn Optics, chọn Other Examples Trong các ví dụ này bạn chọn tiếp Rainbowhoặc chọn Colours of Light chúng ta sẽ thấy được bước sóng và màu sắc của ánh sáng thể hiện khác nhau như thế nào Để thay đổi các thuộc tính của ánh sáng bao gồm: Space Propertis (không gian thuộc tính), wave Properties (tính chất sóng), wave display (hiển thị sóng) bấm chuột phải chọn Properties hoặc chọn Properties bên trái màn hình để thay đổi Bấm nút trên thanh công cụ cho dừng hoặc chạy thí nghiệm (thời gian) (Ctrl + Shift + P) hay bấm để tăng hay giảm tốc độ thời gian để cho

HS quan sát rõ hơn quá trình được thể hiện như hình sau:

Hình 3.7 Sự thay đổi các thông số thí nghiệm bước sóng ánh sáng và màu sắc

Quan sát ta thấy chùm ánh sáng màu sắc khác nhau luôn luôn di chuyển với tốc độ tương tự trong một chân không, mặc dù các bước sóng khác nhau như hình dưới đây:

Hình 3.8 Thí nghiệm bước sóng ánh sáng và màu sắc

Từ thí nghiệm rút ra kết luận: Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có bước sóng xác định Màu ứng với ánh sáng đó gọi là màu đơn sắc

2.2.4 Thí nghiệm 4: Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng màu

Tên thí nghiệm :Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng màu

2.2.4.2 Mục đích, yêu cầu của thí nghiệm:

+ Giáo viên bố trí được thí nghiệm để HS thấy rõ được sự tổng hợp ánh sáng màu

+ Giáo viên thực hiện từng bước thí nghiệm cho học sinh quan sát

+ Học sinh được giải trí và giải thích được về sự tổng hợp ánh sáng màu

2.2.4.3 Thiết lập thí nghiệm trên phần mềm

Bước 1: Tìm kiếm công cụ

Khu vực phía bên trái của màn hình phần mềm chính là các công cụ dùng để thiết lập nên các thí nghiệm cụ thể

Muốn sử dụng công cụ nào đó chúng ta hày dùng chuột nháy vào công cụ đã chọn và kéo thả sang vùng không gian thí nghiệm ở chính giữa màn hình Để chuẩn bị thí nghiệm này ta cần công cụ thí nghiệm sau: 2 gương và 3 nguồn sáng (đèn pin)

Bước 2: Chuẩn bị công cụ

- Để thực hiện thí nghiệm trước hết khởi động máy xong, nháy đúp chuột vào biểu tượng của file trên Desktop để vào chương trình.Tiếp tục kích chuột vào Optics cửa sổ trên hiện ra, kích chuột trái vào biểu tượng ô chữ nhật màu đen kéo sang khung làm việc chính.Với 5 công cụ được nêu trên, chúng ta hãy “chuẩn bị” chúng bằng cách đưa chúng ra màn hình làm việc của phần mềm như hình dưới đây.Tạm thời các công cụ này còn rời rạc và chưa kết nối với nhau

Hình 3.9 Chuẩn bị công cụ thí nghiệm tổng hợp ánh sáng màu

Bước 3: Thiết lập các công cụ thành một bộ hoàn chỉnh

Trong khung chính đã có đủ các công cụ thực hiện thí nghiệm, kích chuột vào từng công cụ di chuyển theo thứ tự như sau:

Hình 3.10 Thiết lập công cụ thành bộ thí nghiệm tổng hợp ánh sáng màu

Bước 4: Bắt đầu thí nghiệm ảo

Vì mắt người chỉ nhạy cảm với ba vùng quang phổ (gần tương ứng với vùng màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam trên quang phổ), nên phối màu phát xạ thường chỉ cần dung ba nguồn sáng có màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam (gọi là màu gốc) để tạo ra cảm giác hầu hết về màu sắc.Thay đổi màu sắc để trộn chúng lại với nhau cho ra màu khác, bằng thao tác kích chuột vào nguồn sáng và thay đổi màu sắc Dùng chuột xoay cho đèn pin màu đỏ và xanh lam chiếu vào gương, đèn màu xanh lá cây vần giữ nguyên vị trí.Quan sát ta thấy trò chơi này màu vàng được tạo ra từ đèn màu đỏ và đèn màu xanh trộn lại, các màu còn lại cho màu cũng tương ứng như hình dưới đây:

Hình 3.11 Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng màu

Bước 5: Rút ra kết luận

Từ kết quả quan sát được trên thí nghiệm học sinh được giải trí, GV hướng dẫn học sinh rút ra kết luận về sự trộn màu của ánh sáng

Mọi màu sắc ta nhìn thấy đều có tác dụng tổng hợp (hòa trộn) lên mắt ta của các ánh sáng đơn sắc (màu) khác nhau với cường độ khác nhau Nói cách khác, mọi màu sắc ta nhìn thấy đều do sự “trộn màu” mà có Cảm giác về ánh sáng trắng có thể được tạo ra bằng cách phối trộn (thông qua một quy trình gọi là

"phối trộn bổ sung") của các màu gốccủa quang phổ với các cường độ thích hợp: màu đỏ, màu xanh lá cây, màu xanh lam.

ĐƯA CÁC THÍ NGHIỆM ẢO ĐÃ THIẾT KẾ VÀO SLIDE BÀI GIẢNG

Với các tính năng của chương trình Microsoft Office Power Point người soạn thảo có thể chủ động thiết kế các hoạt động giảng dạy theo các slide với bố cục rõ ràng tiện cho theo dõi, kết hợp với các hiệu ứng, các liên kết sẽ tạo cho bài giảng sinh động, hấp dẫn, kích thích sự hứng thú, ham học hỏi, tìm tòi cái mới cho học sinh Để đưa các thí nghiệm ảo đã thiết kế vào các slide bài giảng thì ta sử dụng chức năng liên kết (Hyperlink) có sẵn trong chương trình PowerPoint theo trình tự các bước:

+ Chọn đối tượng cần liên kết

+ Vào Menu Insert, chọn Hyperlink (Ctrl + K), hoặc chọn biểu tượng Insert Hyperlink trên thanh công cụ

+ Chỉ đường dẫn tới file TN đã thiết kế sẵn

Ta cũng có thể sử dụng hai chương trình chạy song song cùng lúc, khi nào cần TN thì chuyển qua chương trình Crocodile Physics bằng cách sử dụng phím

Windows trên bàn phím rồi chọn cửa sổ của chương trình Crocodile Physics , hoặc sử dụng đồng thời hai phím Ctrl và Tab rồi chọn biểu tượng của chương trình Crocodile Physics Sau khi kết thúc TN thì ta trở lại với bài giảng điện tử PowerPoint như bình thường.

THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH BÀI DẠY TRONG CHƯƠNG “SÓNG ÁNH SÁNG” CÓ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM

Trong phần này tôi thiết kế hai giáo án, nhưng trong khuôn khổ của luận văn chỉ đưa một giáo án bài “Tán sắc ánh sáng” vào phần chính, các giáo án còn lại sẽ được trình bày trong mục phụ lục

BÀI 24: TÁN SẮC ÁNH SÁNG

- Mô tả được 2 thí nghiệm của Niu- Tơn và nêu được kết luận rút ra từ mỗi thí nghiệm

- Giải thích được hiện tượng tán sắc qua lăng kính bằng hai giả thuyết của Niu- Tơn và một số hiện tượng quang học xảy ra trong tự nhiên

- Trình bày nguyên tắc tổng hợp ánh sáng trắng

- Vận dụng các công thức đã học vào giải bài tập SGK và các bài tập liên quan khác

Có ý thức, tham gia tích cực vào bài học

- Soạn giáo án điện tử có sử dụng phần mềm crocodile physics 605 để làm các thí nghiệm của Niu- Tơn

- Các kiến thức liên quan tới bài dạy

2 Học sinh Ôn lại kiến thức liên quan về lăng kính (Sự truyền tia sáng qua lăng kính, công thức lăng kính

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

2 Kiểm tra bài cũ (5 phút)

3 Bài mới ĐVĐ:Ở lớp 11, chúng ta đã được học về tính chất của lăng kính Nghĩa là khi ánh sáng trắng qua lăng kính sẽ tách thành dãy bảy màu: đỏ - cam - vàng - lục – lam – chàm - tím Vậy tại sao ánh sáng trắng lại tách ra các ánh sáng có màu sắc như vậy Hôm nay ta sẽ giải thích hiện tượng này qua bài “TÁN SẮC ÁNH SÁNG”

Hoạt động 1 (10 phút): Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu- Tơn

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung cơ bản

- GV đưa ra một thí nghiệm như sau: Cho một chùm sáng song song từ ngọn đèn dây tóc đi qua một lăng kính Hãy dự đoán hình ảnh và màu sắc của chùm sáng ló ra khỏi lăng kính?

- Làm thế nào để kiểm tra dự đoán này?

- GV đưa ra cách bố trí thí nghiệm như hình 24.1 (SGK).Sau đó chiếu slide thí nghiệm đã làm bằng phần mềm thí nghiệm ảo Cho HS quan sát và yêu cầu HS nêu nhận xét

- Trả lời: Chùm sáng ló ra khỏi lăng kính có màu giống như chùm sáng đi vào lăng kính và bị lệch về phía đáy lăng

- Trả lời: Ta làm thí nghiệm: Dùng một màn chắn hứng tia sáng ló ra khỏi lăng kính

I Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu- Tơn (1672)

+ Vệt sáng , trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời bị trải dài thành một dải màu sặc sỡ

+ Quan sát được 7 màu: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím

+ Ranh giới giữa các màu không rõ rệt

- Dải màu quan sát được này là quang

- Qua quan sát, em có nhận xét gì về hình ảnh thu được trên màn về màu sắc, độ lệch?

- Trên màn ta thu được một dải màu khác nhau, đều lệch về phía đáy lăng kính, các màu khác nhau có độ lệch khác nhau phổ của ánh sáng Mặt trời hay quang phổ của Mặt Trời

- Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng

- Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc

Hoạt động 2 (11 phút): Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu- Tơn

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung cơ bản

- GV đặt vấn đề: Nguyên nhân nào đã làm cho chùm ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính không những lệch về phía đáy lăng kính mà còn bị tách thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau?

- Làm thế nào để kiểm tra liệu giả thiết 1 có đúng hay không?

- Cá nhân nhận thức vấn đề cần nghiên cứu

HS1: Do chất làm lăng kính làm đổi màu ánh sáng (giả thiết 1)

HS2: Do chùm ánh sáng trắng bao gồm

II Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu- Tơn

- Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính

- GV mô tả thí nghiệm hình 24.2 đồng thời chiếu slide cho HS quan sát (TN đã làm bằng phần mềm TN ảo) Thay đổi lần lượt từng ánh sáng màu qua khe hẹp , cho HS quan sát rút ra nhận xét.

- Niu-tơn gọi các chùm sáng đó là chùm sáng đơn sắc nhiều chùm sáng có màu khác nhau nên khi đi qua lăng kính đã bị tách ra (giả thiết 2)

- Trả lời: Làm thí nghiệm cho ánh sáng có một màu xác định đi qua lăng kính, quan sát và so sánh màu sắc của tia ló với màu của tia tới

- HS ghi nhận các kết quả thí nghiệm và thảo luận về các kết quả, rút ra nhận xét

+ Chùm sáng màu vàng, tách ra từ quang phổ của Mặt Trời, sau khi qua lăng kính P’ chỉ bị lệch về phía đáy của P’ mà không bị đổi màu

Niu-tơn gọi các chùm sáng đó là chùm sáng đơn sắc

+ Thí nghiệm với các chùm sáng khác kết quả vẫn tương tự  Bảy

- Thí nghiệm với các chùm sáng khác kết quả vẫn tương tự  Bảy chùm sáng có bảy màu cầu vồng, tách ra từ quang phổ của Mặt Trời, đều là các chùm sáng đơn sắc

- Vậy khái niệm ánh sáng đơn sắc? chùm sáng có bảy màu cầu vồng, tách ra từ quang phổ của Mặt Trời, đều là các chùm sáng đơn sắc

- HS: ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính

Hoạt động 3 (8 phút): Giải thích hiện tượng tán sắc

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung cơ bản

- Ta biết nếu là ánh sáng đơn sắc thì sau khi đi qua lăng kính sẽ không bị tách màu.Thế nhưng khi cho ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời, ánh sáng đèn điện dây tóc…) qua lăng kính bị tách thành một dải màu, điều này chứng tỏ điều gì?

- Chúng không phải là ánh sáng đơn sắc Mà là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím

III Giải thích hiện tượng tán sắc

- Ánh sáng trắng không phải ánh sáng đơn sắc, mà là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ dến tím

- Góc lệch của tia sáng qua lăng kính phụ thuộc như thế nào vào chiết suất của lăng kính?

- Khi chiếu ánh sáng trắng  phân tách thành dải màu, màu tím lệch nhiều nhất, đỏ lệch ít nhất

 điều này chứng tỏ điều gì?

- Chiết suất càng lớn thì càng bị lệch về phía đáy

- Chiết suất của thuỷ tinh đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau, đối với màu đỏ là nhỏ nhất và màu tím là lớn nhất

- Chiết suất của thủy tinh biến thiên theo màu sắc của ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím

- Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc

Hoạt động 4 (5 phút): Ứng dụng

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung cơ bản

- Yêu cầu HS đọc SGK và nêu các ứng dụng

- HS đọc SGK IV Ứng dụng

Giải thích các hiện tượng như: cầu vồng bảy sắc và được ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính

IV Củng cố và dặn dò (5 phút)

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Kết quả nghiên cứu trong chương 2 có thể được trình bày tóm tắt như sau: Với các công cụ và tính năng của phần mềm Crocodile Physics 605 cho phép chúng ta tạo ra các thí nghiệm ảo Với việc nghiên cứu quy trình thực hiện thiết kế TN ảo, chúng tôi đã vận dụng xây dựng được 4 TN chương “Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản:TN về tán sắc ánh sáng của Niu-Tơn (1672), TN với ánh sáng đơn sắc của Niu-Tơn, TN về bước sóng ánh sáng và màu sắc, TN tổng hợp ánh sáng màu

Từ đó, xây dựng quy trình tiến trình dạy học có sử dụng TN ảo chương

“Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản với 2 bài: Tán sắc ánh sáng và giao thoa ánh sáng nhằm tích cực HĐNT của HS

Chúng tôi tin tưởng rằng kết quả dạy học có sử dụng các TN ảo trong chương này sẽ có những kết quả khả quan, tích cực hoá được HĐNT của HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy học ở các trường THPT.

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

MỤC ĐÍCH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đề tài đặt ra, cụ thể là kiểm tra hiệu quả của việc nghiên cứu xây dựng và sử dụng thí nghiệm ảo với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodie Physics 605 trong dạy học chương “Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản ở trường THPT theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS Đồng thời kết quả của thực nghiệm sư phạm sẽ góp phần vào việc kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của đề tài.

NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

Để đạt được mục đích đặt ra, TNSP có những nhiệm vụ sau:

- Tiến hành dạy một số bài chương “Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản có sử dụng các thí nghiệm ảo cho các lớp thực nghiêm và đối chứng

- Kiểm tra, thu thập số liệu

- Xử lí kết quả thực nghiệm để kiểm chứng giả thuyết khoa học đề tài đã đặt ra.

ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

- Đối tượng thực nghiệm sư phạm là HS lớp 12 trường THPT Nguyễn Huệ, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam

- Nội dung thực nghiêm sư phạm là tiến hành soạn và dạy một số bài có sử dụng thí nghiệm có sử dụng phần mềm Crocodile Physics 605 thuộc chương

“Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS.

PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.4.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm

Việc chọn mẫu thực nghiệm có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả thực nghiệm sư phạm Do đó, để chọn được hai nhóm đối chứng và thực nghiệm tương đương nhau nhằm thỏa mãn yêu cầu thực nghiệm chúng tôi đã sử dụng các biện pháp sau:

- Trao đổi với giáo viên vật lý phụ trách dạy khối 12 để biết tình hình học tập môn vật lý của các lớp

- Xem xét kết quả học kỳ I của học sinh các lớp 12

Từ đó chúng tôi đã lựa chọn được mẫu thực nghiệm gồm những lớp thực nghiệm và đối chứng như sau:

Nhóm THPT Nguyễn Huệ ĐC 12C2 38 HS

3.4.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm

Tất cả các tiết học đều được quan sát, theo dõi, ghi chép lại các mặt sau:

- Quan hệ giữa thầy và trò, sự phối hợp hoạt động giữa thầy với trò trong quá trình dạy học

- Tính tích cực của HS thông qua các biểu hiện bên ngoài

- Khả năng lĩnh hội kiến thức của HS thông qua mức độ hình thành các nhiệm vụ học tập ở phần củng cố cuối mỗi bài

Việc quan sát các hoạt động của giáo viên và HS trong các giờ học ở ác lớp thực nghiệm và các lớp đối chứng theo các nội dung sau:

- Tiến trình lên lớp của GV và hoạt động của HS trong giờ học Tính tích cực của HS thông qua thái độ, tinh thần tham gia xây dựng bài, chất lượng trả lời các câu hỏi của HS

- Các thao tác hướng dẫn và tiến hành thí nghiệm của GV

- Sự phân bố thời gian của GV trong các hoạt động

Sau khi tiến hành thực nghiệm sư phạm, hiệu quả của tiết dạy, kết quả học tập của HS được đánh giá bằng các bài kiểm tra nhằm:

- Đánh giá định tính mức độ lĩnh hội kiến thức cơ bản như các khái niệm, định luật, tính chất của hiện tượng vật lí, kỹ năng thực hành…

- Đánh giá mức độ lĩnh hội kiến thức của HS, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

3.4.2.3 Trao đổi với giáo viên và học sinh

Sau mỗi bài dạy học ở các lớp thực nghiệm đều có trao đổi với GV và HS, lắng nghe ý kiến để rút kinh nghiệm cho các bài dạy học tiếp theo cũng như cho đề tài nghiên cứu.

ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NHIỆM SƯ PHẠM

Qua quá trình quan sát, theo dõi giờ học ở các lớp thực nghiệm và đối chứng, chúng tôi có một số nhận xét như sau:

- Đối với các lớp thực nghiệm:

Với các lớp thực nghiệm, tiến trình dạy phù hợp với thực tế dạy học GV tổ chức, hướng dẫn HS tham gia vào các hoạt động giải quyết vấn đề, xây dựng kiến thức một cách tích cực, do đó, đã tạo được nhu cầu về mặt nhận thức trong học tập cho HS Không khí lớp học sôi nổi, HS học tập có hứng thú Đa số HS tích cực, mạnh dạn tham gia ý kiến, nêu dự đoán, rút ra nhận xét Phối hợp hoạt động giữa GV và HS nhịp nhàng, nhịp độ học tập được điều chỉnh thích hợp Đa số HS hoàn thành tốt các nhiệm vụ học tập ở cuối mỗi bài, thể hiện HS lĩnh hội được nội dung bài học.Điều đó, cho thấy tiến trình dạy học đã phát huy tốt vai trò của TN trong tổ chức hoạt động nhận thức cho HS.Đa số các TN được sử dụng trong đợt thực nghiệm sư phạm mới là các TN mô phỏng, TN ảo

- Đối với các lớp đối chứng:

Với các lớp đối chứng, không khí dạy học diễn ra bình thường Đa số nội dung kiến thức hình thành bằng con đường thông báo nên HS khó khăn khi lĩnh hội Một số thí nghiệm khó thực hiện trong điều kiện lớp học Các nội dung kiến thức được giảng dạy theo phương pháp thuyết trình nên hoạt động nhận thức của

HS chủ yếu là tái hiện Nhịp độ học tập không có sự phân hóa trong tiết học

Sau khi tiến hành kiểm tra có được kết quả phân phối tần số (fi) các điểm số (Xi) của bài kiểm tra sau TNg như sau:

Bảng 3.2.Bảng thống kê các điểm số ( X i ) của bài kiểm tra

Biểu đồ 3.1.Biểu đồ phân điểm của hai nhóm ĐC và TNg

Căn cứ vào điểm các bài kiểm tra của HS ta có kết quả phân loại theo học lực của HS như sau:

Bảng 3.3.Bảng phân loại theo điểm kiểm tra học sinh nhóm ĐC và TNg

Nhóm Số HS Số % HS

Kém ( 0-2) Yếu ( 3-4) TB ( 5-6) Khá ( 7-8) Giỏi ( 9-10) ĐC 38 13,16 23,68 36,84 18,42 7,89

Số bài kiểm tra đạt điểm số X i Điểm số X i ĐC TNg

Biểu đồ 3.2.Biểu đồ phân loại theo điểm kiểm tra của hai nhóm ĐC và TNg Dựa trên cơ sở phân tích kết quả phân phối tần suất (fi) các điểm số (Xi) của bài kiểm tra ta có bảng phân phối tần suất như sau:

Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất của hai nhóm ĐC và TNg

Nhóm Số % học sinh đạt điểm X i

Biểu đồ 3.3.Biểu đồ phân phối tần suất của hai nhóm

Kém Yếu TB Khá Giỏi

Số % b ài k iể m tr a đạt đi ểm số X i Điểm số X i ĐC TNg

Qua phân tích ta được kết quả phân phối tần suất tích lũy như sau:

Bảng 3.5 Bảng phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm ĐC và TNg

Nhóm Số % học sinh đạt điểm Xi trở xuống

Biểu đồ 3.4 Biểu đồ phân phối tần số lũy tích của hai nhóm ĐC và TNg

3.5.3 Các tham số sử dụng để thống kê

- Giá trị trung bình cộng là tham số đặc trưng cho sự tập trung của số liệu, được tính theo công thức: = ∑

Trong đó ni là số HS đạt điểm Xi, n là số học sinh dự kiểm tra

- Độ lệch chuẩn S cho biết độ phân tán quanh giá trị được tính theo công thức:

S = ∑ , S càng nhỏ tức số liệu càng ít phân tán

- Hệ số biến thiên: V = 100%, để so sánh mức độ phân tán của các số liệu

Số % b ài k.tra đ ạt điểm số X i trở xu ốn g Điểm số X i ĐCTNg

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các thông số hai nhóm ĐC và TNg

3.5.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

Dựa vào bảng tổng hợp các thông số tính toán ở trên, dựa vào bảng phân loại theo điểm kiểm tra học sinh và đồ thị phân phối tần suất tích lũy của hai nhóm, chúng tôi rút ra được nhận xét sau:

- Điểm trung bình của nhóm thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng, độ lệch chuẩn có giá trị tương ứng nhỏ nên số liệu thu được ít phân tán, do đó trị trung bình có độ tin cậy cao, STN< SĐC và VTN< VĐC chứng tỏ độ phân tán ở nhóm thực nghiệm giảm so với nhóm đối chứng

- Tỉ lệ HS đạt loại yếu, kém của nhóm thực nghiệm giảm rất nhiều so với nhóm đối chứng Ngược lại, tỉ lệ khá, giỏi của nhóm thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng

- Qua đó, cho thấy kết quả học tập của nhóm thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

Các kết quả thu nhận được trong quá trình thực nghiệm sư phạm, xử lí, phân tích số liệu thống kê có cơ sở khẳng định giả thuyết ban đầu đưa ra về tính hiệu quả của đề tài Cụ thể, thông qua 1 tiết thực nghiệm sư phạm chương “Sóng ánh sáng” vật lí 12 cơ bản tôi nhận thấy rằng: việc sử dụng phần mềm Crocodile Physics 605 trong dạy học vật lí với tư cách là một phương tiện hỗ trợ cho quá trình dạy học đã giúp cho GV truyền tải kiến thức đến HS nhanh chóng, thời gian lắp đặt cũng như việc tiến hành lặp lại một số thí nghiệm trong giờ học cũng giảm đi, cơ hội để GV và HS trao đổi kiến thức được nhiều hơn… thông qua các hình ảnh, các TN, GV chủ động sáng tạo hơn trong việc tổ chức hoạt động dạy học Việc sử dụng cũng như các thao tác, tình huống xử lí của GV đối với các thí nghiêm mô phỏng trên phần mềm Crocodile Physics diễn ra thuận lợi

- Kết quả thống kê và phân điểm số của HS trong quá trình thực nghiệm sư phạm cho thấy kết quả học tập của HS nhóm TNg cao hơn kết quả học tập của

HS nhóm ĐC với độ tin cậy cao

- Kết quả kiểm định giả thuyết thống kê giúp chúng tôi có thể kết luận sự khác biệt giữa kết quả học tập ở nhóm TNg và nhóm ĐC là sự khác biệt có ý nghĩa

Như vậy, việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS theo tiến trình đã thiết kế có sử dụng TN với sự hỗ trợ của phần mềm đã thực sự mang lại hiệu quả cao trong dạy học ở trường THPT Để có thể đạt được các kết quả tốt hơn nữa, GV và HS phải được làm quen trước, phải có sự hiểu biết và khả năng sử dụng cơ bản về phần mềm Crocodile Physics để thao tác được nhanh đạt độ chính xác cao và tiết kiệm được thời gian.