Khai thác và sử dụng phần mềm tracker video analysis trong dạy học nội dung “chuyển Động tròn” vật lí 10 hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÍ NGUYỄN THỊ NGÂN HÒA KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM TRACKER VIDEO ANALYSIS TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG “CHUYỂN ĐỘNG TRÒN” - VẬT LÍ 10 HƯỚNG

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÍ

NGUYỄN THỊ NGÂN HÒA

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM TRACKER VIDEO ANALYSIS TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG “CHUYỂN ĐỘNG TRÒN” - VẬT LÍ 10 HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG

LỰC HỢP TÁC CỦA HỌC SINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đà Nẵng, 2024

Trang 2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÍ

NGUYỄN THỊ NGÂN HÒA

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM TRACKER VIDEO ANALYSIS TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG “CHUYỂN ĐỘNG TRÒN” - VẬT LÍ 10 HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG

LỰC HỢP TÁC CỦA HỌC SINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí Khóa học: 2020 – 2024

Người hướng dẫn: TS Trần Quỳnh

Đà Nẵng, 2024

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến thầy TS Trần Quỳnh, người đã định

hướng, động viên và tận tình hướng dẫn và hỗ trợ em trong suốt thời gian nghiên cứu

và hoàn thành khóa luận

Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Tiểu học, Trung học cơ sở, Trung học phổ thông FPT Đà Nẵng và cô Hoàng Đỗ Tú Quyên đã tạo điều kiện thuận lợi và

hỗ trợ cho em tham dự, quan sát và học hỏi tại trường, cũng thực nghiệm sư phạm tại trường, làm cơ sở cho việc hoàn thành khóa luận của em

Em xin cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo và quý thầy cô tại khoa Vật lí, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng, đã chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm, đồng thời hỗ trợ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn bên em, động viên, hỗ trợ em vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành khóa luận này Sự ủng hộ của mọi người là nguồn động viên lớn lao và không thể phủ nhận trong quá trình nghiên cứu hoàn thành khóa luận của em

Tuy nhiên, do trình độ lí luận và kinh nghiệm thực tiễn còn nhiều hạn chế, bài nghiên cứu không tránh khỏi những sai sót Chính vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý, đánh giá chân thành và sự thông cảm của quý thầy cô, để em có thể nâng cao kiến thức của bản thân và phát triển hơn trong quá trình học tập sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 4 năm 2024 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Ngân Hòa

Trang 4

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN I MỤC LỤC II DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT V DANH MỤC BẢNG BIỂU, DANH MỤC HÌNH VI

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM TRACKER VIDEO ANALYSIS TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỢP TÁC CỦA HỌC SINH 5

1.1 Năng lực hợp tác của học sinh 5

1.1.1 Khái niệm năng lực 5

1.1.2 Khái niệm năng lực hợp tác 6

1.1.3 Cấu trúc năng lực hợp tác 6

1.1.4 Tiêu chí đánh giá năng lực hợp tác của học sinh 8

1.2 Sử dụng thí nghiệm vật lí trong dạy học nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh 11

1.2.1 Phân loại thí nghiệm vật lí ở trường phổ thông 12

1.2.2 Vai trò của thí nghiệm vật lí trong dạy học nhằm phát triển năng lực hợp tác 12

1.3 Khai thác và sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis trong dạy học thí nghiệm vật lí 14

1.3.1 Giới thiệu phần mềm Tracker Video Analysis 14

1.3.2 Cài đặt phần mềm Tracker Video Analysis 14

1.3.3 Những tính năng nổi bật của phần mềm Tracker Video Analysis 17

Trang 5

1.4 Quy trình xây dựng và sử dụng thí nghiệm có sự hỗ trợ của phần mềm Tracker Video Analysis theo hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh trong dạy học

vật lí ở trường phổ thông 25

1.4.1 Yêu cầu của việc cải tiến, chế tạo thiết bị thí nghiệm 25

1.4.2 Các yêu cầu trong việc sử dụng các thí nghiệm vật lí trong dạy học 25

1.4.3 Quy trình xây dựng thí nghiệm có sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis theo hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh 26

1.5 Thực trạng dạy học hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh 29

1.5.1 Thực trạng về dạy học thí nghiệm nhằm phát triển năng lực hợp tác của HS tại địa bàn nghiên cứu 29

1.5.2 Kết quả khảo sát 30

1.5.3 Nguyên nhân của thực trạng 31

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 32

CHƯƠNG 2 KHAI THÁC PHẦN MỀM TRACKER VIDEO ANALYSIS TRONG DẠY HỌC THÍ NGHIỆM VẬT LÍ 10 NỘI DUNG “CHUYỂN ĐỘNG TRÒN” 33

2.1 Yêu cầu cần đạt các thí nghiệm trong nội dung “Chuyển động tròn” 33

2.2 Các thí nghiệm cần tiến hành trong nội dung “Chuyển động tròn” 34

2.3 Xây dựng các thí nghiệm trong hoạt động dạy học nội dung “Chuyển động tròn” 36

2.3.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát tốc độ dài, tốc độ góc trong chuyển động tròn đều 36 2.3.2 Thí nghiệm 2: Thí nghiệm xác định mối liên hệ giữa tốc độ, tốc độ góc và bán kính quỹ đạo trong chuyển động tròn đều 40

2.3.3 Thí nghiệm 3: Thí nghiệm khảo sát về đặc điểm của lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều 42

2.3.4 Thí nghiệm 4: Thí nghiệm khảo sát mối quan hệ độ lớn của lực hướng tâm vào khối lượng m của vật 45

2.3.5 Thí nghiệm 5: Thí nghiệm khảo sát mối quan hệ giữa độ lớn lực hướng tâm vào bình phương tốc độ góc ω2 của vật 49

2.4 Xây dựng kế hoạch bài dạy nội dung “Chuyển động tròn” – Vật lí 10 52

2.4.1 Kế hoạch bài dạy Bài 31: Động học của chuyển động tròn đều 52

2.4.2 Kế hoạch bài dạy Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm 60

Trang 6

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 71

3.1 Mục đích, đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 71

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 71

3.1.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 71

3.1.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 71

3.2 Quá trình thực nghiệm sư phạm 71

3.2.1 Quá trình thực nghiệm sư phạm 72

3.2.2 Thuận lợi và khó khăn khi tiến hành thực nghiệm sư phạm 73

3.2.3 Tiêu chí đánh giá thực nghiệm sư phạm 74

3.3 Kết quả thực nghiệm sư phạm và đánh giá 74

3.3.1 Kết quả thực nghiệm sư phạm 74

3.3.2 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 77

KẾT LUẬN 84

Kết luận 84

Khuyến nghị 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC 1

Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN 1

Trang 7

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT

Trang 8

DANH MỤC BẢNG BIỂU, DANH MỤC HÌNH Hình ảnh

Hình 1.1 Hình ảnh tên các hệ điều hành có hỗ trợ TVA 14

Hình 1.2 Thao tác cài đặt phần mềm 15

Hình 1.3 Thao tác cài đặt thư mục lưu 15

Hình 1.4 Thao tác chọn phần cài đặt 15

Hình 1.5 Thao tác hoàn tất cài đặt 1 16

Hình 1.6 Thao tác hoàn tất cài đặt 2 16

Hình 1.7 Giao diện của phần mềm Tracker Video Analysis 16

Hình 1.8 Thao tác chèn video đã có trong máy tính (cách 1) 17

Hình 1.9 Thao tác chèn video đã có trong máy tính (cách 2) 17

Hình 1.10 Giao diện hiển thị các file video/ảnh trên máy tính 17

Hình 1.11 Thao tác chèn file video/ảnh từ trang web trong phần mềm 18

Hình 1.12 Giao diện nhập đường liên kết 18

Hình 1.13 Giao diện thước và nhập kích thước thực tế trên thước đo 19

Hình 1.14 Mở công cụ tạo dấu hiệu chuyển động Point Mass 19

Hình 1.15 Tạo dấu hiệu theo đường chuyển động của vật 20

Hình 1.16 Đồ thị chuyển động của vật 20

Hình 1.17 Thay đổi các đại lượng hiển thị trên các trục của đồ thị 21

Hình 1.18 Giao diện thiết lập clip 21

Hình 1.19 Thống số về độ dịch chuyển θ của vật 22

Hình 1.20 Chọn loại đồ thị tương ứng với đồ thị được vẽ trên trục tọa độ 22

Hình 1.21 Hàm số được fit và các hệ số tương ứng với đồ thị 23

Hình 1.22 Thao tác thiết lập đơn vị của tốc độ góc 1 23

Hình 1.23 Thao tác thiết lập đơn vị của tốc độ góc 2 24

Hình 1.24 Thao tác mở tính năng thước đo 24

Hình 1.25 Thao tác mở thước xác định quỹ đạo chuyển động tròn 25

Hình 2.1 Giao diện phần mềm khi khởi chạy và con chạy cần phân tích chuyển động 37 Hình 2.2 Hình ảnh sau khi gắn trục, thanh hiệu chuẩn 38

Hình 2.3 Hình ảnh sau khi phân tích chuyển động 38

Hình 2.4 Giá trị góc θ (trên: tốc độ chậm, trái: tốc độ trung bình, phải: tốc độ nhanh) 39

Trang 9

Hình 2.5 Đồ thị θ-t và L-t tương ứng với tốc độ 39

Hình 2.6 Giao diện phần mềm và vật nặng m = 90g 43

Hình 2.7 Hình ảnh sau khi phân tích 44

Hình 2.8 Giao diện phần mềm và vật nặng m = 60g, m = 90g 46

Hình 2.9 Hình ảnh sau khi phân tích 47

Hình 2.10 Hình ảnh sau khi phân tích TN5 50

Hình 3.1 Một số hình ảnh TNSP 73

Sơ đồ Sơ đồ 1.1 Quy trình tổ chức dạy học thí nghiệm theo hướng phát triển NLHT của HS 27

Sơ đồ 1.2.Các nội dung cần chuẩn bị trong giai đoạn 1 27

Biểu đồ Biểu đồ 3.1 Biểu đồ cột so sánh mức độ CSHV của HS 1 qua 2 giai đoạn 78

Biểu đồ 3.2 Biểu đồ cột so sánh mức độ CSHV của HS 2 qua 2 giai đoạn 79

Bảng Bảng 1.1 Các chỉ số hành vi và biểu hiện của hành vi của các thành tố NLHT 8

Bảng 1.2 Tiêu chí đánh giá NLHT của HS 11

Bảng 2.1 Bảng YCCĐ và mục tiêu bài học nội dung “Chuyển động tròn” 34

Bảng 2.2 Bảng các thí nghiệm cần tiến hành trong nội dung “Chuyển động tròn” 36

Bảng 2.3 Bảng dụng cụ TN 1 37

Bảng 2.4 Bảng cách thức tổ chức TN1 40

Bảng 2.5 Bảng dụng cụ TN2 41

Bảng 2.6 Bảng số liệu TN2 41

Bảng 2.7 Bảng số liệu thu được TN2 41

Trang 10

Bảng 2.12.Bảng cách thức tổ chức TN2 45

Bảng 2.17 Dụng cụ TN5 49

Bảng 3.1 Bảng kết quả đánh giá mức độ CSHV của HS ở giai đoạn 1 75

Bảng 3.2 Bảng kết quả đánh giá mức độ CSHV của HS ở giai đoạn 2 77

Bảng 3.3 Bảng so sánh mức độ CSHV của HS 1 qua 2 giai đoạn 78

Trang 11

nghĩa với việc đổi mới mục tiêu, hệ thống giáo dục và đào tạo, giáo dục lấy người học làm trọng tâm, giáo dục đào tạo “nhân cách, nhân lực, nhân tài”

Trong nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản

Việt Nam (Khóa VIII) đã nêu “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp GD – ĐT, khắc phục lối truyền thụ động một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học”[2] Chất

lượng giáo dục phổ thông đào sâu vào việc phát huy các năng lực, phẩm chất của người học Giúp người học sau khi tốt nghiệp có thể hội nhập với xã hội, thế giới Song, cùng với quan điểm chủ đạo trong việc thiết kế Chương trình giáo dục phổ thông 2018 là định hướng phát triển năng lực, nội dung dạy học chuyển từ việc học sinh học được gì sang học sinh làm được gì Những năng lực, phẩm chất như giao tiếp hợp tác, giải quyết vấn

đề - sáng tạo hay yêu nước, trách nhiệm,… trở nên quan trọng hơn

Không chỉ trang bị cho người học những kiến thức cơ bản mà còn phải trang bị những kiến thức về kĩ năng mềm thiết yếu để khi làm việc có thể hòa nhập, thích ứng

với công việc và xã hội nhanh chóng “Muốn đi nhanh thì đi một mình, muốn đi xa thì phải đi cùng nhau”, một trong những năng lực mà học sinh hiện nay cần phải phát triển

Trang 12

nhiên, việc sử dụng các công cụ hỗ trợ đó như thế nào để đáp ứng yêu cầu cần đạt, năng lực phẩm chất mà Bộ giáo dục đưa ra chính là vấn đề cần quan tâm

Với những lí do trên và mong muốn sử dụng công cụ hỗ trợ đó vừa đáp ứng yêu cầu cần đạt, năng lực phẩm chất mà Bộ giáo dục đưa ra vừa phát triển được năng lực

hợp tác của học sinh, tôi quyết định chọn đề tài: “Khai thác và sử dụng phần mềm

Tracker Video Analysis trong dạy học nội dung “Chuyển động tròn” - Vật lí 10 hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất được quy trình sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis trong dạy học thí nghiệm Vật lí hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh, sử dụng quy trình này

để thiết kế các tiến trình dạy học nội dung “Chuyển động tròn” - Vật lí 10 và tổ chức

dạy học nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học phát triển năng lực hợp tác của học sinh Nghiên cứu về nội dung, kiến thức, vai trò, chức năng và các thí nghiệm trong dạy học Vật lí phổ thông

Đề xuất được quy trình sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis trong dạy học thí nghiệm Vật lí hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh

Nghiên cứu việc sử dụng phần mềm phân tích video Tracker Video Analysis trong dạy học thí nghiệm Vật lí phổ thông

Xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis trong dạy học thí nghiệm nội dung “Chuyển động tròn” - chương trình Vật lí 10 hiện hành Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính hiệu quả của việc sử dụng phần mềm phân tích video Tracker Video Analysis trong dạy học thí nghiệm nội dụng “Chuyển động tròn” - chương trình Vật lí 10 hiện hành

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy và học thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thông sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Về kiến thức: Nội dung kiến thức một số bài trong nội dung “Chuyển động tròn” chương trình Vật lí 10 phổ thông hiện hành

Trang 13

Về địa bàn: Thành phố Đà Nẵng

Thời gian: Quá trình nghiên cứu được thực hiện từ tháng 9 năm 2023 đến tháng 4 năm 2024

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

Nghiên cứu và nắm vững mục tiêu chương trình giáo dục, mục tiêu giáo dục của

môn Vật lí trong chương trình giáo dục phổ thông 2018

Nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học phổ thông, lí luận dạy học hiện đại, các

văn kiện đại hội Đảng về đổi mới giáo dục và các bài báo, tạp chí liên quan

Nghiên cứu chương trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên và các tài liệu tham khảo có liên quan để xác định kĩ năng, kiến thức, thái độ của học sinh cần nắm

vững Từ đó định hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh

5.2 Phương pháp nghiên cứu thực tế

Phương pháp điều tra: Sử dụng phiếu hỏi để khảo sát thực trạng dạy học nội dung

“Chuyển động tròn” – Vật lí 10 hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh

Phương pháp quan sát sư phạm: Tiến hành quan sát hoạt động dạy và học của GV

và HS lớp 10 để bổ sung cho kết quả nghiên cứu thực nghiệm

Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành TNSP ở lớp 10 tại trường THPT địa phương để kiểm nghiệm tính hiệu quả của việc sử dụng phần mềm phân tích video Tracker

5.3 Phương pháp thống kê toán học

Tiến hành xử lí, phân tích số liệu và rút ra kết luận về tính khả thi của đề tài nghiên

cứu

6 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Hướng nghiên cứu của đề tài sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis để hỗ trợ cho việc dạy học thí nghiệm Vật lí đã được một số tác giả thực hiện Có thể kể đến một

số công trình như sau:

Đề tài “Sử dụng phần mềm Tracker trong dạy học “Dao động cơ” Vật lí 12” của

tác giả Lê Thị Thu Sản (Trường đại học Sư phạm Hà Nội 2)

Đề tài “Sử dụng phần mềm Tracker trong dạy học kiến thức “Chuyển động tròn” Vật lí 10” của tác giả Vũ Thị Tâm (Trường đại học Sư phạm Hà Nội 2)

Trang 14

Đề tài “Sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis nhằm hỗ trợ dạy học một số kiến thức chương Động học chất điểm” của tác giả Tị Hơ Lìa (Trường đại học Tây Bắc)

Các đề tài nghiên cứu về sử dụng phần mềm Tracker trong dạy học thí nghiệm Vật

lí nêu trên đạt được những kết quả tích cực như xây dựng video thí nghiệm, soạn thảo tiến trình dạy học,… Hiện nay các công trình nghiên cứu về đề tài trên đã đạt được nhiều tín hiệu tích cực trong dạy học thí nghiệm nhưng chưa đề cập rõ về áp dụng trong dạy học thí nghiệm Vật lí như thế nào để phát triển năng lực hợp tác của học sinh Do đó,

tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu “Khai thác và sử dụng phần mềm Tracker Video

Analysis trong dạy học nội dung “Chuyển động tròn” - Vật lí 10 hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh”

Trang 15

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM TRACKER VIDEO ANALYSIS TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỢP TÁC CỦA HỌC SINH

1.1 Năng lực hợp tác của học sinh

1.1.1 Khái niệm năng lực

“Năng lực” trong từ điển tiếng Việt của GS Hoàng Phê chủ biên được hiểu là “một khả năng, điều kiện tự nhiên có sẵn để thực hiện một hoạt động nào đó; và là một phẩm chất tâm sinh lý tạo cho con người có khả năng hoàn thành một hoạt động nào đó có chất lượng cao” [4]

Theo PGS TS Nguyễn Công Khanh, “Năng lực của người đọc là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ… phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho chính các em trong cuộc sống Năng lực của học sinh là một cấu trúc động, có tính mở, đa thành tố, đa tầng bậc, hàm chứa trong nó không chỉ

là kiến thức, kĩ năng…, mà cả niềm tin, giá trị, trách nhiệm xã hội… thể hiện ở tính sẵn sàng hành động của các em trong môi trường học tập phổ thông và những điều kiện thực tế đang thay đổi của xã hội” [9]

Trong “Lý luận dạy học hiện đại: Cơ sở đổi mới mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học” của Nguyễn Văn Cương có cho rằng:“Năng lực là những khả năng và

kỹ xảo học được hoặc có sẵn của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt” [12]

Trong công cuộc đổi mới chương trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018 ở Việt Nam, việc giáo dục phổ thông đang hướng đến hình thành và phát triển cho học sinh những phẩm chất và năng lực Thì năng lực trong chương trình GDPT tổng thể của Bộ

Giáo dục và Đào tạo được hiểu là “Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,… thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể” [1]

Sự hình thành và phát triển năng lực của con người có thể chịu các sự tác động từ nhiều yếu tố (yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội)

Trang 16

Năng lực không chỉ nằm ở yếu tố cá nhân và còn liên quan đến kĩ năng, kiến thức, tâm

lí cá nhân và khả năng thực hiện, giải quyết vấn đề, nhiệm vụ trong cuộc sống Do đó, năng lực là khả năng của bản thân người đó làm chủ và vận dụng tri thức, các kĩ năng, thái độ trong quá trình học tập và làm việc nhờ đó có thể giải quyết các vấn đề xảy ra trong cuộc sống; khi một người có năng lực, dù bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt được kết quả cao

1.1.2 Khái niệm năng lực hợp tác

Trong từ điển tiếng Việt của GS Hoàng Phê, “hợp tác” được định nghĩa là “cùng chung sức giúp đỡ lần nhau trong một công việc, một lĩnh vực nào đó, nhằm một mục đích chung” [4]

Nói về khái niệm này, có tác giả Lê Thị Thu Hiền đưa ra “năng lực hợp tác là năng lực cá nhân được dùng để hoàn thành nhiệm vụ được giao trong điều kiện được trao đổi cùng với các thành viên khác trong nhóm” [5]

Tuy nhiên, tác giả Mai Văn Hưng mở rộng định nghĩa hợp tác với các yếu tố gồm:

sự đồng cảm, sự định hướng, sự phục vụ, khả năng biết cách tổ chức, khả năng phát triển người khác, khả năng tạo ảnh hưởng, kĩ năng giao tiếp, kĩ năng kiểm soát xung đột, kĩ năng lãnh đạo có tầm nhìn, khôn ngoan, những xúc tác để thay đổi, khả năng xây dựng các mối quan hệ, tinh thần đồng đội và sự hợp tác với người khác trong các hoạt động nhận thức [8]

Tóm lại, năng lực hợp tác không chỉ là năng lực cá nhân mà còn bao gồm cả tương tác xã hội thông qua hỗ trợ, chia sẻ trách nhiệm và tạo ra môi trường tin cậy để đạt được mục tiêu chung

1.1.3 Cấu trúc năng lực hợp tác

Nhóm tác giả Lê Minh Phương, Lê Văn Giáo, Lê Thanh Huy đã đưa ra cấu trúc

NLHT gồm các yếu tố: tổ chức cho nhóm hoạt động hợp tác và làm việc cá nhân trong vai trò là thành viên của nhóm, làm việc nhóm, lắng nghe và chia se, giải quyết được mâu thuẫn trong nhóm và các thành viên hợp tác tích cực với nhau, tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau [7]

Tuy nhiên, nhóm tác giả khác, gồm Phan Đồng Châu Thủy, Phạm Thị Bảo Châu

đã đề xuất gồm những năng lực thành phần: thảo luận, thực hiện nhiệm vụ, hỗ trợ bạn cùng nhóm [14]

Trang 17

Ngoài ra, nhóm tác giả Nguyễn Bảo Hoàng Thanh và Trần Quỳnh cũng đề xuất

cấu trúc NLHT tương tự gồm: tổ chức nhóm và lập kết hoạch học tập, tham gia hoạt động hợp tác, đánh giá hoạt động hợp tác [10]

Trên thực tế, để tổ chức hoạt động học tập thành công cần có sự hợp tác của HS với nhau HS cần được hướng dẫn về cách làm việc cùng nhau, trao đổi, giúp đỡ, kiểm soát các bất động xảy ra và lắng nghe ý kiến từ các thành viên trong nhóm Đồng thời, nhóm HS cần xác định rõ mục tiêu của việc hợp tác, nắm vững khả năng và trách nhiệm của mình để cùng với các thành viên khác trong nhóm lập được kế hoạch thực hiện Trên kết quả nghiên cứu về cấu trúc năng lực hợp tác của HS, nhóm tác giả Nguyễn Bảo Hoàng Thanh và Trần Quỳnh đã xây dựng dựa trên khái niệm năng lực hợp tác và tiến trình hợp tác trong quá trình học tập gồm các thành tố như bảng sau [10]

Thành tố Chỉ số hành vi Biểu hiện của hành vi

1.1.1 Xác định rõ ràng vai trò của mỗi thành viên và mối quan hệ giữa các thành viên

1.1.2 Các thành viên hoán đổi được vai trò cho nhau

1.2 Lập kế hoạch hợp tác

1.2.1 Dự kiến các công việc cụ thể cho từng thành viên

1.2.2 Xác định trình tự thời gian và cách thức thực hiện công việc

2.1.1 Tự giác hoàn thành nhiệm vụ được giao theo kế hoạch đề ra

2.1.2 Biết rõ mục đích công việc cần làm ở mỗi vị trí khác nhau để hỗ trợ các thành viên khác hoàn thành nhiệm vụ

2.2 Diễn đạt ý kiến cá nhân – kết quả thực hiện nhiệm vụ

2.2.1 Trình bày ý kiến cá nhân cũng như kết quả thực hiện nhiệm vụ một cách có hệ thống

2.2.2 Đưa ra các lỹ lẽ để chứng minh được quan điểm một cách thuyết phục

2.3 Lắng nghe

và phản hồi

2.3.1 Tập trung chú ý lắng nghe một cách chăm chú

và chọn lọc được những thông tin chính

2.3.2 Đưa ra thông tin phản hồi nhanh chóng, chính xác và đi thẳng vào những nội dung quan trọng

Trang 18

2.4 Giải quyết tổng hợp kết quả hợp tác

2.4.1 Đề xuất và lựa chọn giải pháp phù hợp

2.4.2 Thống nhất quá trình theo dõi, giám sát việc thực hiện phương án đã được thống nhất lựa chọn trước đó

2.5 Ghi chép tổng hợp kết quả hợp tác

2.5.1 Ghi chép, tổng hợp đầy đủ chính xác các ý kiến của những thành viên trong nhóm bằng hình thức phù hợp

2.5.2 Phân chia và sắp xếp nội dung báo cáo theo trình tự hợp lý, rõ ràng, có hệ thống

3.1.1 Đánh giá chính xác mức độ thực hiện nhiệm vụ của bản thân khi tham gia hoạt động nhóm dựa vào các tiêu chí đã đề ra

3.1.2 Đánh giá một cách khách quan, công bằng mức

độ thực hiện nhiệm vụ của các thành viên khác khi tham gia hoạt động nhóm dựa vào các tiêu chí đã đề

ra

3.2 Đánh giá kết quả hoạt động nhóm

3.2.1 Nêu đươc ý kiến nhận xét sản phẩm của cả nhóm

3.2.2 Đưa ra được phương án cải tiến (sửa đổi) sản phẩm của cả nhóm

Bảng 1.1 Các chỉ số hành vi và biểu hiện của hành vi của các thành tố NLHT

1.1.4 Tiêu chí đánh giá năng lực hợp tác của học sinh

Việc phát triển năng lực hợp tác của học sinh còn chịu các yếu tố khách quan (như môi trường giáo dục, chương trình hoạt động học, gia đình, bạn bè) và các yếu tố chủ quan (như đặc điểm sinh học, ý thức cá nhân, tính cách, hứng thú, tính tích cực, khả năng nhận thức,…) GV muốn đánh giá NLHT của HS cần phải thu thập các thông tin, sau đó phân tích thông tin rồi đánh giá mức độ chất lượng của việc hợp tác đó

Tiêu chí đánh giá NLHT của HS được xây dựng trên các chỉ số hành vi của NLHT

và căn cứ vào Bảng 1.1 nêu trên, dựa vào mức độ tự lực, mức độ phức tạp và mức độ chất lượng của HS, hệ thống các tiêu chí đánh giá NLHT với các mức độ được thể hiện qua bảng sau [10]

Trang 19

Mức 1 HT1 M1 Không xác định được vai trò của mỗi thành viên

trong nhóm, cần GV hướng dẫn hoàn toàn

Mức 2 HT1 M2 Xác định được vai trò của mỗi thành viên trong

nhóm với sự hỗ trợ của GV

Mức 3 HT1 M3

Phối hợp cùng nhau thành lập nhóm hiệu quả, xác định vai trò của các thành viên một cách rõ ràng

Mức 4 HT1 M4

Chủ động phối hợp để thành lập nhóm hiệu quả, xác định vai trò của các thành viên một cách rõ ràng và biết rõ nhiệm vụ của mình

Mức 3 HT2 M3 Dự kiến các công việc phải làm cho từng thành

viên theo trình tự thời gian

Mức 4 HT2 M4

Dự kiến công việc phải làm cho từng thành viên theo trình tự thời gian hợp lí và chỉ rõ cách thức thực hiện công việc

Mức 1 HT4 M1 Chưa trình bày được ý kiến cá nhân

Mức 2 HT4 M2 Trình bày được một số ý kiến cá nhân riêng lẻ

trong hoạt động nhóm

Mức 3 HT4 M3 Trình bày ý kiến cá nhân một cách mạch lạc, có

hệ thống

Trang 20

Mức 4 HT4 M4

Trình bày ý kiến cá nhân một các có hệ thống, chứng minh được quan điểm của mình một cách thuyết phục

5 Lắng nghe

và phản hồi

Mức 1 HT5 M1 Không tập trung, chú ý người khác phát biểu

Mức 2 HT5 M2 Có lắng nghe ý kiến của các thành viên khác

6 Giải quyết

mâu thuẫn

Mức 1 HT6 M1 Chưa đề xuất được phương án giải quyết khi có

mâu thuẫn trong nhóm

Mức 2 HT6 M2 Đề xuất được phương án giải quyết mâu thuẫn

nhưng chưa có sự đồng thuận trong tranh luận

Mức 3 HT6 M3

Đề xuất được phương án giải quyết mâu thuẫn

và có sự đồng thuận trong tranh luận nhưng còn khó khăn trong điều chỉnh công việc để đảm bảo

sự đồng thuận

Mức 4 HT6 M4

Đề xuất được phương án giải quyết mâu thuẫn một cách hiệu quả và nhận được sự đồng thuận trong tranh luận, nhanh chóng điều chỉnh công việc của cá nhân nhằm đảm bảo sự đồng thuận trong nhóm

7 Ghi chép,

tổng hợp kết

quả HT

Mức 1 HT7 M1 Chưa ghi chép, tổng hợp được các ý kiến của các

thành viên trong nhóm để viết báo cáo

Mức 2 HT7 M2 Ghi chép, tổng hợp được một vài ý kiến của các

thành viên trong nhóm để viết báo cảo

Mức 3 HT7 M3

Ghi chép, tổng hợp các ý kiến của những thành viên trong nhóm để viết bản báo cáo đầy đủ nội dung

Trang 21

Mức 4 HT7 M4

Ghi chép, tổng hợp các ý kiến của những thanh viên trong nhóm để viết bản báo cáo đầy đủ nội dung, cấu trúc logic, có hệ thống

8 Tự đánh

giá và đánh

giá lẫn nhau

Mức 1 HT8 M1 Chưa đánh giá đúng kết quả các hoạt động của

bản thân và các thành viên khác trong nhóm

Mức 2 HT8 M2

Đánh giá được mức độ thực hiện nhiệm vụ của bản thân với bảng tiêu chí khi tham gia hoạt động nhóm nhưng chưa đánh giá được mức độ thực hiện nhiệm vụ của các thành viên khác trong nhóm

Mức 3 HT8 M3

Đánh giá được mức độ thực hiện nhiệm vụ của bản thân và các thành viên khác trong nhóm với bảng tiêu chí khi tham gia hoạt động nhóm

Mức 4 HT8 M4

Đánh giá chính xác, khách quan, công bằng mức

độ thực hiện nhiệm vụ của bản thân và các thành viên trong nhóm thông qua bảng tiêu chí khi tham gia hoạt động nhóm

Mức 4 HT9 M4

Đánh giá chính xác chất lượng sản phẩm của cả nhóm, đưa ra được phương án cải tiến (sửa đổi) sản phẩm một cách hiệu quả

Bảng 1.2 Tiêu chí đánh giá NLHT của HS

1.2 Sử dụng thí nghiệm vật lí trong dạy học nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh

Trang 22

1.2.1 Phân loại thí nghiệm vật lí ở trường phổ thông

Trong dạy học thí nghiệm vật lí ở trường phổ thông, thí nghiệm được chia thành hai loại: Thí nghiệm biểu diễn (do giáo viên tiến hành, có thể có sự hỗ trợ từ học sinh)

và thí nghiệm thực tập (do học sinh tiến hành dưới sự hướng dẫn của giáo viên) [11]

• Thí nghiệm biểu diễn

Thí nghiệm biểu diễn được giáo viên thực hiện tại lớp để nghiên cứu kiến thức mới hoặc củng cố nội dung kiến thức Căn cứ vào mục đích lí luận dạy học, thí nghiệm biểu diễn được chia thành các loại sau:

Thí nghiệm mở đầu: giới thiệu về hiện tượng sắp nghiên cứu, tạo tình huống có vấn đề hoặc tạo hứng thú học tập với học sinh

Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng (thí nghiệm nghiên cứu khảo sát và thí nghiệm nghiên cứu minh họa): xây dựng hoặc kiểm chứng lại kiến thức mới được sử dụng trong giai đoạn nghiên cứu kiến thức mới

Thí nghiệm củng cố: nêu lên những biểu hiện của kiến thức đã học để vận dụng chúng vào dự đoán hoặc giải thích hiện tượng hoặc cơ chế hoạt động của thiết bị, dụng

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, việc thực hiện các thí nghiệm thực tập

sẽ là yếu tố quan trọng góp phần vào việc phát triển năng lực hợp tác của HS

1.2.2 Vai trò của thí nghiệm vật lí trong dạy học nhằm phát triển năng lực hợp tác

Trong các môn học khoa học nói chung và môn vật lí nói riêng, kiến thức được xây dựng dựa trên quan sát và các hiện tượng, thông qua việc đưa ra giả thuyết và kiểm chứng chúng thông qua các thí nghiệm Trong đó, thí nghiệm giúp chúng ta có thêm căn

Trang 23

cứ để minh chứng cho những nền tảng kiến thức đó Thí nghiệm đóng nhiều vai trò quan trọng trong kiến thức khoa học Một trong số đó là kiểm chứng các thuyết và đưa ra nền tảng kiến thức khoa học

Trong dạy học, thí nghiệm vật lí đóng những vai trò then chốt giúp học sinh tự tay trải nghiệm nghiên cứu các nguyên lí, định luật và các công thức vật lí

Như vậy, thực hiện các thí nghiệm không chỉ giúp học sinh tiếp cận các kiến thức trong sách giáo khoa mà còn hình thành và phát triển các kĩ năng như tư duy phản biện, hợp tác và năng lực thực nghiệm

Dựa trên quan điểm của lí luận nhận thức và lí luận dạy học, vai trò của thí nghiệm vật lí trong dạy học nhằm phát triển NLHT như sau:

Thí nghiệm là phương tiện tổ chức hoạt động học theo nhóm để thu nhận tri thức

Để có thể đáp ứng một trong những YCCĐ của Chương trình Giáo dục phổ thông

2018 môn Vật lí về thí nghiệm thực hành là “Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án” thì quá trình tổ chức hoạt động học cần phải

có hoạt động nhóm Khi đó, nhóm HS sẽ phân chia các nhiệm vụ cho nhau và hoàn thành nhiệm vụ thí nghiệm theo nhóm Trong quá trình hình thành kiến thức về một định luật, hiện tượng,… thông qua thí nghiệm nhóm, HS sẽ làm việc cùng nhau cùng chia sẻ

về sự hiểu biết của bản thân về đối tượng cần nghiên cứu Song, tạo ra phương tiện tổ chức hoạt động để thu nhận tri thức Rõ ràng muốn nhiệm vụ hoàn thành có hiệu quả, nhanh chóng thì đòi hỏi sự hợp tác giữa các thành viên với nhau từ đó hình thành NLHT

Thí nghiệm là phương tiện cung cấp tri thức và vận dụng chúng vào thực tiễn

Trong các buổi thí nghiệm theo nhóm, kết quả thí nghiệm sẽ được phân tích và xử

lí ngay sau đó Đối với mỗi HS, tri thức mới sẽ được tiếp nhận và đồng thời nhận thấy mối liên hệ giữa kiến thức mới với thực tiễn Khi đó, HS sẽ vận dụng chúng vào thực

Trang 24

tiễn thông qua đưa việc chế tạo hoặc đề xuất phương án giải quyết vấn đề nào đó trong thực tiễn,…

Thí nghiệm là phương tiện giúp HS phát triển năng lực hợp tác

Trong quá trình tiến hành thí nghiệm nhóm, HS phải thực hiện các hoạt động đòi hỏi sự hợp phối hợp giữa các thành viên trong nhóm Khi đó, năng lực hợp tác được phát triển: lựa chọn được hình thức làm việc nhóm phù hợp với nhiệm vụ, đánh giá được hoạt động hợp tác,…

1.3 Khai thác và sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis trong dạy học thí nghiệm vật lí

1.3.1 Giới thiệu phần mềm Tracker Video Analysis

Hiện nay, phần mềm Tracker Video Analysis là một công cụ mới đối với giáo viên tronh lĩnh vực giáo dục Với khả năng phân tích hình ảnh và video, Tracker Video Analysis trở thành một trợ thủ đắc lực trong việc dạy học các kiến thức về hình thành hoặc kiểm chứng công thức

Với ưu điểm miễn phí sử dụng, Tracker Video Analysis trong tương lai sẽ trở nên phổ biến và được áp dụng rộng rãi trong giáo dục Các chức năng nổi bật như vẽ đồ thị

và đưa ra phương trình tương ứng, xác định được độ dài thực tương ứng, vẽ được quỹ đạo chuyển động tròn,… giúp HS tiếp cận kiến thức một cách thực tế và hiệu quả hơn

1.3.2 Cài đặt phần mềm Tracker Video Analysis

Phần mềm Tracker Video Analysis đang được phát hành với phiên bản dành cho máy tính trên các hệ điều hành phổ biến như: Windows, MacOS và Linux

Hướng dẫn tải và cài đặt phần mềm Tracker Video Analysis

Bước 1: Truy cập vào đường dẫn sau: https://physlets.org/tracker/

Bước 2: Click vào tên hệ điều hành tương ứng với máy tính muốn cài đặt

Hình 1.1 Hình ảnh tên các hệ điều hành có hỗ trợ TVA

Bước 3: Sau khi tải xong, click đúp vào biểu tượng của phần mềm để chạy cài đặt

Bước 4: Khởi chạy chương trình cài đặt Màn hình sẽ xuất hiện như sau:

Trang 25

Hình 1.2 Thao tác cài đặt phần mềm

Click NTiếp theo >, sau đó click Tôi chấp nhận thỏa thuận này → Tiếp theo >

Hình 1.3 Thao tác cài đặt thư mục lưu

Lựa chọn ổ đĩa/thư mục muốn lưu phần mềm, sau đó click NTiếp theo >

Hình 1.4 Thao tác chọn phần cài đặt

Nếu muốn cài đặt phần các phần video và các thí nghiệm thì click tick vào Videos and Experiments sau đó click NTiếp theo >

Trang 26

Chọn NTiếp theo > nếu đồng ý với chỗ lưu trữ các tệp video và thí nghiệm Nếu không muốn cài các phần video và các thí nghiệm thì chỉ click NTiếp theo >

Hình 1.5 Thao tác hoàn tất cài đặt 1

Click NTiếp theo > để tiến hành cài đặt

Hình 1.6 Thao tác hoàn tất cài đặt 2

Sau khi cài đặt hoàn thành, nếu muốn thực hiện các hành động như đọc tập tin Readme (về các nội dung liên quan đến Tracker), xem lại quá trình cài đặt hay khởi

chạy phần mềm Tracker ngay thì tick vào ô Sau đó click Hoàn thành để kết thúc cài

đặt

Hình 1.7 Giao diện của phần mềm Tracker Video Analysis

Trang 27

1.3.3 Những tính năng nổi bật của phần mềm Tracker Video Analysis

Ngoài có giao diện thân thiện với người dùng, dễ cài đặt và sử dụng, Tracker Video Analysis còn có những tính năng đặc biệt để trở thành trợ thủ đắc lực cho GV muốn dạy học TN nhưng bị giới hạn bởi việc phân tích các chuyển động Các tính năng gồm: định

cỡ và hiệu chỉnh, theo dõi chuyển động, tạo đồ thị và biểu đồ, phân tích dữ liệu,

Trước khi đi vào cụ thể các tính năng nổi bật của phần mềm, sau đây là các thao tác chuẩn bị trước khi phân tích chuyển động

Thao tác chèn video/ảnh cần phân tích chuyển động vào phần mềm Tracker Video Analysis

Chèn video/ảnh cần phân tích chuyển động Click biểu tượng hoặc bấm vào

File> chọn Open chọn File Chooser để chèn video cần phân tích (với định dạng mov,

aiv, mp4,…), các file Tracker (.trk) hoặc file Zipped Tracker (.zip), các loại file hình ảnh (.jpg, gif, png)

Hình 1.8 Thao tác chèn video đã có trong máy tính (cách 1) Ngoài ra còn có thể chèn video/ảnh bằng cách bấm vào File> chọn Import> chọn Video…

Hình 1.9 Thao tác chèn video đã có trong máy tính (cách 2) Hoặc sử dụng tổ hợp phím Ctrl + I hoặc Ctrl+ O để chèn video/ảnh

Hình 1.10 Giao diện hiển thị các file video/ảnh trên máy tính

1

Trang 28

Với file video/ảnh từ trang web trong phần mềm

Click biểu tượng chọn Open Library Browser hoặc thực hiện thao tác File> chọn Open> chọn Library Browser

Hình 1.11 Thao tác chèn file video/ảnh từ trang web trong phần mềm

Nhập đường liên kết video/ảnh vào khung URL để chèn từ trang web

Hình 1.12 Giao diện nhập đường liên kết Xác định trục tọa độ

Ngoài ra, xác định trục tọa độ cũng là một thao cần có để xác định tọa độ của vật khi chuyển động Click vào biểu tượng để điều chỉnh trục tọa độ Oxy phù hợp với chuyển động Điều chỉnh độ nghiêng phù hợp nếu video được ghi bị nghiêng

Tính năng định cỡ và hiệu chỉnh: Đây là tính năng giúp việc theo dõi chuyển động

của vật đúng với các thông số thực tế Kết quả sau khi phân tích sẽ phụ thuộc vào tính

1

2

3

Trang 29

năng này Trong đề tài này, tính năng Calibration Stick sẽ được sử dụng để hiệu chỉnh

khoảng cách thực tế

Để cài đặt thanh hiệu chuẩn (thước đo cho khoảng cách) Click vào biểu tượng

sau đó chọn New> chọn Calibration Stick Điều chỉnh thanh sao cho trùng với

khoảng cách cần đo và thiết lập giá trị khoảng cách đó như thực tế bằng cách bấm vào

số chỉ trên thước đo

Hình 1.13 Giao diện thước và nhập kích thước thực tế trên thước đo

Tính năng theo dõi chuyển động: Với tính năng này, cho phép người dùng theo

dõi chuyển động của các đối tượng trong video bằng cách xác định vị trí của chúng theo thời gian Đây cũng là bước tiền đề để dùng tính năng tạo đồ thị và biểu đồ Sau khi có video chuyển động của vật, người dùng chèn video đã có trong máy tính và tiến hành theo dõi chuyển động theo các bước cơ bản sau:

Đầu tiên, xác định cụ thể đối tượng cần theo dõi chuyển động

Tiếp theo tạo dấu hiệu chuyển động, click biểu tượng , sau đó chọn New> chọn Point Mass đối với các vật chuyển động

Hình 1.14 Mở công cụ tạo dấu hiệu chuyển động Point Mass

Tạo dấu hiệu theo đường chuyển động của vật bằng cách click chuột vào để video trở lại vị trí ban đầu Ấn giữ phím Shift hoặc thiết lập đánh mặc định bằng cách click vào sau đó chọn Mark by Default và sau đó click chuột vào các vị trí

liên tiếp của vật trong video

1

2

3

Trang 30

Hình 1.15 Tạo dấu hiệu theo đường chuyển động của vật Tính năng tạo đồ thị và biểu đồ: So với thời điểm hiện tại, Tracker Video Analysis

đang chiếm lợi thế trong việc phân tích chuyển động bởi tính năng đặc biệt này Với tính năng này, sau khi theo dõi chuyển động của vật, phần mềm sẽ cho ra tối đa 3 đồ thị tương ứng với dữ liệu thu được ở bên phải của màn hình chính

Hình 1.16 Đồ thị chuyển động của vật

Có thể thay đổi các đại lượng theo nhu cầu bằng cách click chuột vào điểm “L(m)”

và “t(s)” trên đồ thị

Trang 31

Hình 1.17 Thay đổi các đại lượng hiển thị trên các trục của đồ thị

Phân tích dữ liệu: Với tính năng này, cho phép người dùng xem và phân tích các

dữ liệu về vị trí, tốc độ, gia tốc và các thông số khác của vật đang theo dõi chuyển động

Tính năng xem và biên tập dữ liệu: người dùng có thể xem và chỉnh sửa dữ liệu về

vị trí, thời gian và các thông số khác của vật thể trong video Để chỉ khảo sát trong một

số khung hình của video, click vào biểu tượng để thiết lập clip Với phần “Start frame” điền khung hình bắt đầu, “End frame” điền khung hình kết thúc đã lọc ở bước 2 Với phần “Step size” là bước nhảy của mỗi khung hình khi thao tác trên phần mềm, thông thường điền 1 nếu khoảng cách giữa khung bắt đầu và khung kết thúc khá lớn thì

có thể điền 2, 3,… tùy theo độ chính xác kết quả của bài thí nghiệm

Hình 1.18 Giao diện thiết lập clip

Tính năng tính toán thông số: Sau khi theo dõi chuyển động, phần mềm sẽ tính toán các thông số như vận tốc, gia tốc, vị trị thực tế dựa trên số liệu hiệu chỉnh trước

đó

Trang 32

Hình 1.19 Thông số về độ dịch chuyển θ của vật

Ngoài ra, còn có tính năng cho ra đồ thị hàm số tương ứng với dạng đồ thị Thao

tác như sau: click chuột phải vào đồ thị chọn Analyze hoặc click đúp vào đồ thị khi đó

bảng Data Tool xuất hiện, chọn Analyze> chọn Curve Fitter> sau đó lựa chọn loại đồ thị phù hợp với thí nghiệm

Hình 1.20 Chọn loại đồ thị tương ứng với đồ thị được vẽ trên trục tọa độ

Bảng số liệu các hệ số của hàm số sẽ được fit ngay sau đó

1

2

Trang 33

Hình 1.21 Hàm số được fit và các hệ số tương ứng với đồ thị

Ngoài ra còn có các tính năng khác được khai thác để phục vụ cho đề tài nghiên cứu:

Tính năng chuyển đổi đơn vị đo của ω (từ độ/s thành rad/s)

Click chuột vào Edit → Preferences…

Hình 1.22 Thao tác thiết lập đơn vị của tốc độ góc 1

1

2

3

Trang 34

Sau đó chọn tab Display → Angle Units → Radians → OK

Hình 1.23 Thao tác thiết lập đơn vị của tốc độ góc 2 Tính năng thước đo khoảng cách

Tính năng này giúp người dùng không cần đo trực tiếp ở thực tế mà có thể thao tác

đo trên phần mềm (Lưu ý: trước đó phải cài đặt thanh hiệu chuẩn) Trên thanh công cụ,

click chọn biểu tượng , sau đó chọn New → Tape Measure (Chức năng cho ra kết

quả đúng khi đã cài đặt thanh hiệu chuẩn)

Hình 1.24 Thao tác mở tính năng thước đo

Kéo chuột đưa vị trí đầu/cuối vào khoảng cần xác khoảng cách

Tính năng xác định quỹ đạo chuyển động tròn

Tính năng này giúp người dùng xác định được vị trí, bán kính r của quỹ đạo chuyển động tròn của vật

Trên thanh công cụ, click chọn biểu tượng , sau đó chọn New → Circle Fitter

Trang 35

Hình 1.25 Thao tác mở thước xác định quỹ đạo chuyển động tròn

Nhấn giữ shift và click chọn các vị trí vật đi qua để xác định quỹ đạo chuyển động

tròn Sau mỗi lần thao tác, click ở góc màn hình bên phải để chuyển sang khung hình khác, cần thực hiện ít nhất ba lần để xác định quỹ đạo tròn của vật

1.4 Quy trình xây dựng và sử dụng thí nghiệm có sự hỗ trợ của phần mềm Tracker Video Analysis theo hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

1.4.1 Yêu cầu của việc cải tiến, chế tạo thiết bị thí nghiệm

Các thí nghiệm trong đề tài này được xây dựng thông qua việc cải tiến thiết bị thí nghiệm có sẵn trước đó Song thiết bị được cải tiến đảm bảo các yêu cầu sau:

Dễ sử dụng và tiện lợi: Thiết bị dễ mang đến lớp học, dễ sử dụng đối với GV và

1.4.2 Các yêu cầu trong việc sử dụng các thí nghiệm vật lí trong dạy học

Với mỗi loại thí nghiệm, tùy theo đặc thù của nó mà có những yêu cầu riêng của

nó [11]

* Yêu cầu chung

Xác định rõ logic của tiến trình dạy học, trước mỗi thí nghiệm, phải đảm bảo HS

ý thức được sự cần thiết của thí nghiệm và hiểu rõ mục đích của TN

Xác định rõ các dụng cụ cần sử dụng, sơ đồ bố trí, tiến trình thí nghiệm

Đảm bảo HS ý thức được rõ ràng và tham gia tích cực vào các giai đoạn TN bằng

Trang 36

Việc sử dụng các dụng cụ và tiến hành TN phải tuân theo các quy tắc an toàn

* Yêu cầu đối với thí nghiệm biểu diễn

Việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn phải tránh tình trạng lạm dụng thí nghiệm, chỉ

sử dụng như một sự trình diễn đơn thuần và tuân thủ các yêu cầu cảu việc đặt kế hoạch, chuẩn bị thí nghiệm, bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm Cần định hướng HS vào những trọng điểm cần quan sát trong quá trình tiến hành thí nghiệm

Trước khi tiến hành thí nghiệm định lượng, phải lập bảng ghi các giá trị đo hợp lí Trong suốt quá trình TN, vị trí GV đứng không được che khuất tầm quan sát của mọi HS

Thí nghiêm phải được lặp lại vài lần, đảm bảo các điều kiện mà TN thỏa mãn, phải cho kết quả rõ ràng, đơn trị, ngắn gọn

* Yêu cầu đối với thí nghiệm thực hành

Giáo viên phân nhóm TN và bố trí các bàn TN;

Kiểm tra sự chuẩn bị của HS thông qua các câu hỏi;

GV kịp thời hỗ trợ, giúp đỡ các nhóm/HS gặp khó khăn trong quá trình thí nghiệm

1.4.3 Quy trình xây dựng thí nghiệm có sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis theo hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh

Quy trình xây dựng TN theo hướng phát triển NLHT của HS được nhóm tác giả

Lê Thị Minh Phương, Nguyễn Bảo Hoàng Thanh đưa ra thông qua hoạt động nhóm gồm

Còn đối với tác giả Đinh Thị Nguyệt Thanh thì đưa ra quy trình tổ chức hoạt động nhóm gồm 5 bước [3]:

Bước 1: Thành lập nhóm học tập

Bước 2: Giao – nhận nhiệm vụ học tập

Bước 3: Tổ chức làm việc theo nhóm với sự hỗ trợ của thí nghiệm học sinh Bước 4: Trình bày kết quả và thảo luận cả lớp

Trang 37

Bước 5: Tổng kết, đánh giá kết quả

Ngoài ra, tác giả Trần Quỳnh cũng đưa ra quy trình tổ chức hoạt động với sự hỗ trợ của máy vi tính nhằm phát triển NLHT gồm 3 giai đoạn [15]:

Giai đoạn 1: Chuẩn bị bài học với sự hỗ trợ của máy vi tính

Giai đoạn 2: Tổ chức thực hiện tiến trình dạy học với sự hỗ trợ của máy vi tính Giai đoạn 3: Đánh giá kết quả và rút kinh nghiệm với sự hỗ trợ của máy vi tính Căn cứ vào các quy trình nêu trên, trong đề tài này quy trình xây dựng thí nghiệm theo hướng phát triển NLHT của HS với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker Video Analysis được đề xuất với 4 giai đoạn như sau:

Sơ đồ 1.1 Quy trình xây dựng thí nghiệm theo hướng phát triển NLHT của HS với sự

hỗ trợ của phần mềm Tracker Video Analysis

Giai đoạn 1: Chuẩn bị bài học với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker Video Analysis

Ở giai đoạn 1, GV cần phải xác định bài học hay những phần hay một đơn vị kiến thức

trong bài để có thể tổ chức dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker Video Analysis

Sơ đồ 1.2.Các nội dung cần chuẩn bị trong giai đoạn 1

* Nghiên cứu nội dung kiến thức và xác định mục tiêu bài học

sự hỗ trợ của phần mềm TVA

Giai đoạn 3:

Trình bày kết quả thảo luận giữa các nhóm với nhau và với GV

Giai đoạn 4:

Tổng kết, đánh giá kết quả của quá trình dạy học

và rút kinh nghiệm

Giai đoạn 1: Chuẩn bị bài học với sự hỗ trợ của phần mềm TVA

Nghiên cứu nội dung kiến thức

và xác định mục tiêu bài học

Xác định các chỉ số hành vi và

mức độ cần đạt tương ứng

Xác định PPDH có sự hỗ trợ của phần mềm Tracker

Xây dựng tiến trình dạy học nhằm phát triển NLHT của HS với sự

hỗ trợ của phần mềm Tracker Video Analysis

Trang 38

Dựa trên chương trình và kế hoạch giảng dạy, GV tiến hành lựa chọn nội dung bài học và các phần hay một đơn vị kiến thức chính, từ đó, áp dụng các phương pháp dạy học nhằm phát triển NLHT của HS

Đối với mục tiêu bài học, GV xác định dựa vào yêu cầu cần đạt trong Thông tư ban hành chương trình giáo dục phổ thông 2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành

* Xác định các chỉ số hành vi và mức độ cần đạt tương ứng

Để có thể áp dụng phương pháp dạy học phù hợp nhằm phát triển NLHT của HS,

GV cần phải xác định năng lực hợp tác hiện tại của nhóm HS ở thời điểm hiện tại Sau khi xác định mức độ chỉ số hành vi, GV lựa chọn một số mục tiêu NLHT muốn phát triển cho HS trong bài học phù hợp với thời gian nghiên cứu của đề tài

* Xác định PPDH có sự hỗ trợ của phần mềm Tracker

Không có PPDH nào phù hợp với tất cả các đối tượng và mục tiêu bài học Đối với mỗi mục tiêu bài học và đối tượng HS khác nhau, ta có các phương pháp dạy học tương ứng khác nhau Chính vì thế, GV cần kết hợp với YCCĐ của bài học và mức độ chỉ số hành vi của NLHT muốn hướng tới mà lựa chọn PPDH phù hợp để phát triển NLHT của HS Sau khi xác định xong PPDH, GV tiếp tục xác định sự hỗ trợ của phần mềm Tracker Video Analysis ở những hoạt động nào của bài học Việc sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis để hỗ trợ phải được sắp xếp hợp lí, hiệu quả, đảm bảo cấu trúc bài học và đạt được YCCĐ của bài học nhằm phát triển NLHT của HS

* Xây dựng tiến trình dạy học nhằm phát triển NLHT của HS với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker

Sau khi hoàn thành các bước nền nêu trên, GV tiến hành xây dựng tiến trình dạy học tương ứng nhằm phát triển NLHT của HS với sự hỗ trợ của phần mềm Tracker Video Analysis

Giai đoạn 2: Tổ chức dạy học hợp tác cho HS với sự hỗ trợ của phần mềm TVA

Trong giai đoạn tổ chức dạy học hợp tác cho HS với sự hỗ trợ của phần mềm TVA này, trước tiên, GV cần xây dựng một kế hoạch chi tiết trước buổi học, đồng thời chuẩn

bị các thiết bị và học liệu cần thiết Khi tổ chức dạy học tại lớp, GV yêu cầu HS lập nhóm học tập, sau đó giao nhiệm vụ cụ thể cho các nhóm hoặc cả lớp Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, HS cần có sự hỗ trợ từ các thành viên khác trong nhóm để có thể ghi hình và xuất lên phần mềm để phân tích Trong quá trình phân tích video, HS sẽ gặp các khó khăn như đề xuất phương án giải quyết vấn đề, các thao tác phân tích và xử lí

Trang 39

của phần mềm, điều này đòi hỏi HS phải trình bày ý kiến của nhau từ đó đưa ra thống nhất phương án chung của cả nhóm đồng thời ghi chép kết quả làm việc nhóm Cuối cùng, tổng kết và đánh giá quá trình làm việc của các nhóm và các cá nhân tự đánh giá

và đánh giá lẫn nhau – việc này giúp phát triển chỉ số hành vi có trong thành tố NLHT

Giai đoạn 3: Trình bày kết quả thảo luận giữa các nhóm với nhau và với GV

Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, đại diện các nhóm trình bày kết quả Các nhóm cùng phân tích, tranh luận, góp ý cho nhau GV hỗ trợ khi cần thiết, phân tích kết quả và góp

ý để hoàn thiện kết quả của các nhóm

Giai đoạn 4: Tổng kết, đánh giá kết quả của quá trình dạy học và rút kinh nghiệm

Dựa vào các chỉ số hành vi và mức độ mong muốn đạt được, GV sẽ thiết lập các tiêu chí đánh giá phù hợp Trước khi bắt đầu quá trình đánh giá, các thành viên trong nhóm sẽ tự đánh giá bản thân, sau đó tiến hành đánh giá lẫn nhau trong nhóm Để tăng tính khách quan, GV sẽ tiến hành đánh giá lại từng nhóm Cuối cùng, GV sẽ phát biểu nhận xét và tổng kết lại nội dung kiến thức đã được trình bày

1.5 Thực trạng dạy học hướng phát triển năng lực hợp tác của học sinh

Một trong những vấn đề của việc học vật lí ở trường phổ thông thách thức người dạy học chính là sự tẻ nhạt trong tiếp thu kiến thức, đặc biệt đối với những hiện tượng thực tiễn cần HS nghiên cứu, giải quyết vấn đề đó Song, HS cũng có thể được khám phá chúng thông qua những buổi sinh hoạt nghiên cứu, các hoạt động thí nghiệm và đánh giá Đối với nội dung “Chuyển động tròn” trong chương trình vật lí 10, bằng cách

sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis, HS có thể dễ dàng tiếp cận với kiến thức chuyển động tròn một cách trực quan hơn cũng như đáp ứng được yêu cầu cần đạt của chương trình giáo dục phổ thông 2018 Để hiểu rõ hơn thực trạng việc sử dụng thí nghiệm vật lí trong dạy học ở trường phổ thông nhằm phát triển năng lực hợp tác, trong

đề tài này đã tiến hành khảo sát thực trạng ở các trường THPT tại địa bàn nghiên cứu 1.5.1 Thực trạng về dạy học thí nghiệm nhằm phát triển năng lực hợp tác của

HS tại địa bàn nghiên cứu

Trang 40

Thời gian, địa điểm, đối tượng điều tra

Thời gian khảo sát vào tháng 3 năm 2024 tại các trường THPT trong khu vực địa bàn nghiên cứu – Thành phố Đà Nẵng

Đối tượng khảo sát: Khảo sát được thực hiện trên cơ sở sử dụng phiếu khảo sát đối với 30 giáo viên đang dạy học vật lí ở bậc THPT

Nội dung khảo sát

Việc khảo sát được tiến hành nhằm thu thập thông tin từ GV Nội dung khảo sát gồm các câu hỏi được liệt kê trong phiếu khảo sát dành cho GV (Phụ lục 1) Bằng cách

sử dụng công cụ Google Form, các phiếu khảo sát đã được xây dựng và gửi cho các đối tượng khảo sát Câu trả lời sẽ được tự động tổng hợp với Google Form và cung cấp kết quả cho từng phần của biểu mẫu

Phiếu khảo sát GV gồm hai phần chính: thông tin cá nhân và nội dung khảo sát Phần chính của phiếu khảo sát tập trung vào đánh giá mức độ sử dụng và hiệu quả phát triển NLHT của HS trong dạy học thí nghiệm

1.5.2 Kết quả khảo sát

Trong số 30 GV tham gia trả lời phiếu khảo sát, khoảng 90% GV đã nắm rõ về khái niệm NLHT của HS Trong số đó, tất cả các GV đều đồng ý rằng việc sử dụng thí nghiệm là một phương tiện học tập chính (66,7% - Rất đồng ý, 33,3% - Đồng ý) “Tổ chức nhóm hợp tác” (96,7%), “Lập kế hoạch hợp tác” (96,7%) được xem là hai yếu tố quan trọng trong phát triển NLHT của HS, trong khi “Lắng nghe và phản hồi” chỉ đạt mức 36,7% Tương ứng với lựa chọn yếu tố thuộc về NLHT, đa số GV đều cho rằng các yếu tố nêu ra đều quan trọng trong việc bồi dưỡng NLHT của HS (mức 4), chỉ riêng

“Diễn đạt ý kiến cá nhân – kết quả thực hiện nhiệm vụ” và “Lắng nghe và phản hồi” đa

số chọn mức 3 Đa số GV đều cho rằng thí nghiệm đóng vai trò như một phương tiện học tập chính (30% - rất đồng ý, 60% - đồng ý) Khi tổ chức dạy học TN, thí nghiệm truyền thống nhận được sự ưa chuộng của các GV tham gia khảo sát Về đánh giá việc dạy học sử dụng thí nghiệm giúp HS làm việc cùng nhau và hợp tác trong quá trình học tập, giúp HS hiểu về nội dung các kiến thức cũng nhận được sự đồng tình đông đảo của các GV Tuy nhiên, với các ưu điểm trên, các GV cũng gặp những khó khăn và trở ngại khi tổ chức dạy học TN Một số lí do chính khiến các GV ngại tổ chức dạy học thí nghiệm như thiếu thời gian trong các tiết học (96,7%), cũng như các TN phức tạp, khó

Định dạng
Số trang	106
Dung lượng	4,05 MB