Khóa luận tốt nghiệp Vật lý: Thiết kế và sử dụng mô hình sóng cơ trong dạy học chương "Sóng cơ" - Vật lý 12 THPT

Từ việc vận dụng các phươngpháp dạy học tích cực, phát huy vai trò của học sinh lấy học sinh làm trung tâm, đến việc thiết kế, sử dụng các thiết bị dạy học ở nhiều môn học, tất cả đều nh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHÔ HO CHÍ MINH

KHOA VẠT LÝ

Lâm Chí Nghĩa

THIET KE VA SỬ DỤNG MÔ HÌNH SÓNG CƠ

TRONG DAY HỌC CHƯƠNG “SÓNG CO”

-VẬT LÝ 12 THPT

THU VIEN

Ngành: SU PHAM VAT LY

Mã sé: 102

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC:

ThS, Mai Hoang Phuong

Hd Chi Minh - 2014

LỜI CÁM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn này, tôi xin chân thành cám ơn thạc sĩ

Mai Hoang Phương đã hướng dẫn tôi nhiệt tình để tôi có thé hoản thành luận văn

một cách tết nhất Tôi cũng xin gởi lời cám ơn đến tất cả các giảng viên, tập thé

giáo viên vật lý trường trung hoc phổ thông Trần Phú đã tạo điều kiện cho tôi

nghiên cứu.

Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện bài luận văn này, ít nhiều không thétránh khỏi những thiếu sót và tôi cũng rất mong sự đóng góp ý kiến nhiệt tỉnh củaquý vị về chuyên môn cũng như phương pháp đẻ đẻ tài nảy được hoản thiện hơn và

có thé vận dụng vào thực tế dạy học ngày nay

Chân thành cảm ơn!

Hé Chi Minh, ngày 29/1 1/2013

Sinh viên

Lâm Chí Nghĩa

MO DAU

1 Lí do chọn để tài:

Đã từ lâu, việc nâng cao chất lượng dạy học luôn được các nhà giáo dục vànhiễu giáo viên nghiên cửu dé đem lại hiệu qua tốt Từ việc vận dụng các phươngpháp dạy học tích cực, phát huy vai trò của học sinh (lấy học sinh làm trung tâm),

đến việc thiết kế, sử dụng các thiết bị dạy học ở nhiều môn học, tất cả đều nhằm

giúp học sinh tự phát hiện kiến thức mới va giúp các em hiểu rõ kiến thức và vận

dụng kiến thức đã học vào các hiện tượng trong thực tế Vật lí là môn khoa học thực

nghiệm, việc sử dụng các mô hình thí nghiệm vào việc day học vật ly lả phương

pháp hiệu quả giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách trực quan sinh động.

Việc sử dụng mô hình thí nghiệm vào day học vật ly sẽ đơn giản hóa một số

khó khăn mà học sinh thường gặp khi tiếp cận các kiến thức khá trừu tượng Một

trong những khó khăn đó là học sinh khó hình dung, khó tiếp thu kiến thức của chương “Sóng cơ" thuộc chương trình vật lý 12 trung học phé thông Trong thực tế,

mặc đù học sinh đã được tiếp xúc trực tiếp với các hiện tượng sóng cơ học như sóng

biển, sóng âm, , nhưng các em vẫn khó hình dung sự truyền sỏng va sự chuyển động của các phần tử vật chất như thé nào khi có sóng truyền qua.

Cũng chỉnh vi vậy nhiều mô hình thí nghiệm về sóng cơ đã được thiết kế va phin nao giúp học sinh hình dung được sự truyền sóng và sự chuyển động của các phan tử vật chất Tuy nhiên, qua phân tích va tìm hiểu các mô hình trên déu có một

số nhược điểm là: một số mô hình học sinh chỉ được nghiên cứu trên hình ảnh tĩnh

trong sách giáo khoa vật lý, một số mô hình thể hiện được quá trình truyền sóng

nhưng chúng thể hiện chưa rõ được các phan tử chuyển động, và quá trình chuyển

động đó xảy ra rất nhanh làm cho học sinh khó quan sát va hiểu được.

Xuất phát từ những phản tích trên, tôi nhận thấy: Nếu thiết kế và sử dụng mô

hình “Sóng cơ” trong chương trình Vật ly 12 thành công sẽ khắc phục được các hạn

chế như sự truyền sóng va sự chuyển động của các phan tử vật chất vả giải quyết

được tình trạng “dạy chay” đồng thời có thể sử dụng nó một cách hiệu quả trong

việc tô chức quá trình hoạt động nhận thức cho học sinh một số kiến thức chương

“Sóng cơ” một cách tích cực, tự chủ vả sang tạo.

Với các lí do trên, chúng tỏi chọn vả nghiên cứu dé tải “Thidt kế va sử dụng

mô hình sóng cơ trong day học chương “Sóng cơ” - Vật lý 12 THPT”.

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài:

Thiết kế và sử dụng mô hình mô ta các hiện tượng sóng cơ học trong day học chương “Séng cơ" vật lý 12 trung học phổ thông.

3 Đối tượng nghiên cứu:

Sử dụng mô hình vào day học tích cực ở bộ môn vật lý.

4 Phạm vi nghiên cứu của đề tài:

Chương “Sóng co” thuộc chương trình vật lý 12 trường trung học phế thông

5 Giả thuyết khoa học:

Việc chế tạo một mô hình mới có vai trò như phương tiện dạy học trực quan và việc

xây dựng nội dung, phương pháp sử dụng mô hình đó vào chương “Sóng cơ” vật lý

12 trung học phổ thông là một việc khả thi và giúp học sinh hoạt động tích cực khi

học chương này.

6 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài:

Xây dựng cơ sở lý luận về việc sử dung mô hình vào việc dạy học tích cực.

Thiết kế, chế tạo mô hình sóng cơ với vai trò là phương tiện trực quan

Xây dựng nội dung, phương pháp sử dụng mô hình sóng cơ vào việc dạy học

chương "Sóng co” vật lý 12 trung học phổ thông

7 Phương pháp nghiên cứu của đề tài:

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: phân tích và tong hợp lý thuyết

Phương pháp nghiên cứu thực tiển: phương pháp nghiên cứu và tổng kết kinh

nghiệm giáo dục; phương pháp lấy ý kiến chuyên gia.

Chương 1: Cơ sở lý luận của việc thiết kế và sử đựng mé hình trong day học

vật lý ở trường THPT.

Chương 2: Cách chế tạo, lắp đặt mô hinh sóng cơ Sử dụng mô hình vảo việc

day học chương “Sóng co” - vật lý 12 THPT.

Các kết quả đạt được thông qua mỏ hình sóng cơ

Kết luận và kiến nghị

Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt.

——— HH TT N

CHUONG 1 -CƠ SỞ LY LUẬN CUA VIỆC THIET KE VA SỬ DỤNG MO

HÌNH TRONG DAY HỌC VAT LY Ở TRUONG THPT 11

1.1 Dạy học vat lý theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tich cực, sáng tao

Ca OG BI N Xu hit 12áe¿oc¿scseto sÄ(6¿vx1340054466c6460/03451)146/6046ecg2eoessasi 1]

1.1.1, Phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh - 1!

1.1.1.1 Tính tích cực nhận thức: oto ciuesx314221cxmsssaa H 11.12 — Phương pháp day học tích cực eS isn cle oe H

1.1.2 Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh 2 13

I.1.2.1 — Năng lực sáng tạo: 13

1.1.2.2 — Cơ sở khoa học của việc tổ chức hoạt động nhận thức sáng tạo của học

1.2 Phương tiện day học Phương tiện dạy học vật lý -. - 16 1.3 Vai trò và kha năng của phương tiện day học s-5 -S 5< 17

1.4 Phân loại phương tiện day học đựa vào tính chất biểu hiện của phương tiện:

sesh chibi ebsites 18

1.4.1, Thí nghiệm trong dạy học vật lý: -. .5-25 25555555552 19

1.4.2 Mô hình vật chất trong day học vật lý: s- cssccczzcccccrzee 20

1.5 Thiết bị day học hiện nay ở các trường trung học phế thông 201.6 Vấn dé ty lam thiết bị dạy học của giáo viên 22255- 252222 20

1.7 Quy trình thiết kế và sử dụng mô hinh thí nghiệm trong dạy học vật lý: 22

1.7.1 Quy trình thiết kế mô hình thí nghiệm trong day học vật lý 22 1.7.2 Quy trình sử dụng thiết bị trong quá trình day học: 23 1.8 Một số nguyên tắc sử dụng phương tiện dạy học trực quan: KG S|

CHƯƠNG 2 -THIẾT KE MÔ HÌNH THÍ NGHIEM VÀ SOẠN THẢO TIEN

TRÌNH DẠY HỌC CÁC BÀI CỦA CHUONG “SONG CO”

LL | ||, ne 36

2.1 Nội dung kiến thức, kỹ năng va các mô hình thí nghiệm trong chương “Sóng

CB a (351 644016G26X2005164G4GG33 tata ÿ401iGE4456 6 S0508ã0545005496ãi58:040/4À1441394ïi65925952GEXccGGectdSZfxeiS1S 26

2.2 Thiết kế m6 hinh thí nghiệm đề sử dung trong day học chương “Sóng cơ

ene Ny a Ft THÊ: 20000216622 004146601346Gid0A\466142X46221344/64 29

2.2.1 Ý tưởng về mô hình “Sóng CO": csessssssscssenscessesnnssssssessecsessseceecesee 29

2.2.2 Cách chế tạo, lắp đặt mô hình: s 55 csrriee 30

22.21 — Nguyên vậtliệu: cc5555555555s2 re 30 S224 CIOS (0e seeseiiCAilo0nsonseesses=ssoii) 30

32223 C&jlindtmðbUE.- asŸs==ễ=.— 31

2.2.3 Soạn thao tiên trình dạy hoc một số bải có sử dụng mô hình “Song cơ”:

—— m —mmh n 31

2.2.3.1 Bài “Sóng cơ Phương trình sóng ”: - Ăn 31

#232 Bee Song dling oS oe ee 38

j 2.2.3.3 : Bài “Giao thoa TP dù Z4cöfá( 553465712))0111)63X226424540:46xxx0àxcdáàsa297119 4l

CAC KET QUA ĐẠT DUQC THONG QUA MÔ HÌNH “SÓNG CƠ" 46

KẾT LUẬN VÀ MIAN NGH -.ẮƑh essebpecinsnsie TTR LỘ

CHUONG l1 - CƠ SỞ LÝ LUẬN CUA VIỆC THIẾT KE VA SỬ DỤNG MO

HÌNH TRONG DẠY HỌC VAT LÝ Ở TRƯỜNG THPT

1.1 Dạy học vật lý theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng

tạo của học sinh:

1.1.1 Phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh:

1.1.1.1 Tính tích cực nhận thức:

Tích cực nhận thức là sự nỗ lực, vận động với cường độ cao các chức năng

tâm sinh lí trong quá trình nhận thức dé thỏa mãn nhu câu phát triển tri thức Tinh

tích cực nhận thức của học sinh có mặt tự phát vả mặt tự giác Mặt tự phát lả do tính

tò mò, hiếu kì, hiếu động, linh hoạt và sôi nổi hành vi mà mỗi học sinh đều có Mặt

tự giác thé hiện ở óc quan sát, tinh phê phan trong tư duy, trí tò mò khoa học.

Tính tích cực nhận thức được biểu hiện ra bên ngoài như sau:

~ Học sinh thích thủ, chủ động tiếp xúc với đối tượng Học sinh thường đặt những

câu hỏi và có những thắc mắc yêu cầu giải thích cặn kẽ

— Học sinh chú ý quan sát, chăm chú lắng nghe vả theo đõi những hoạt động của

giáo viên.

~ Học sinh chủ động giơ tay phát biểu, nhiệt tinh hưởng ứng tham gia các hoạt

động, bỗ sung ý kiến vào câu trả lời của bạn

~ _ Kết quả học tập tiến bộ,

1.1.1.2 Phương pháp dạy học tích cực:

a) Đặc trưng của các phương pháp day học tích cực:

~ Day và học thông qua tô chức các hoạt động học tập của học sinh.

— Dạy vả học chú trọng rẻn luyện phương pháp tự học.

~ Tang cường học tập cá thé, phối hợp với học tập hợp tác

~ Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò.

b)Một số phương pháp day học tích cực can phát triển ở trưởng Trung học

phỏ thông:

-_ Phương pháp vin đáp Giáo viên đặt ra câu hỏi để học sinh trả lời, hoặc học sinh

có thé tranh luận với nhau vả với cả giáo viên; qua đó học sinh lĩnh hội được nội

dung bải học.

— Phương pháp đặt va giải quyết van dé Giáo viên tổ chức tập đượt cho học sinh

biết phát hiện, đặt ra va giải quyết những vấn dé gặp phải trong học tập Trong

dạy học theo phương pháp này, học sinh vừa nắm được tri thức mới, vừa nằm

được phương pháp lĩnh hội tri thức đó, phát triển tư duy tích cực, sáng tạo, được

chuẩn bị một năng lực thích ứng với đời sống xã hội, phát hiện kịp thời và giảiquyết hợp lý các van dé nảy sinh

- Phương pháp hoạt động nhóm Lớp học được chia thành từng nhóm nhỏ từ 4

đến 6 người Tuỳ mục đích, yêu cầu của vấn để học tập, các nhỏm được phân

chia ngẫu nhiên hay có chủ định, được duy tri én định hay thay đổi trong từng phần của tiết học, được giao cùng một nhiệm vụ hay những nhiệm vụ khác nhau.

Nhóm tự bau nhóm trưởng nếu thấy can Trong nhóm có phân công phù hợp

Các thành viên trong nhóm giúp đỡ nhau tìm hiệu vấn dé nêu ra trong không khí

thi đua với các nhóm khác Kết quả làm việc của mỗi nhóm sẽ đóng góp vảo kếtquá học tập chung của cả lớp Các nhóm cử đại diện trình bảy thành qua của

nhóm Phương pháp hoạt động nhóm giúp các thành viên trong nhóm chia sẻ các

băn khoăn, kinh nghiệm của bản thân, cùng nhau xây dựng nhận thức mới Bằng

cách nói ra những điều đang nghĩ, mỗi người có thé nhận rõ trình độ hiểu biết của minh vé chủ để nêu ra, thay mình cần học hỏi thêm những gì Bai học trở thành quá trình học hỏi lẫn nhau chứ không phải là sự tiếp nhận thụ động tử giáo

viên.

- Phương pháp đóng vai Đóng vai là phương pháp tổ chức cho học sinh thực

hảnh một số cách ứng xử nao đó trong một tình huỗng giả định Phương phápđóng vai có những ưu điểm sau :

+ Học sinh được rén luyện thực hành những ky năng ứng xử vả bay tỏ thái độ

trong môi trường an toan trước khi thực hảnh trong thực tiễn.

+ Gây hứng thủ va chủ ý cho học sinh Tạo điểu kiện làm nay sinh óc sang tạo

Phương pháp động não Động não là phương pháp giúp học sinh trong một thời

gian ngắn nảy sinh được nhiều ý tưởng, nhiều giả định vẻ một vấn dé nao đó.

Thực hiện phương pháp nảy, giáo viên cần đưa ra một hệ thong các thông tin

làm tién dé cho buổi thảo luận

1.1.2 Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

1.1.2.1 Năng lực sáng tạo:

Nang lực sáng tạo 1a khả năng tạo ra những giá trị mới vẻ vật chất va tinh

thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu

biết đã có vào hoàn cảnh mới Đó là sự tổng hợp một số đặc điểm tâm lí như: có tri

tưởng tượng phong phú, tự tin, tò mò, biết nghỉ ngờ, ham hiểu biết Nhờ đó giúp cá

nhân nhanh chóng phát hiện và giải quyết vấn để hiệu quả trong một tỉnh huống cụ

thể

Biểu hiện của năng lực sáng tạo gồm:

~ Nhanh chóng phát hiện vấn dé mới, nhận thấy vấn để mới trong những hoàn

cảnh quen thuộc.

~ Sin sảng vượt qua khó khăn thử thách khi giải quyết vấn dé Kiến trì giải quyết

vấn đề

— Biết dùng các tri thức, ki năng cũ vào giải quyết van dé mới

— Biết tìm kiếm xây đựng tri thức, phương pháp mới dé giải quyết van dé

~_ Tim ra phương án khác nhau cho việc giải quyết cùng một van để Biết điều

chính cách giải quyết van dé dé tim cách giải quyết vấn dé tối ưu

-_ Tim ra cách giải quyết vấn để độc đáo, hiệu qua, ít tốn thời gian hơn

~ Biết kiểm tra đánh giá hiệu quả cách giải quyết vấn dé.

Với yêu cầu của cuộc sống và những tiến bộ khoa học ngày nay, nếu không

được rèn luyện năng lực sáng tạo sẽ không thé hòa nhập kịp thời Do đó, dé hộinhập vả phát triển xã hội thì mỗi cá nhân phải biết liên tục đặt ra và giải quyết vấn

đẻ trên nhiều lĩnh vực khác nhau Vấn dé phát triển năng lực sáng tạo cho thé hệ trẻ

là cắp thiết.

Với tư cách là một môn khoa học mô hình, vật lý học có đủ điều kiện thuậnlợi dé rẻn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh Học sinh sảng tạo trong việc pháthiện các vấn dé vật lý thông qua các hiện tượng vật lý mà các em thường gặp trong

cuộc sống Vấn dé mới lại tạo động lực cho học sinh giái quyết vấn dé đã biết trong

cuộc sống ma các em chưa giải thíh được từ đó phát hiện và sáng tạo lại kiến thức

mới Từ những kiến thức đã học được, các em có cơ hội để vận dụng sáng tạo các

kiến thức đó vào phục vụ cuộc sống Dé có thé học tốt môn vật lý, hiểu được các

định luật, hiện tượng, khái niệm vật lý, học sinh phải tìm ra phương pháp học tập,

nghiên cứu phù hợp, có thé kết hợp các phương pháp cũ dé tạo một phương phápmới.

Trong dạy học, sáng tạo của học được phân biệt thành hai cắp độ:

~ Sáng tạo mới: tạo ra cái mới chung của nhân lại Cấp độ này thường rất khó đối

với học sinh.

~_ Sáng tạo lại: tạo ra cái mới chi đối với học sinh Đây là cấp độ được yêu cầu rèn

luyện chủ yếu cho học sinh.

Trong day học vật lý, việc day học chi quan tam đến sáng tạo khoa học, sáng

tạo lại trí thức vật lý và vận dụng chúng vào thực tiễn.

1.1.2.2 Co sở khoa học của việc tố chức hoạt động nhận thức sang tao của

học sinh trong đạy học vật lý.

a) Cơ sở triết học duy vật biện chứng:

~ Triết học duy vật biện chứng khẳng định con người có thể nhận thức được thé

giới khách quan Không có van dé con người không thẻ nhận thức Chi có những

van dé con người chưa nhận thức được.

~ Quá trình nhận thức là một quá trinh lịch sử đi từ chưa phát hiện rõ bản chất đến

phát hiện bản chất hơn, từ đơn giản đến phức tạp, từ hẹp đến rộng

~ Từ đó, ta thấy được có sự phát triển trong năng lực nhận thức của con người

Quá trình nhận thức là quá trình sáng tạo lại thé giới khách quan vảo não bộ củacon người, vi vậy con người cé khả nang sang tạo vả ngảy cảng phát triển năng

lực nảy.

~ Học sinh có đầy đủ phẩm chất trí tuệ của con người nên cũng có khả năng sáng

tạo va nâng cao năng lực sang tạo.

b)Cơ sở sinh học:

— Theo sinh học não bộ, não của tất cả mọi người bình thường đều có cau trúc sinh

học như nhau Trong đó, phần võ não chiếm 80% não bộ va là trung tâm trí tuệ

~ Não bộ của mọi người từ khi sinh ra đều có các chức năng trí tuệ vả cho đến 7

tuổi, nếu không được khuyến khích thích hợp sẽ không bộc lộ ra Ở bat kì độ tuổi nảo, con người có thể tăng khả năng trí tuệ nhở sự khuyến khích của môi

trường.

c)Co sở tâm li học:

~ Theo lý thuyết phát triển của J.Piaget thi trẻ em có khả năng dé ra giá thuyết vả

kiểm chứng bằng thực nghiệm Vì vậy, hoạt động nhận thức của học sinh phải

được tổ chức, hướng dẫn theo hướng tìm tỏi khám phá.

— Theo lý thuyết thich nghỉ của J.Piaget thi quá trình phát triển là quá trình thích

nghi với môi trường Chính sự thích nghỉ với môi trường tạo ra sự phát triển Vi

vậy việc day học là tạo điều kiện môi trưởng dé cho học sinh thích nghi Dé học

sinh nhận thức các kiến thức vật lý khoa học phải tạo điều kiện cho học sinh

hoạt động như nhà khoa học.

~ Theo ly thuyết vùng phát triển gần nhất của L Vưgôtxki thi có tổn tại hai mức độ

tâm lí Đó là mức độ hiện tại va mức độ cao hơn Trình độ cao hơn gọi la “Ving

phát triển gan” Vi vậy việc day học phải đi trước sự phát triển mới lả việc dạy

tốt.

đ) Thực tién lịch sử phát triển loài người:

~ Quá trình lịch sử phát triển xã hội loi người lả quá trình sảng tạo với sự đóng

góp của toản thể nhân loại Sản phẩm sảng tao vả năng lực sáng tạo của loàingười ngày càng mở rộng vả nâng cao.

~ Mọi người đều có khả năng sang tạo Trong cuộc đời của mỗi người, mỗi cá

nhân đều phải giải quyết nhiều vấn dé, Do đó, con người không ngừng sáng tạo với hình thức và mức độ khác nhau Xã hội ngày cảng phát triển, vấn để thực

tiễn ngày càng phức tạp, đa dang Năng lực sáng tạo của con người cũng tăng

1.2 Phương tiện dạy học Phương tiện dạy học vật lý:

Phương tiện dạy học là những công cụ được giáo viên và học sinh sử dụng

trực tiếp trong quá trình dạy bọc nhằm đạt được mục đích dạy học.

Phương tiện dạy học vật lý là những công cụ được giáo viên vật lý và học

sinh sử đụng trong quá trình day học môn vật lý nhằm đạt được mục đích day học

môn vật lý Ví dụ: các mô hình máy phát điện, bộ thí nghiệm giao thoa ánh sáng, các thí nghiệm giả lập trên máy tính

Phương tiện dạy học trực quan là những phương tiện nghe nhìn và tương tác,

được sử dụng trực tiếp vao quả trình dạy học dé thực hiện mục đích dạy học Phương tiện dạy học trực quan lả tập hợp những đối tượng vật chất được giáo viên

dé điều khiến, tô chức hoạt động nhận thức của học sinh; đồng thời chúng là nguồn

tri thức, là phương tiện giúp lĩnh hội tri thức, hình thành kỹ năng, đảm bảo cho việc thực hiện mục tiêu đạy học.

1.3 Vai trò và khả năng của phương tiện dạy học:

Cấu trúc quá trình day học gồm các yếu tố: Mục đích, nội dung, phương

pháp, phương tiện vả hình thức tổ chức dạy học (còn có thêm yếu tố đối tượng)

Phương tiện, thiết bị là một yếu tố của hệ thống cấu trúc của quá trình day học có

ánh hướng đáng kẻ đến quá trình day học.

Mối quan hệ giữa phương tiện dạy học và mục đích đạy học Bắt đầu quá

trình dạy học cẩn đặt ra những mục đích day học cho từng giai đoạn va từng nhóm

đối tượng Sau khi đã xác định được mục dich, cẳn xáy đựng nội dung dạy học Dé

đạt được mục đích dạy học va truyền đạt nội dung dé dàng, trong quá trình dạy học,

giáo viên phải sử dụng các phương tiện, đổ dùng day học phù hợp Đỗ dùng day học cảng phù hợp với điều kiện, thực tế dạy học cảng giúp đạt được mục tiêu dạy học dễ

dang.

Mỗi quan hệ giữa phương tiện day học va nội dung dạy học Nội dung phải phủ hợp với phương pháp và để thực hiện đúng phương pháp cin phương tiện phù hợp Để truyền đạt được nội dung phải cin đến thiết bị thể hiện hoặc góp phản thé

hiện nội dung đó Nội dung quyết định việc thiết kế và sử dụng thiết bị Và ngược

lại, sử dụng thiết bị phù hợp sẽ giúp truyền tải nội dung cản dạy học dé dang, hứng

thú, dé hiểu hơn.

Mồi quan hệ giữa phương tiện dạy học và phương pháp day học Hiện nay có

rat nhiều phương pháp dạy học Nhưng khi sử dung mỗi phương pháp, người giáo

viên cân phải sử dụng một số thiết bị dé vận dụng phương pháp đó tt nhật Dong

thời việc sử dung những thiết bị day học mới, đòi hỏi người giáo viên phải học hỏi

thêm, sáng tạo, phối hợp các phương pháp sao cho quá trình dạy học diễn ra tốt nhất

và ngày cảng hoàn thiện hơn.

Sử dụng phương tiện đạy học trực quan có tác dụng đơn giản hóa thông tinphức tạp vả lam cho học sinh để hiểu, dé nhớ, thúc day quá trình học tập, tăng hứng

thú cho người học; dùng phương tiện dạy học hiệu quả sẽ giúp truyền đạt thông tin,

kiến thức để hơn so với khi day kiến thức đó ma chi nói và viết.

Với đặc thù của môn vật lý là một khoa học vé mô hình, việc sử dụng thiết bị

day học một cách hiệu quả sẽ giúp việc thực hiện những mục đích giáo dục (nghĩa

rộng) thuận lợi hơn Đồng thời, mô hình vật lý cũng là một bộ phận của thiết bị dạy

học vật lý nên cũng có được vai trò và khả năng như một phương tiện đạy học vật

lý.

1.4 Phân loại phương tiện day học dựa vào tính chất biếu hiện của phương

tiện:

Nhóm các vật thật như các vật mẫu, vật nguyên mẫu, máy móc công cụ,

nguyên liệu Ví dụ: khi giáo viên dạy bải “Dòng điện trong chất bán dẫn” có thể

sử dụng vat thật là một số loại diode bán dẫn, tranzito bán dẫn; đối với bai “Sy từ

hỏa các chất Sắt tir" giáo viên có thé cho học sinh thấy một vai mẫu sắt từ và một

số nam châm điện nhỏ.

Nhóm các vật tượng hình như mô hình, tranh ảnh sơ đồ, lược đỏ, tài liệu sao

-chép, ảnh chụp Ví dy: mô hình máy phát điện, sơ đồ cầu tạo máy quang phô ling

kính.

Nhóm các phương tiện hoạt động tương tác như thí nghiệm, máy luyện tập,

thực hành Ví dụ: thí nghiệm biểu diễn giao thoa sóng nước, thí nghiệm giao thoa

ánh sảng đơn sắc

Nhóm các phương tiện kĩ thuật như máy chiếu, bảng tương tác

Với môn vật lý tài liệu nảy sẽ di sâu vào nhóm phương tiện vật tượng hình

chủ yếu lả mô hình vả nhóm phương tiện hoạt động tương tác chủ yếu là thí

nghiệm.

1.4.1 Thí nghiệm trong day học vật lý:

Thí nghiệm tạo điều kiện nghiên cứu có hệ thống trực quan hiện tượng, quá

trình vật lý, cho phép hình thành khái niệm, nghiên cứu các định luật một cách trực

tiếp trên các đối tượng can nhận thức trong giờ học vả tạo diéu kiện nghiên cứu cácứng dung kỹ thuật của vật lý.

Có hai loại hình thí nghiệm chính là thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực

hành.

~ Thí nghiệm biểu diễn:

Bộ thí nghiệm được chế tạo đù lớn để học sinh cả lớp có thể quan sát dễ

dang, rõ ning các hiện tượng vật lý diễn ra trên các bộ thí nghiệm Với các thiết bịthí nghiệm có thé thu được kết quả đo kha chính xác

Các thí nghiệm biểu điển có thể được chết tạo để sử dụng một cách riêng biệt

cho từng nội dung riêng biệt hoặc có thé được chế tạo thành một bộ thí nghiệm gồm nhiều chí tiết có thể lắp ghép thay đổi để phục vụ cho nhiễu nội dung cùng một lĩnh

vực trong vật lý.

~_ Thí nghiệm thực hành:

Được chế tạo thành bộ gồm nhiều chỉ tiết có thể lắp ghép với nhau nhưng

không quá khó để học sinh có thể làm thí nghiệm kiểm chứng một kiến thức đãđược học hoặc rèn kĩ năng thực hảnh thí nghiệm, xử lí số liệu

Yêu cầu co bản khi chế tạo các bộ thí nghiệm thực hành:

~ Sử dụng đơn giản bằng tay Vì các bộ thí nghiệm được phục vụ cho đối tượng

học sinh ít có kinh nghiệm, kĩ năng thực hành.

~ Lắp rap các chỉ tiết it tốn thời gian, dé dang phối hợp, thay đôi các chi tiết.

~ Pam bảo các quy tắc an toản vả bộ thí nghiệm phải cân bằng, thâm mỹ

THU vir

1.4.2 Mô hình vật chất trong đạy học vật lý:

Cỏ vai trò quan trọng trong quá trình dạy học vật ly Chúng được sử dụng dé

minh họa các hiện tượng quá trình vật ly vi mồ, trực quan hóa các mô hình lí tưởng

hoặc khi nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lý.

Có các loại mô hình: mô hình tĩnh, mô hình động, mô hình phẳng vả mô hình

không gian.

Mô hình tách những yếu tố riêng biệt của đối tượng để quan sát dễ dàng.Giúp học sinh nhìn thấy được các bộ phận của đối tượng kỹ thuật ma thực tế thường

bị che kín hoặc mô tả một cách phù hợp sự chuyên động của các phan tử của các

hiện tượng vật lý vi mô Quan sát được các quả trình động xảy ra chậm hơn có thé

lập lại các quá trình theo số lần can thiết

Việc sit dụng các mô hình vật chất làm cho học sinh hiểu sâu hơn, dé dàng

hơn, thuyết phục hơn các hiện tượng vật lý, định luật vật lý, khái niệm vật lý Đồng

thời học sinh còn được tiếp cận với một trong những phương pháp nghiên cứu trong

vật lý đó là phương pháp mô hình.

Để sử dụng hiệu quả phải kết hợp mô hình với tranh ảnh, thuyết trình của

giáo viên.

1.5 Thiết bị dạy học hiện nay ở các trường trung học phổ thông:

Thông tư số 01/2010/TT-BGDĐT ngày 18/01/2010 của Bộ trưởng Bộ Giáodục và Đảo tạo về danh mục thiết bị đạy học tếi thiểu cấp trung học phổ thông vàcác văn bán kèm theo đã nêu rõ đanh mục các thiết bị dạy học tối thiểu ở các cấp.Danh mục nay nhằm đảm bảo dé dùng tối thiểu mà các trường học can trang bị để

phục vụ việc day học cơ bản đạt được các mục tiêu dạy học

1.6 Vấn đề tự làm thiết bị dạy học của giáo viên:

Thiết bị day học day đủ là một trong những điều kiện quyết định thành công

việc đổi mới phương pháp dạy học Tuy nhiên, trong điều kiện ngân sách nha nước

chưa đủ dé đáp ứng nhu cầu vẻ thiết bị day học thì giải pháp thiết bị day học tự làm

của cán bộ gido viên đã góp phan khắc phục kịp thời những thiết bị còn thiếu, bỏ

sung các thiết bị chưa có điêu kiên mua sam, thay thé các thiết bị hư hỏng, mat mát

và phù hợp với tỉnh hình, đặc điểm của đơn vị cũng như phủ hợp với đa số đối

tượng học sinh Ban chí đạo quản lý thực hiện và tổ chức các hoạt động nhằm đưa

phong trảo tự lắm thiết bị dạy học trở thành hoạt động sư phạm thưởng xuyén trong

nha trưởng.

Thiết bị day học tự lam là loại thiết bị day học do giáo viên chế tạo hoặc cải

tién từ một thiết bj day học đã có Cùng với những thét bị day học tối thiểu đượctrang bị hàng năm, nhiều giáo viên đã tận dụng những vật liệu sẵn có để sử dụng vả

làm ra thiết bị dạy học dé sử dụng trong quá trình giảng dạy

Tir lâu nay, hoạt động tự làm thiết bị day học đã trở thành một phong trào

trên phạm vi cả nước Kết quả của phong trào nay đã tạo ra được số lượng lớn các

thiết bị day học góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Tuy nhiên, phong trio

phát triển chưa đồng đều, chưa có cơ chế, chính sách chỉ đạo thường xuyên Nhiều

khó khăn vẫn còn tổn tại như: thiếu kinh phi để mua nguyên vật liệu, độ bền của

thiết bị dạy học tự lảm chưa cao, khả năng làm thiết bị dạy học của giáo viên còn

hạn chế; chế độ khen thưởng theo quy định hiện hành chưa xứng đáng với việc đầu

tư chất xám va công sức nên chưa thực sự khuyến khích được giáo viên

Đánh giá của Thứ trưởng Bộ GD-ĐT Nguyễn Vinh Hiển nhấn mạnh đến

khía cạnh cần thiết của thiết bị day học tự làm ở các cấp học chứ không chỉ tập

trung ở những vùng nghèo Những thiết bị dạy học tự lim đã góp phiin nắng cao

hiệu quả trong việc đổi mới phương pháp giáo dục nhằm khắc phục phương pháp

truyền thụ một chiều, tạo ra động lực khuyến khích tư duy sang tạo của đội ngũ giáoviên va học sinh Do vậy, hoạt động tự làm thiết bị dạy học phải trở thành phong

trảo và trở thành hoạt động hường xuyên ở các nha trường dé thiết bị day học ngảycảng phong phủ hơn, tiết kiệm hơn

Việc sử dụng phối hợp thiết bị day học tự làm và thiết bị day học tối thiểu ở

các trường sé giúp cải thiện rất nhiều hiệu quả dạy học hiện nay, tránh việc daychay, học chay, học trên lí thuyết xa rời thực tế

1.7 Quy trình thiết kế và sử dụng mô hình thí nghiệm trong đạy học vật lý:

1.7.1 Quy trình thiết kế mô hình thí nghiệm trong dạy học vật lý.

Việc chế tạo bộ thết bị dạy học tự làm phải thỏa các tiêu chí:

~ Đảm bảo tính chính xác và khoa học: Thiết bị đo cho kết quả trong phạm vi sai

số chấp nhận được; kích thước (độ lớn), mau sắc đảm bảo tính trực quan; cấu

trúc gọn nhẹ, hợp lý không công kénh; dé lắp đặt và báo đưỡng thuận lợi; là

nguồn tri thức hoặc chuyển tải được nhiều nội dung kiến thức phục vụ nội dung,chương trình sách giáo khoa hoặc kiến thức nâng cao, góp phần đổi mới phương

pháp dạy học

Tỉnh sảng tạo: Thiết bị dạy học chưa được cung cấp cho các trường mầm non,

phổ thông, trung cấp chuyên nghiệp; chưa được cơ sé kinh doanh nao sắn xuất

Đổi với các vùng khó khăn, việc chế tạo lại thiết bị thí nghiệm đã được sản xuất

đại trả nhưng mô hình tái tạo lại này được làm bằng chất liệu mới, có thể tìm

kiếm dé dang ở địa phương vẫn được xem là sự sáng tạo vẻ việc lựa chon chất

liệu cho đỏ ding dạy học.

Tinh thực tiên (tinh kinh tế): Nguyên liệu dé kiếm, phô biến; tiết kiệm, giá thànhrẻ; dé sử dung va bảo quản; bén, sử dụng được nhiều lần; có thể phổ biến rộng

Bước 1: Xác định hệ thong thiết bị can thiết cho một gid lên lớp (hay có thé gọi

là bước dự tinh các thiết bị dạy học), thường tiền hành ngay trong quá trình soạn

giáo án theo trình tự:

+ Phân tích nội dung bài học.

+ Xác định phương pháp dạy học.

+ Xác định các phương tiện cần sử dung dựa trên cơ sở những đặc điểm về nội

dung bai học, phương pháp day học, kha năng của thay giáo vả học sinh.

~ Bước 2: Gia công kĩ thuật thiết bị dạy học.

+ Xác định mục đích, yêu cầu mà bộ thiết bị cân đáp ứng

+ Cấu trúc, thiết kế.

+ Co chế vận hành cua thiết bị.

+ Bước này đòi hỏi sự khéo léo, sự tìm tòi, sáng tạo của giáo viên nhưng không

đòi hỏi kĩ thuật quá phức tạp Đẳng thời, việc thiết kể thiết bị day học tự làmcũng giúp học sinh phát triển tư đuy kĩ thuật tổng hợp trong môi trường sư

phạm.

1.7.2 Quy trình sử dụng thiết bị trong quá trình dạy học:

Thiết bị day học dù có hiện đại và chất lượng cao nhưng nếu người sử dụng

(giáo viên, học sinh) không biết dùng thì sẽ không khai thác hết công đụng của thiết

bị Do đó, sau khi chế tạo xong thiết bị, các nhà giáo dục phái xây dựng nội dung để

sử dụng thiết bị đó vào việc dạy học Nhưng để đạt được hiệu quá tốt nhất, ngườigiáo viên có vai trò rất quan trọng Vì giáo viên là người hưởng dẫn, tương tác trực

tiếp với học sinh nên cơ bản sẽ hiểu được năng lực của học sinh từng lớp Do đó,

giáo viên phải nghiên cứu cách sử dụng thiết bị sao cho đạt hiệu quá dạy học cao

nhất, nhưng cơ bản vẫn phải theo định hướng của các nhà giáo dục Từ đó, ta thấy tim quan trọng của việc nghiên cứu sử dụng thiết bị trong quá trình dạy học ndi

chung và đạy học vật lý nói riêng.

Do hình thức tổ chức day học phổ biến ở nước ta vẫn là hình thức lớp - bài,

nên việc sử dụng thiết bị dạy học chủ yếu phục vụ cho một bải học hoặc có thẻ liênkết một vải bải học có liên quan kiến thức Việc sử dụng thiết bị cần đảm bảo cáctiêu chí sau:

+Muc tiêu dạy học của từng bài học: dựa vào mục tiêu day học của từng bai,người giáo viên lựa chon đồ dùng day học phù hợp dé có thể phát truyền kiến thức,

kĩ năng phù hợp cho học sinh, Đa số để dùng dạy học đã chứa đựng nội dung kiến

+ Xôi dụng từng bài: thiết bị dạy học được sử dụng phái thể hiện được nội

dung cần dạy trong bài học Nếu thiết bị được sứ dụng không thé hiện được nội dung can day thi người giáo viên đã sử dung thiết bị không đúng, hoặc chưa hiểu

được nội dung mà mô hình đó có thé phục vụ Vi dụ: để dạy bài “Sóng dừng”, giáo

viên nên sử dụng bộ thí nghiệm sóng đừng trên day dàn hỏi, nếu giáo viên sử dung

bộ thi nghiệm giao thoa sóng mặt nước thi giáo viên đã sử dụng sai mô hình.

+Đổi tượng tương tác: giáo viên cần dựa vào khả năng nhận thức của học

sinh để chọn thiết bị dạy học phù hợp Đối với học sinh tư duy trừu tượng khôngtốt, giáo viên nên sử dụng mô hình, thí nghiệm trực quan để giúp học sinh nhận

thức kiến thức dé hơn, thuyết phục hơn Còn đối với học sinh tư duy trừu tượng tốt,

giáo viên có thé dir dụng tranh ảnh về nội dung cần dạy thi học sinh đã có thể nhận

thức được Nhưng nói chung, giáo viên nên sử đụng các phương tiện trực quan để

tăng tính thuyết phục cho học sinh khi học kiến thức mới

+Phương pháp, năng lực sử dụng thiết bị của giáo viên: đỗi với mỗi phương

pháp dạy học cần lựa chọn phương tiện day học phù hợp với phương pháp đó Vi

dụ, đối với phương pháp thuyết trình, giáo viên sử dụng tranh ảnh, mẫu vật Đối với

phương pháp thí nghiệm biểu diễn, giáo viên sử dụng các mô hình, bộ thí nghiệm Ngoài ra, từng giáo viên có khả năng sử dung thiết bị dạy học khác nhau Dựa vào

thế mạnh của mình, giáo viên nên chọn thiết bị dạy học phù hợp đồng thời phải phối

hợp các thiết bị với nhau Vi dụ, những giáo viên có năng lực thi nghiệm có thé sử dụng các bộ thí nghiệm phức tạp khi làm thí nghiệm biểu diễn Nhưng giáo viên có

khả nang thí nghiệm yếu hơn nên sử dung bộ thí nghiệm đơn giản hơn hoặc sử dụngtranh ảnh, bảng biểu để dạy kiến thức mới

Quy trình sử dụng thiết bị day học:

~ Đổi với thiết bị thí nghiệm biểu diễn, giáo viên tiến hành thí nghiệm tạo hiện

tượng tự nhiên dé đặt vấn dé để học sinh phát hiện vấn đề Trong quá trình thinghiệm, giáo viên yêu cẩu học sinh quan sát những hiện tượng va theo sự dẫn

dắt của giáo viên dé tìm ra kiến thức mới.

~_ Đổi với van dé thực hành đồng loạt, thực hành được chia thành hai loại: thực

hành định tính và thực hành định lượng.

+ Thực hành định tính: quan sát hiện tượng, tính chất nảo đấy không đòi hỏi

tính toán chặt chẽ Quy trình tiến hành: Giới thiệu mục đích dụng cụ vả

cách tiến hành Tiến hanh các thao tác thí nghiệm Giải thích các hiện tượngxảy ra vả kết luận

+ Thực hảnh định lượng: tiền hành quan sat, đo đạc, tinh toán va kết luận.

Quy trình tiến hành: Do, quy nạp, suy dién, biện luận, kết luận

1.8 Một số nguyên tắc sử dụng phương tiện dạy học trực quan:

Đối với môn vật lý, các thiết bị dạy học như các mô hình, các thiết bị dạy

học thường đóng vai tro phương tiện dạy học trực quan Vi vậy, khi sử dụng

phương tiện day học trực quan, người giáo viên cần tuân thủ các nguyễn tắc sau:

+Sử dụng đúng lúc, đúng chỗ, không quá lạm đụng phương tiện trực quan.

+Đảm bảo độ to, rô, có giá nâng dé để tit cả học sinh trong lớp đều quan sát

tốt phương tiện trực quan.

+Đảm bảo an toàn.

+Dam bảo tinh sư phạm, tính chính xác, tính thẩm mỹ và tính kinh tế

CHƯƠNG 2 -THIẾT KE MÔ HiNH THÍ NGHIỆM VA SOẠN THẢO TIEN

TRINH DẠY HỌC CÁC BÀI CUA CHUONG “SÓNG CO”

VAT LÝ 12 THPT.

2.1 Nội dung kiến thức, kỹ năng và các mô hình thí nghiệm trong chương

“Sóng co”.

Theo chuẩn kiến thức kỹ năng của bộ GD&DT, nội dung kiến thức, kỹ năng

học sinh cần đạt được trong chương “Sóng cơ” 1a:

a) Kiến thức:

~ Phát biểu được các định nghĩa vẻ sóng cơ, sóng đọc sóng ngang và néu được vi

dụ về sóng dọc, sóng ngang.

~ Phát biểu được các định nghĩa vẻ tốc độ truyền sóng, bước sóng, tan số sóng,

biên độ sóng và năng lượng sóng.

~ _ Nêu được sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm 1a gì.

~ Nêu được cường độ âm và mức cưởng độ âm là gì và đơn vị đo mức cường độ

âm.

— Nêu được ví dụ minh họa cho khái niệm âm sắc Trình bảy được sơ lược về âm

cơ bản, các họa âm.

~ Nêu được các đặc trưng sinh lí và các đặc trưng vật lý của âm.

~ Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều

kiện để có sự giao thoa của hai sóng.

~ Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây vả nêu được diéu kiện để khi

đó có sóng dừng.

~ Nêu được tác dung của hộp cộng hưởng âm.

b) Kỹ năng:

~_ Viết được phương trình sóng.

-_ Giải được các bai toán đơn giản về giao thoa và sóng đứng.

~ Giải thích được sơ lược hiện tượng sóng đừng trên một sợi dây,

~ Xác định được bước sóng hoặc tốc độ truyền âm bằng phương pháp sóng đừng.