SKKN: Sử dụng video, thí nghiệm ảo trong dạy học môn Vật lý ở THPT

Giải pháp của tôi là sử dụng video, thí nghiệm ảo và hình ảnh có nội dung phù hợp vào bài giảng để cung cấp thêm hình ảnh động, bản chất các hiện tượng vật lý mà thực tế các em khô

TRƯỜNG THPT SỐ 3 HUYỆN VĂN BÀN

SỬ DỤNG VIDEO, THÍ NGHIỆM ẢO VÀ CÁC HÌNH ẢNH PHÙ HỢP NHẰM NÂNG CAO KẾT QUẢ HỌC TẬP MÔN VẬT LÝ CỦA HỌC SINH LỚP 12A1 TRƯỜNG THPT SỐ 3 VĂN BÀN KHI HỌC XONG CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Họ tên tác giả : Lương Cao Thắng Chức vụ: Tổ trưởng tổ KHTN

Tổ chuyên môn: Tổ Khoa học tự nhiên Đơn vị: Trường THPT số 3 huyện Văn Bàn

Văn Bàn, tháng 5 năm 2012

MỤC LỤC

IV – Đo lường và thu thập dữ liệu 10PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ

Ngày nay, khoa học công nghệ thông tin phát triển rất mạnh mẽ Công nghệ thông tin có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống Chúng ta cũng có thể ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy học sinh Hình thức này khá mới mẻ và không

ít giáo viên có nhiều bỡ ngỡ Tuy nhiên việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học đã đem đến nhiều lợi ích mà cụ thể là kết quả học tập của học sinh Học sinh có thể lãnh hội kiến thức một cách trực quan hơn, rõ ràng hơn và nhiều nội dung hơn.Vì vậy, việc đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học là một yêu cầu quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học Vật lý là bộ môn khoa học thực nghiệm, song trong chương trình sách giáo khoa có một số khái niệm mới , trừu tượng đòi hỏi giáo viên cung cấp kiến thức cho học sinh phải trực quan hơn,

đa dạng hơn tạo điều kiện chuẩn trong thao tác tư duy của học sinh để hiểu sâu bản chất của hiện tượng

Trong chương “Lượng tử ánh sáng”, nếu giáo viên giảng dạy lựa chọn phương pháp cổ điển là giảng chép hoặc tích cực hơn là sử dụng các câu hỏi gợi mở, các hình ảnh tĩnh minh họa để dẫn dắt vấn đề, kể cả một vài thí nghiệm minh họa nhưng việc tiếp thu bài của học sinh sẽ rất hạn chế và không hứng thú học tập Với phương pháp này, học sinh sẽ rất khó hình dung được các nội dung kiến thức, việc tiếp thu bài của các em sẽ vẫn gặp nhiều khó khăn Nhiều học sinh rất thuộc bài nhưng không hiểu được bản chất của các sự vật, hiện tượng, kĩ năng vận dụng vào bài tập chưa tốt.

Giải pháp của tôi là sử dụng video, thí nghiệm ảo và hình ảnh có nội dung phù hợp vào bài giảng để cung cấp thêm hình ảnh động, bản chất các hiện tượng vật lý mà thực tế các em không quan sát được giúp các em hiểu nhanh hơn, hứng thú hơn và có kĩ năng vận dụng vào thực tế tốt hơn.

Nghiên cứu được tiến hành trên hai nhóm tương đương là hai lớp 12A1, 12A2 trường THPT số 3 Văn bàn Lớp thực nghiệm là lớp 12A1 được thực hiện giải pháp

thay thế khi dạy các bài của chương “Lượng tử ánh sáng” (Thuộc chương VI chương trình chuẩn) Lớp đối chứng là lớp 12A2 giảng dạy theo phương pháp truyền thống

Với việc sử dụng công nghệ thông tin vào bài giảng điện tử đã có ảnh hưởng rất rõ rệt đến kết quả học tập của học sinh Lớp thực nghiệm thông qua bài kiểm tra đánh giá đạt kết quả cao hơn lớp đối chứng Điểm số trung bình bài kiểm tra sau tác động của lớp thực nghiệm là 7,04, lớp đối chứng là 6,44 Kết quả phép kiểm chứng t- test p = 0,03 < 0,05 có ý nghĩa là có sự khác biệt lớn giữa điểm trung bình của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng Kết quả cho thấy sự chênh lệch giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng rất có ý nghĩa, không phải do ngẫu nhiên Điều đó chứng minh rằng, việc sử dụng video, thí nghiệm ảo có nâng cao kết quả học tập môn vật lí của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương

“Lượng tử ánh sáng”

GIỚI THIỆU

Trong sách giáo khoa vật lý 12 chương trình cơ bản thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện, hiện tượng quang điện trong chỉ là những hình ảnh tĩnh kèm theo các mô tả hiện tượng vật lý và nếu thực hiện trong thực tế cũng rất khó quan sát; các hiện tượng quang – phát quang, các ứng dụng của hiện tượng quang điện trong và laze chỉ là một vài hình ảnh hoặc những mô tả kém sinh động Việc sưu tầm các thí nghiệm áo, các video, các hình ảnh phù hợp với nội dung bài giúp các em học sinh

có cái nhìn sâu sắc hơn về bản chất các hiện tượng vật lý, mở rộng kiến thức thực tế hơn về ứng dụng của các hiện tượng này.

Tại trường THPT Văn Bàn, giáo viên chỉ mới cố gắng khai thác kênh hình, kênh chữ trong sách giáo khoa để phục vụ cho giảng dạy Số giáo viên biết tìm tòi, khai thác trên mạng internet và chỉnh sửa cho phù hợp nội dung bài học, với đối tượng học sinh còn hạn chế

Qua việc thăm lớp, dự giờ khảo sát trước tác động, tôi thấy giáo viên chỉ sử dụng các phiên bản tranh ảnh trong sách giáo khoa cho học sinh quan sát Giáo viên cố gắng chỉ ra những hệ thống câu hỏi gợi mở, dẫn dắt học sinh tìm hiểu vấn đề, học sinh có nắm được kiến thức, nhưng kĩ năng vận dụng kiến thức đó vào thực tế chưa được cao, đặc biệt chưa nắm vững bản chất của các khái niệm Học sinh tích cực trả lời giáo viên, học sinh thuộc bài nhưng chưa có hiểu sâu kiến thức và khắc sâu kiến thức Còn nhiều học sinh không có hứng thú vì gặp phải khái niệm trừu tượng Một số bài học trong chương này giáo viên dạy qua loa, thậm chí theo kiểu đọc chép truyền thống, chỉ yêu cầu học sinh ghi nhớ những kiến thức trọng tâm.

Giải pháp thay thế:

Giải pháp của tôi là sử dụng video, thí nghiệm ảo và hình ảnh có nội dung phù hợp vào bài giảng để cung cấp thêm hình ảnh động, bản chất các hiện tượng vật lý mà thực tế các em không quan sát được, giúp các em hiểu nhanh hơn, hứng thú hơn và có kĩ năng vận dụng vào thực tế tốt hơn.

Vấn đề sử dụng mô hình để dạy học trực quan sử dụng các viedeo, hình vẽ, flash đã có trong các bài viết và các đề tài liên quan:

+ Tham luận: “Ứng dụng Công nghệ thông tin trong dạy học, thuận lợi và thách thức” - Hùynh Tấn Thông - trường THPT Lấp Vò 2 - Đồng Tháp.

+ Đề tài: “ Sử dụng giáo án điện tử tăng kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 khi học xong chương vật lí thiên văn” - ThS Nguyễn Văn Thắng.

+ “Thí Nghiệm ảo trong việc dạy học Vật lý ” – Tài liệu.VN

Bản thân nhiều thầy cô trong trường và các trường THPT trong tỉnh cũng đã thực hiện và có nhiều đề tài đề cập đến việc thí nghiệm ảo, các video và hình ảnh phù hợp phục vụ cho giảng dạy

Các đề tài đề cập cách ứng dụng công nghệ thông tin dưới góc độ đánh giá tồn tại, các khó khăn gặp phải cung như khi nào thì sử dụng Một số đề tài có nghiên cứu sâu và cụ thể, có nhiều giải pháp hay nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh tuy nhiên còn chưa phù hợp với đôi tượng học sinh

Tôi muốn có một nghiên cứu cụ thể hơn và đánh giá được hiệu quả của việc đổi mới phương pháp dạy học thông qua việc sử dụng video, thí nghiệm ảo và hình ảnh có nội dung phù hợp vào bài giảng để cung cấp thêm tư liệu hình ảnh động, bản chất các hiện tượng vật lý mà thực tế các em không quan sát được, giúp các em hiểu nhanh hơn, hứng thú hơn và có kĩ năng vận dụng vào thực tế tốt hơn.

Vấn đề nghiên cứu:

Việc sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp có nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương “Lượng tử ánh sáng” hay không ?

Giả thuyết nghiên cứu:

Việc sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp làm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương “Lượng tử ánh sáng”

PHƯƠNG PHÁP

I – KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU

Khách thể được sử dụng để thực hiện nghiên cứu đề tài là học sinh lớp 12A1 và 12A2 trường THPT số 3 Văn Bàn vì các đối tượng này có nhiều thuận lợi cho việc nghiên cứu về cả phía đối tượng học sinh và giáo viên.

Học sinh :

Chọn 2 lớp: lớp 12A1 và lớp 12A2, là hai lớp có nhiều điểm tương đồng: trình

độ học sinh, số lượng, giới tính, thành phần dân tộc, độ tuổi

Bảng 1: Gới tính và thành phần dân tộc của hai lớp 12A1 và 12A2 củatrường THPT số 3 Văn Bàn

Kết quả bài kiểm tra 1 tiết giữa học kì II năm học 2011 – 2012 của môn Vật lí là tương đương.

Giáo viên:

Lương Cao Thắng dạy cả hai lớp: 12A1 và 12A2 Giáo viên có kinh nghiệm công tác giảng dạy, đồng thời là tổ trưởng chuyên môn Giáo viên có khả năng khai thác công nghệ thông tin, nhiệt huyết, nhiệt tình và có trách nhiệm cao trong công tác giảng dạy và giáo dục học sinh.

II - THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU

Chọn hai lớp nguyên vẹn: Lớp 12A1 làm nhóm thực nghiệm, lớp 12A2 làm nhóm đối chứng Dùng bài kiểm tra 1 tiết giữa học kì II năm học 2011 – 2012 làm

bài kiểm tra trước tác động Kết quả kiểm tra cho thấy điểm trung bình của hai nhóm

có sự khác nhau, do đó tôi dùng phép kiểm chứng t-test để kiểm chứng sự chênh lệch giữa điểm trung bình của hai nhóm trước khi tác động.

Sử dụng thiết kế 2: Kiểm tra trước và sau tác động với nhóm tương đương.

Bảng 3: Thiết kế nghiên cứu

Nhóm

Kiểm tra trước tác động

Tác động

Kiểm tra sau tác động

Thực

Dạy học sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh

Dạy học không sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương

Ở thiết kế này tôi sử dụng phép kiểm chứng t-test độc lập.

III – QUY TRÌNH NGHÊN CỨU

1 Chuẩn bị của giáo viên.

Sưu tầm các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh sáng: Video ( ứng dụng hiện tượng quang điện, hiện tượng quang – phát quang, ứng dụng của laze); thí nghiệm ảo Héc về hiện tượng quang điện, flash

về hiện tượng quang điện trong; hình ảnh mô hình hành tinh nguyên tử, quang điện trở, pin quang điện và các ứng dụng của nó.

Lớp thực nghiệm: Sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh sáng đã sưu tầm ở trên vào các tiết dạy.

Lớp đối chứng: Không sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh sáng đã sưu tầm ở trên vào các tiết dạy.

2 Tiến trình dạy thực nghiệm.

Thời gian tiến hành thực nghiệm tuân theo kế hoạch và thời khóa biểu chính khóa để đảm bảo tính khách quan Cụ thể:

Bảng 4: Thời gian thực hiện

IV – ĐO LƯỜNG VÀ THU THẬP DỮ LIỆU

Kiểm tra trước tác động: Dùng bài kiểm tra 1 tiết giữa học kì II năm học 2011 – 2012 làm bài kiểm tra trước tác động.

Kiểm tra sau tác động: Bài kiểm tra được thiết kế gồm 30 câu hỏi câu trắc nghiệm khách quan.

*Tiến trình kiểm tra:

Ra đề kiểm tra: Ra đề kiểm tra và đáp án sau đó lấy ý kiến đóng góp của giáo viên trong nhóm Vật lí để bổ sung, chỉnh sửa cho phù hợp.

Tổ chức kiểm tra hai lớp cùng một thời điểm, cùng đề Để cho khách quan tôi

đã nhờ giáo viên Vật lí không dạy khối 12 trong trường chấm bài theo đáp án đã xây dựng.

PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ

1 Phân tích dữ liệu

Bảng 5: So sánh điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động

Biểu đồ so sánh điểm trung bình kiểm tra trước và sau tác động.

Tổng hợp phần trăm kết quả theo thang bậc: Kém, yếu, TB, khá, giỏi kết quả của lớp thực nghiệm 12A1 và đối chứng 12A2.

Bảng 6: Thang bậc điểm trước và sau tác động

Biểu đồ so sánh kết quả xếp loại trước và sau tác động.

Như trên đã chứng minh rằng kết quả của 2 nhóm trước tác động là tương đương Sau tác động kiểm chứng kiểm chứng độ chênh lệch điểm trung bình bằng t- test kết quả p = 0,03 cho thấy: Sự chênh lệch điểm trung bình giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng có ý nghĩa, tức là chênh lệch điểm trung bình nhóm thực nghiệm cao hơn điểm trung bình nhóm đối chứng là không ngẫu nhiên mà do kết quả tác động.

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD = 7,04 6,44 0,53

Giả thuyết của đề tài: “Việc sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp làm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương lượng tử ánh sáng” đã được kiểm chứng.

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn của hai bài kiểm tra là SMD = 0,53 Điều này có nghĩa mức độ ảnh hưởng của tác động là tốt.

Phép kiểm chứng t-test điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động của hai lớp là p = 0,03 < 0,05 Kết quả này khẳng định sự chênh lệch điểm trung bình của hai nhóm không phải là ngẫu nhiên mà là do tác động, nghiêng về nhóm thực nghiệm.

*Hạn chế:

Nghiên cứu này sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp làm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương “Lượng tử ánh sáng” chỉ có phạm vi hẹp trong một chương và nó phụ thuộc vào khả năng sưu tầm, ứng dụng phù hợp trong từng tiết dạy bài dạy của giáo viên Để có thể ứng dụng rộng dãi kết quả nghiên cứu trong các phần kiến thức khác của môn Vật lí đòi hỏi người giáo viên cần phải đầu tư nhiều thời gian, công sức, biết thiết kế bài học cho phù hợp, phải có kĩ năng khai thác dữ liệu và ứng dụng công nghệ thông tin.

Đề tài cũng chỉ nên áp dụng ở những trường học sinh có năng lực tư duy hạn chế, khả năng khai thác kiến thức trên các kênh thông tin còn chưa cao.

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

1 Kết luận:

Việc sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp làm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương lượng tử ánh sáng.

2 Khuyến nghị:

Đối với các cấp lãnh đạo cần quan tâm đầu tư về cơ sở vật chất như: trang thiết bị máy tính, máy chiếu Projector cho nhiều phòng học trên lớp kết nối Wireless Network, cho các nhà trường mở các lớp bồi dưỡng về ứng công nghệ thông tin vào trong dạy học.

Đối với giáo viên: tích cực tự học, tự bồi dưỡng về công nghệ thông tin, biết khai thác thông tin trên mạng Internet.

Với phạm vi và kết quả nghiên cứu của đề tài tôi mong rằng các đồng nghiệp quan tâm chia sẻ, đặc biệt là với các bộ môn tương tự có thể ứng dụng đề tài này vào giảng dạy ở một số phần kiến thức để gây hứng thú và nâng cao kết quả học tập của học sinh.

Trong một thời gian không dài, áp dụng trong đơn vị kiến thức không lớn trong chương trình Vật lí TPHT chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong các đồng nghiệp đóng góp ý kiến.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Tham luận: “Ứng dụng Công nghệ thông tin trong dạy học, thuận lợi và thách thức” - Huỳnh Tấn Thông - trường THPT Lấp Vò 2 - Đồng Tháp.

2 Đề tài: “ Sử dụng giáo án điện tử tăng kết quả học tập môn vật lý của học sinh lớp 12 khi học xong chương vật lí thiên văn” - ThS Nguyễn Văn Thắng.

3 “ Thí Nghiệm ảo trong việc dạy học Vật lý ” – Tài liệu.VN

4 “Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục THPT ” ( trang 42, 44, 138) –

Nhà xuất bản giáo dục.

5 Sách giáo khoa Vật lí 12 ban cơ bản – Nhà xuất bản giáo dục.

6 Sách bài tập Vật lí 12 ban cơ bản – Nhà xuất bản giáo dục.

7 Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.

8 Chuẩn kiến thức, kĩ năng môn Vật lí 12 cơ bản.

PHỤ LỤC

I – KẾ HOẠCH BÀI HỌC.

1 Kế hoạch bài 30 ( Tiết 51 )

HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN.

THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

I MỤC TIÊU

1 Về kiến thức

- Trình bày được thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện và nêu được hiện tượng quang điện là gì

- Phát biểu được định luật về giới hạn quang điện

- Nêu được nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng

- Nêu được ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt.

2 Về kĩ năng

- Vận dụng được thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích định luật về giới hạnquang điện

3 Về thái độ

- Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các kiến thức mới

II PHƯƠNG TIỆN

Bộ thí nghiệm biễu diễn hiện tượng quang điện, video ứng dụng hiện tượng quangđiện

III PHƯƠNG PHÁP

Động não + giải quyết vấn đề

+ Kiểm tra sĩ số, vệ sinh lớp

+ Thông báo yêu cầu học tập của chương

2 Hoạt động 1: Tìm hiểu hiện tượng quang điện

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

- Cho học sinh xem video

ứng dụng hiện tượng quang

kim tĩnh điện kế sẽ không

bị thay đổi  Tại sao?

- Nếu trên đường đi của

ánh sáng hồ quang đặt một

tấm thuỷ tinh dày  hiện

tượng không xảy ra 

- Tấm kẽm mất bớt điện tích âm  các êlectron bị bật khỏi tấm Zn

- Hiện tượng vẫn xảy ra, nhưng e bị bật ra bị tấm

Zn hút lại ngay  điện tích tấm Zn không bị thay đổi

- HS trao đổi để trả lời

- Thuỷ tinh hấp thụ rất mạnh tia tử ngoại  còn lại ánh sáng nhìn thấy tia

tử ngoại có khả năng gây

ra hiện tượng quang điện ở

I Hiện tượng quang điện

1 Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện: SGK

2 Định nghĩa

- Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài)

3 Nếu chắn chùm sáng hồ quang bằng một tấm thuỷ tinh dày thì hiện tượng trên không xảy ra  bức xạ tử ngoại có khả năng gây