Nâng cao chất lượng bộ môn vật lý THPT bằng video và thí nghiệm ảo

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI 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 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Văn Bàn, tháng 5 năm 2012 MỤC LỤC Trang TÓM TẮT 3 GIỚI THIỆU 4 PHƯƠNG PHÁP I – Khách thể nghiên cứu 7 II – Thiết kế nghiên cứu 8 III – Quy trình nghiên cứu 9 IV – Đo lường và thu thập dữ liệu 10 PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ 1. Phân tích dữ liệu 11 2. Bàn luận 13 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1. Kết luận 14 2. Khuyến nghị 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO 15 PHỤ LỤC 16 Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 2 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai TÓM TẮT 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 Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 3 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai 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. Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 4 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai 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 Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 5 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai 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” . Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 6 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai 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 của trường THPT số 3 Văn Bàn. Nhóm Học sinh các nhóm Dân tộc Tổng số Nam Nữ Kinh Tày HMông Dao Thái Giáy 12A1 36 25 11 0 29 4 1 1 1 12A2 36 21 15 1 29 3 2 1 0 Ý thức học tập của học sinh hai lớp: đa số học sinh đều ngoan, tích cực, chủ động tham gia học tập. Bên cạnh đó cả hai lớp vẫn còn nhiều học sinh năng lực tư duy hạn chế, trầm, ít tham gia các hoạt động chung của lớp. 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 Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 7 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai 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. Kết quả: Bảng 2: Kiểm chứng để xác định nhóm tương đương Thực nghiệm Đối chứng TBC 5,80 5,57 p = 0,21 p = 0,21 > 0,05 từ đó rút ra kết luận sự chênh lệch điểm trung bình của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng là không có ý nghĩa, hai nhóm được coi là tương đương. 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 nghiệm O 1 Dạy học sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh sáng. O 3 Đối chứng O 2 Dạy học không sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh sáng. O 4 Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 8 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai 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 Thứ Môn/Lớp Tiết PPCT Tên bài Thứ 2 27/02/2012 Vật lí 12A1 51 Hiện tượng quang điện Thứ 5 01/3/2012 Vật lí 12A1 53 Hiện tượng quang điện trong Thứ 3 Vật lí 54 Hiện tượng quang – phát quang Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 9 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai 06/3/2012 12A1 Thứ 6 09/3/2012 Vật lí 12A1 55 Mẫu nguyên tử Bo Thứ 6 16/3/2012 Vật lí 12A1 57 Sơ lược về laze. Bài tập 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 Thực nghiệm Đối chứng Điểm trung bình 7,04 6,44 Độ lệch chuẩn 1,11 1,41 Giá tri p của t-test 0,03 Chênh lệch giá trị TB chuẩn( SMD) 0,53 Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 10 [...]... phạm ứng dụng 12 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai trường THPT số 3 Văn Bàn khi học xong chương Lượng tử ánh sáng” của nhóm thực nghiệm là khả quan 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... 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... 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... dạy học, thuận lợi và thách thức” - Huỳnh Tấn Thông - trường THPT Lấp Vò 2 - Đồng Tháp Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng 14 Lương Cao Thắng Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai 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... là gì? - HS đọc Sgk và trả lời - Giới thiêuh hiện tượng - Chưa bị chiếu sáng → e bằng flash liên kết với các nút mạng - Dựa vào bản chất của → không có e tự do → dòng điện trong chất bán cách điện dẫn và thuyết lượng tử, - Giải thích hãy giải thích vì sao như - Dựa vào bảng giới hạ vậy? quang điện giải thích - So sánh độ lớn của giới hạn quang dẫn với độ lớn của giới hạn quang điện và đưa ra nhận xét... lượng tử ánh sáng trao đổi năng lượng giữa Nội dung: SGK các nguyên tử và phân tử 4 Giải thích định luật về giới - Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay - HS ghi nhận tính đúng hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng phân tử hấp thụ hay phát đắn của giả thuyết - Mỗi phôtôn khi bị hấp thụ sẽ xạ gọi là lượng tử năng Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng 17 Lương Cao Thắng Trường THPT. .. nghiệm cao hơn điểm trung bình nhóm đối chứng là không ngẫu nhiên mà do kết quả tác động Chênh lệch giá trị trung 7,04 − 6,44 = 0,53 bình chuẩn SMD = 1,11 Theo bảng tiêu chí Cohen, chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD = 0,53 cho thấy mức độ ảnh hưởng của dạy học có sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp làm nâng cao kết quả học tập môn vật lý của... dòng điện trong chân không B Để thay đổi điện trở của vật C Để làm nóng vật D Để làm cho vật phát sáng Câu 9: Một chất phát quang có khả năng phát ra ánh sáng màu vàng lục khi bị kích thích phát sáng Hỏi khi chiếu vào chất đó ánh sáng đơn sắc nào dưới đây thì chất đó sẽ phát quang ? A Lục B Vàng C Da cam D Đỏ Câu 10: Quang điện trở hoạt động dựa vào nguyên tắc nào ? A Hiện tượng nhiệt điện B Hiện tượng... không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện khi bị chiếu sáng 2 Hiện tượng quang điện trong - SGK - Ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện Nội dung II Quang điện trở - Là một điện trở làm bằng chất quang dẫn - Cấu tạo: 1 sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện - Điện trở có thể thay đổi từ vài MΩ → vài chục Ω Nội dung III Pin quang điện 1 Là pin chạy bằng năng lượng ánh sáng Nó biến... 0,5µm chất có bước sóng Hỏi khi chiếu vào chất đó ánh sáng có bước sóng nào dưới đây thì nó sẽ không phát quang ? 0,3µm 5 6 4 A B C D Câu 13: Chọn câu đúng Có thể giải thích tính quang dẫn bằng thuyết A phôtôn B động học phân tử C êlectron cổ điển D sóng ánh sáng Câu 14: Hãy chọn câu đúng khi xét sự phát quang của một chất lỏng và một chất rắn A Sự phát quang của chất lỏng là huỳnh quang của chất rắn . GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI 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. 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. các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng tử ánh sáng. O 3 Đối chứng O 2 Dạy học không sử dụng các video, thí nghiệm ảo và các hình ảnh phù hợp trong chương lượng