Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm kết nối máy vi tính trong dạy học phần dòng điện xoay chiều và dao động điện từ vật lí 12

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NHUỆ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NHUỆ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ CHUYÊN NGHÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ) Mã số: 60 14 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Phạm Kim Chung HÀ NỘI - 2015 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy, cô giảng viên Khoa Sư phạm, Khoa khoa học giáo dục, phòng Sau Đại học Trường Đại học Giáo Dục - Đại học Quốc Gia Hà Nội quan tâm giúp đỡ suốt thời gian học tập thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy, cô Ban giám hiệu trường THPT Hồng Hà - Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho trình thực đề tài Đặc biệt, em xin trận trọng cảm ơn TS Phạm Kim Chung tận tình hướng dẫn em thực đề tài Hà nội - 2015 Học Viên Nguyễn Thị Phương Nhuệ DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNTT Công nghệ thông tin CSVT Cơ sở vật chất DH Dạy học DHVL Dạy học Vật lí HS Học sinh TBTN Thiết bị thí nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm TNTH Thí nghiệm thực hành TNVL Thí nghiệm Vật lí TNVLPT Thí nghiệm Vật lí phổ thông THPT Trung học phổ thông MTĐT Máy tính điện tử PTDH Phương tiện dạy học SGK Sách giáo khoa SP Sư phạm VL Vật lí DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng kĩ thí nghiệm cần rèn luyện cho học sinh THPT dạy học vật lí………………………………………… 22 Bảng 1.2 Thống kê phiếu khảo sát học sinh THPT Hồng Hà…………… Bảng 2.1 Danh mục thiết bị thí nghiệm 28 39 Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số báo cáo chuẩn bị trước tiến hành thí nghiệm ……………………………………… 63 Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số báo cáo sau tiến hành thí nghiệm Bảng 3.3 Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống………… 64 65 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Mạch dao động LC…………………………………………… 31 Hình 2.2 Dạng đồ thị biên độ dao động dao động điện từ tắt dần……………………………………………………………………… 32 Hình 2.3 Mạch điện xoay chiều có tụ điện……… ………………… 33 Hình 2.4 Đồ thị biểu diễn biễn đổi UC IC hai đầu tụ theo thời gian………………………………………………………… 34 Hình 2.5 Mạch điện xoay chiều có cuộn cảm……………………… 34 Hình 2.6 Đồ thị biểu diễn biến đổi UL IL hai đầu cuộn cảm theo thời gian……………………………………………… 35 Hình 2.7 Bộ dụng cụ thí nghiệm Vật lí phần điện, từ dao động 38 Hình 2.8 Mạch tạo dao động điện từ LC……………………………… 40 Hình 2.9 Bố trí mạch tạo dao động điện từ LC………………………… 41 Hình 2.10 Mạch dao động LC có thêm điện trở R……………………… 42 Hình 2.11 Bố trí mạch tạo dao động điện từ tắt dần…………………… 44 Hình 2.12 Hình ảnh dao động điện từ tắt dần hình phần mềm Soundcard Oszilloscope………………………………………… …… Hình 45 2.13 Mạch điện xoay chiều có tụ điện……………………… Hình 2.14 46 Mạch điện xoay chiều có cuộn cảm………………….… Hình 2.15 Bố trí 46 mạch tạo dao động điện từ LC……………….……… Hình 2.16 Mạch điện 50 xoay chiều có tụ điện……………….……… 53 Hình 2.17.Mạch điện xoay chiều có cuộn cảm……………………… 53 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Kết báo cáo chuẩn bị trước tiến hành thí nghiệm…….64 Biểu đồ 3.2 Đồ thị đường tần suất lũy tích……….……………… … 65 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.Lý nghiên cứu……………………………………………………… 2.Mục đích nghiên cứu…………………………………………………… 3.Nhiệm vụ nghiên cứu…………………………………………………… 4.Khách thể đối tượng nghiên cứu… ………………………………… 5.Vấn đề nghiên cứu …………………………………………………… 6.Giả thiết khoa học… …………………………………………………… 7.Giới hạn phạm vi nghiên cứu………………………………………… 8.Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài………………………… 9.Phương pháp nghiên cứu……………………………………………… 10.Cấu trúc luận văn……………………………………………………… CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1.Thí nghiệm Vật lí đặc điểm thí nghiệm Vật lí ………… 1.1.1.Thí nghiệm Vật lí ………………………………………………… 1.1.2.Đặc điểm thí nghiệm Vật lí …………………………………… 1.2.Vai trò thí nghiệm dạy học Vật lí trường phổ thông 1.2.1.Vai trò thí nghiệm DHVL trường phổ thông theo quan điểm lý luận nhận thức……………………………………………… 1.2.2.Vai trò thí nghiệm DH VL trường phổ thông theo quan điểm lý luận dạy học ………………………………… 1.3.Hệ thống kĩ thí nghiệm cần rèn luyện học sinh phổ thông dạy học Vật lí 1.3.1.Khái niệm kĩ 1.3.2.Kĩ thí nghiệm cần rèn luyện học sinh phổ thông dạy học Vật lí 1.4 Thí nghiệm biểu diễn yêu cầu sử dụng 1.5 Thực trạng việc sử dụng thí nghiệm dạy học Vật lí trường phổ thông……………………… 1.5.1.Mục đích tìm hiểu………………………………… 1.5.2 Nội dung tìm hiểu………………………………………………… 1.5.3 Phương pháp tìm hiểu……………………………………………… 1.5.4 Kết tìm hiểu…………………………………………………… 1.6 Kết luận chương 1……………………………… CHƢƠNG XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY 10 11 11 11 12 12 12 12 13 13 14 14 14 15 15 16 19 19 20 25 27 27 27 27 28 30 TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - VẬT LÍ 12 2.1 Phân tích nội dung phần Dòng điện xoay chiều Dao động điện từ - Vật lí 12 …………………………………………… 31 2.1.1 Nội dung phần Dòng điện xoay chiều dao động điện từ 2.1.2 Xác định mục tiêu học 31 36 2.2 Xây dựng số thí nghiệm kết nối máy tính dạy học phần Dòng điện xoay chiều Dao động điện từ - Vật lí 12… 2.2.1 Ý tưởng xây dựng thí nghiệm…………………… 2.2.2 Xây dựng số thí nghiệm kết nối máy tính dạy học phần Dòng điện xoay chiều dao động điện từ…………………… 2.3 Tổ chức hoạt động dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính phần Dòng điện xoay chiều Dao động điện từ - Vật lí 12 2.4 Thiết kế tiến trình dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính phần Dòng điện xoay chiều Dao động điện từ - Vật lí 12 2.5 Kết luận chương CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm……… 3.2 Đối tượng phương thức thực nghiệm sư phạm………… 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm…………… 3.2.2 Phương thức thực nghiệm sư phạm…………… 3.3 Thực nghiệm sư phạm………………………………………………… 3.4 Phân tích định tính diễn biến học trình TNSP… 3.5 Phân tích định lượng………………………………………………… 3.6 Hiệu biện pháp đề xuất……………… KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ……………………… Tài liệu tham khảo………………………………………………………… Phụ lục …………………………………………………………………… 37 38 38 48 49 54 55 55 55 55 57 57 63 68 69 72 76 30 Dave Pushkin (2001) Teacher Training: A reference handbook Contemporary education Issues ABC Clio, Inc, Offord, England 31 Dimitris Psillos, Hans Niedderer (2002).Teaching and learning in the science laboratory Springer 75 PHỤ LỤC MẦU BÁO CÁO CHUẨN BỊ TRƢỚC KHI THỰC HÀNH Họ tên : ……………………………………… Lớp : ……………………………………… Trường : ……………………………………… Nghiên cứu sách giáo khoa Vật lí 12, tài liệu tham khảo Hãy hoàn thành báo cáo theo nội dung Mục đích của thí nghiệm là gì? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Nêu sở lý thuyết của thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 76 Những đại lượng cần xác định là gì? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Những dụng cụ thí nghiệm cần có là gì? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Thiết kế thí nghiệm nào?(vẽ sơ đồ thí nghiệm) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Tiến hành thí nghiệm nào?(liệt kê bước) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 77 Phương án thu thập số liệu nào?(kẻ bảng số liệu) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Phương án xử lí số liệu nào? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Những yếu tố ảnh hưởng đến độ xác của phép đo là gì? Khắc phục nào? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… 78 10.Cần làm để đảm bảo an toàn thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 11.Đề xuất (câu hỏi liên quan đến bài thí nghiệm cần trao đổi với giáo viên) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 79 BÁO CÁO THỰC HÀNH: MINH HỌA MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ LC Họ tên : ……………………………………… Lớp : ……………………………………… Trường : ……………………………………… Mục đích thí nghiệm: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Cơ sở lý thuyết a) Dựa vào đâu để ta kết luận mạch LC mạch dao động điện từ? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 80 ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Dụng cụ đo a) Hãy kể tên dụng cụ cần thiết để tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… b) Ở thực hành này, cần ý sử dụng dao động kí? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 81 Nêu tóm tắt bước tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Thời gian tiến hành phương án/ thao tác thí nghiệm Các bước tiến hành Thời gian Chuẩn bị Lắp ráp Tiến hành đo … Nhận xét - Kết a )Khi đóng khóa K, nhận xét độ sáng đèn đèn 2? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 82 b) Sau thời gian, mở khóa K, nhận xét độ sáng đèn đèn 2? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 83 BÀI BÁO CÁO THỰC HÀNH: KHẢO SÁT DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TẮT DẦN TRONG MẠCH LC Họ tên: Lớp: Nhóm: Ngày làm thực hành: Viết báo cáo theo nội dung sau: Mục đích ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Tóm tắt lí thuyết ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Dụng cụ đo c) Hãy kể tên dụng cụ cần thiết để tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 84 d) Ở thực hành này, cần ý sử dụng dao động kí? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… e) Nêu tóm tắt bước tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… f) Thời gian tiến hành phương án/ thao tác thí nghiệm Các bước tiến hành Thời gian Chuẩn bị Lắp ráp 85 Tiến hành đo … g) Nhận xét - Kết Quan sát dạng đồ thị thu hình máy tính vẽ lại dạng đồ thị đó? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… BÁO CÁO BÀI THỰC HÀNH: MINH HỌA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM Họ tên: ……………………………………lớp:………… 1) Mục đích thí nghiệm: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 86 ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 2) Cơ sở lý thuyết a)Tác dụng tụ điện mạch điện xoay chiều? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… b) Tác dụng cuộn cảm mạch điện xoay chiều? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 3) Dụng cụ đo h) Hãy kể tên dụng cụ cần thiết để tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 87 ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… 4) Nêu tóm tắt bước tiến hành thí nghiệm? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 5) Thời gian tiến hành phương án/ thao tác thí nghiệm Các bước tiến hành Thời gian Chuẩn bị Lắp ráp Tiến hành đo … 6) Nhận xét - Kết a ) Đối với mạch điện xoay chiều có tụ, đóng khóa K, nhận xét độ sáng đèn? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 88 ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… b) Đối với mạch điện xoay chiều có cuộn cảm, đóng khóa K, nhận xét độ sáng đèn? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 89 [...]... tập trung vào nghiên cứu vấn đề cơ bản sau: Làm thế nào để xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm kết nối máy vi tính trong vi c dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12 nhằm rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh THPT 6 Giả thuyết khoa học Vi c xây dựng các thiết bị thí nghiệm phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12 - kết nối máy vi tính bằng các vật liệu... máy vi tính và các phần mềm đã và đang được sử dụng trong dạy học Vật lí nói chung và rèn luyện kĩ năng sử dụng thí nghiệm đem đem lại nhiều lợi ích 30 CHƢƠNG 2 XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - VẬT LÍ 12 2.1 Phân tích nội dung các bài phần Dòng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12 2.1.1 Nội dung các bài phần Dòng điện. .. - Xây dựng bộ thí nghiệm trong môn Vật lí phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ kết nối máy vi tính - Nghiên cứu về nội dung, phương pháp tổ chức dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12 - Thiết kế tiến trình dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12 với các bộ thí nghiệm đã xây dựng được - Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu... SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12" 10 2 Mục đích nghiên cứu Xây dựng thí nghiệm và thiết kế phương án sử dụng một số thí nghiệm phần Điện học trong dạy học Vật lí lớp 12 nhằm rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh THPT 3 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học có sử dụng thí nghiệm trong bộ môn Vật lí THPT - Xây. .. lí luận và thực tiễn của đề tài Chƣơng 2 Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm kết nối máy tính trong dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ -Vật lí 12 Chƣơng 3 Thực nghiệm sư phạm 13 CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Thí nghiệm Vật lí và đặc điểm thí nghiệm Vật lí 1.1.1 Thí nghiệm Vật lí Thí nghiệm Vật lí là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các... quả của các bài thí nghiệm và các tiến trình dạy học đã xây dựng 4 Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học thực hành Vật lí của giáo vi n và học sinh lớp 12 trường THPT Hồng Hà, thành phố Hà Nội - Đối tượng nghiên cứu: + Thiết bị thí nghiệm Vật lí và sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12 11 5 Vấn đề nghiên... cứu có thể được vận dụng vào vi c rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh THPT môn Vật lí 12 9 Phƣơng pháp nghiên cứu * Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu lý thuyết về sử dụng thí nghiệm trong dạy học bộ môn Vật lí THPT - Nghiên cứu nội dung và cách thức tổ chức hoạt động sử dụng thí nghiệm trong vi c dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ Vật lí 12 * Nhóm các phương... điện xoay chiều và Dao động điện từ Vật lí 12 Theo chương trình Vật lí 12, phần Dòng điện xoay chiều và Dao động điện từ có các bài cụ thể sau: 1) Bài 21 Dao động điện từ Bài này là bài mở đầu của chương 4 Dao động và sóng điện từ, khi đó học sinh đã được học về dao động cơ, học sinh đã biết về phương trình và dạng đồ thị của dao động cơ, cụ thể là dao động của con lắc đơn, từ đây có thể liên hệ và. .. hoạt động sử dụng thí nghiệm trong vi c dạy học Vật lí * Nhóm các phương pháp thực nghiệm: - Tiến hành tổ chức hoạt động dạy học một số nội dung trong phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12 có sử dụng các thí nghiệm tại trường THPT Hồng Hà - Hà Nội * Nhóm phương pháp xử lý thông tin: Định lượng, định tính, thống kê và phân tích thống kê 10 Cấu trúc của luận văn Chƣơng 1 Cơ sở lí. .. với học tập Vật lí - Vi c tổ chức hoạt động thí nghiệm vật lí trong giảng dạy Vật lí còn hạn chế tính sáng tạo, linh hoạt Chưa có nhiều thiết bị thí nghiệm biểu diễn để phục vụ các bài dạy trên lớp của giáo vi n khiến vi c giảng dạy trở nên khó khăn, học sinh khó tiếp thu bởi không được quan sát trực quan - Vi c rèn luyện kĩ năng sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí cho học sinh trong dạy học Vật lí