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 DÒNG 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 DÒNG 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…………… 28 Bảng 2.1 Danh mục thiết bị thí nghiệm 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 64 Bảng 3.3 Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống………… .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………………………………………… …… 45 Hình 2.13 Mạch điện xoay chiều có tụ điện……………………… 46 Hình 2.14 Mạch điện xoay chiều có cuộn cảm………………….… 46 Hình 2.15 Bố trí mạch tạo dao động điện từ LC……………….……… 50 Hình 2.16 Mạch điện 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 DÒNG 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……… 37 38 38 48 49 54 55 3.2 Đối tượng phương thức thực nghiệm sư phạm………… 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm…………… 55 55 3.2.2 Phương thức thực nghiệm sư phạm…………… 55 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 …………………………………………………………………… 57 57 63 68 69 72 76 MỞ ĐẦU Lý nghiên cứu Đối với môn vật lí bậc THPT, quan điểm xây dựng chương trình coi trọng phương pháp thực nghiệm Yêu cầu rèn luyện cho học sinh kĩ quan sát tượng vật lí tự nhiên, đời sống thí nghiệm, sử dụng dụng cụ đo phổ biến vật lí, biết lắp ráp tiến hành thí nghiệm vật lí đơn giản, thu thập xử lí thông tin thu để rút kết luận, đề dự đoán đơn giản mối quan hệ hay chất tượng trình vật lí, đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đề Do thiết bị thí nghiệm đắt tiền, cồng kềnh, tốn nhiều thời gian chuẩn bị dụng cụ, việc tiến hành thí nghiệm có nhiều khó khăn cho giáo viên dạy học Một số thí nghiệm phần Điện học thiết kế với bảng mạch lắp sẵn có ưu điểm dễ thao tác tiến hành thí nghiệm đảm bảo thí nghiệm thành công, nhiên bảng mạch thiết bị nhỏ phù hợp với thí nghiệm thực hành học sinh, việc tiến hành thí nghiệm biểu diễn giáo viên hạn chế Để đáp ứng việc giảng dạy chương trình vật lí Trung học phổ thông, việc nghiên cứu, chế tạo thí nghiệm Vật lí vật liệu rẻ tiền, tiết kiệm, dễ sử dụng dạy học, đồng thời nghiên cứu kết hợp thí nghiệm thật phần mềm máy tính nhằm nâng cao hiệu thí nghiệm Có khả thiết kế, lắp ráp mạch điện linh hoạt, dễ thao tác, thực nhiều thí nghiệm phần Điện học môn Vật lí bậc THPT (lớp 11 lớp 12) thí nghiệm biểu diễn giáo viên mặt bảng từ, đảm bảo học sinh dễ quan sát, giáo viên dễ tiến hành thí nghiệm nhanh xác cần thiết Với lý trên, chọn đề tài nghiên cứu: “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” 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Allan C Ornstein, Thomas J.Lasley (1990) Các chiến lược để dạy học có hiệu (Bản gốc Strategies for Effective teaching, New York; Bản Tiếng Việt ĐHQG HN dịch lưu hành nội bộ) Bộ Giáo dục Đào tạo (2006) Chương trình giáo dục phổ thông, môn Vật lí NXB Giáo dục, Hà Nội Bộ Giáo dục Đào tạo (2006) Sách giáo khoa Vật lí 10 (cơ nâng cao) NXB Giáo dục, Hà Nội Bộ Giáo dục Đào tạo (2007) Tài liệu Bồi dưỡng Giáo viên thực chương trình, sách giáo khoa lớp 11 THPT Bùi Hiền, Nguyễn Văn Giao, Nguyễn Hữu Quỳnh, Vũ Văn Tảo (2001) Từ điển giáo dục học NXB Từ điển Bách khoa, Hà Nội Bùi Thu Hà (2000) Bồi dưỡng lực thực nghiệm Vật lí cho học sinh trung học sở Thông báo khoa học, Trường ĐHSP Hà Nội, số 3/2000 Đào Xuân Hinh (2007) Một số ví dụ việc sử dụng thí nghiệm dạy học Vật lí Tạp chí khoa học giáo dục số 27, tháng 12 năm 2007 Lê Văn Hồng, Lê Ngọc Lan, Nguyễn Văn Thàng (2001) Tâm lý học lứa tuổi tâm lý học sư phạm NXB ĐHQGHN Mathew Pisciouneri (2008) Đánh giá hiệu phương thức giảng dạy đại học - Quan điểm Việt Nam Australia Hội thảo Quốc tế Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Tây Nguyên Đại học Monash, Australia tổ chức vào tháng 3/2008 10 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2003) Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thông NXB ĐHSP Hà Nội 11 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng(2001) Tổ chức hoạt động nhận 11 thức cho học sinh dạy học Vật lí trường phổ thông, Nxb ĐHQGHN, Hà Nội 12 Nguyễn Văn Đồng (2004) Tâm lý học phát triển NXB Chính trị Quốc gia, Hà Nội 13 Patricia, H Miler (2003) Các học thuyết Tâm lý học phát triển (lược dịch: Vũ Thị Chín) NXB Văn hóa- Thông tin, Hà Nội 14 Phạm Hữu Tòng (2001) Lý luận dạy học Vật lí trường trung học NXB GD, Hà Nội 15 Phạm Hữu Tòng (2004) Dạy học Vật lí trường trung học phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo tư khoa học NXB SP, Hà Nội 16 Rudof Batliner (2002) Sổ tay phương pháp luận dạy học Chương trình Hỗ trợ LNXH NXB Bản đồ, Hà Nội 17 Tạ Tri Phƣơng (2001) Giáo trình phương pháp giảng dạy Vật lí phổ thông- phần thực hành thí nghiệm Vật lí , ĐHSP Hà Nội 18 Trần Thùy Hƣơng, Tạ Tri Phƣơng (2007) Một số biện pháp có khả nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên Vật lí trường sư phạm Tạp chí khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, số 3/2007 19 Viện Vật lí kỹ thuật (2006) Tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị Vật lí 10 20 Vũ Văn Dụ (2007) Nâng cao chất lượng bồi dưỡng giáo viên phổ thông sử dụng thiết bị giáo dục Tạp chí KHGD số 19, tháng năm 2007 21 Wieland Muller (2007) Tài liệu hội thảo chuyên đề: Các phương pháp dạy học đại dạy học Vật lí trường phổ thông Khoa Vật lí , ĐHSP Hà Nội, 4/2009 12 Tiếng Anh 22 A.V Brioukhanov (1967) India physics secondary shool science teaching project new delhi Unesco, Pari, January 1967 23 Australian Vice-Chanellors’ Committee (2005) Universities and their Students: Principles for the Provision of Education by Australian Universities 24 Avi Hofstein, Vincent N Lunetta (2003) The laboratory in Science Eduaction: Foundation for the twenty-Fisrt Century Wiley Periodicals, Inc USA 25 B VanGundy (2005) 101 Activities for teaching Creativity and Problem solving Copyright © 2005 by John Wiley & Sons, Inc Published by Pfeiffer An Imprint of Wiley USA 26 C Glava , A E Glava, and M Bocoş (2000) Formative potential of virtual instrumentation learning tools for lower secondary school students acquisition of abstract concepts in Science education UNESCO - World Educational Report 27 Carl J Wenning (2004) Contrasting Cookbook with Inquiry-Oriented Labs Physics Teacher Education Program, Illinois State University http://www.phy.ilstu.edu/ 28 Carl J.Wenning Assessing Inquiry skill as a component of scientific literacy (2000) Physics teacher education Coordinator, Illinoise State University, Nomal, IL, 61790-4560 29 Chris Chiaverina, and Michael Vollmer (2005) Learning physics from the experiments http://www.girep2005.fmf.uni-lj.si/ 13 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 14