Nghiên cứu chế tạo và sử dụng một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản kết hợp ứng dụng công nghệ thông tin để dạy học các kiến thức phần

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM - - TRỊNH PHI HIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN KẾT HỢP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC PHẦN "ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƢỜNG" VẬT LÝ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận phƣơng pháp dạy học vật lí Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS TRẦN ĐỨC VƢỢNG THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố công trình khác Thái Nguyên, tháng năm 2011 Tác giả Trịnh Phi Hiệp Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Em xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Tiến Sĩ Trần Đức Vƣợng, ngƣời tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa sau đại học, khoa vật lý, Thƣ viện – Trƣờng Đại học Sƣ Phạm – Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em suốt trình học tập, nghiên cứu Em xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo nghiên cứu khoa học Trƣờng Đại học Sƣ Phạm – Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Cuối xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu đồng ngiệp trƣờng THPT Sơn Nam động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện cho hoàn thành nhiệm vụ học tập nghiên cứu Thái Nguyên, tháng năm 2011 Trịnh Phi Hiệp Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii iii Một số cụm từ viết tắt luận văn vii Danh mục hình vẽ bảng viii MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài II Mục tiêu đề tài III Khách thể đối tƣợng nghiên cứu IV Giả thuyết khoa học V Nhiệm vụ nghiên cứu VI Phạm vi nghiên cứu VII Phƣơng pháp nghiên cứu VIII Đóng góp đề tài IX Cấu trúc nội dung luận văn Mục lục CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN KẾT HỢP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC PHẦN "ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƢỜNG" VẬT LÝ 11 THPT 1.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.2 Nhiệm vụ dạy học môn vật lý trƣờng phổ thông 1.3 Một số quan điểm đại phƣơng pháp dạy học môn vật lý 1.4 Hứng thú, tính tích cực, tự lực HS hoạt động học tập vật lý trƣờng phổ thông 1.4.1 Hứng thú HS học tập vật lý trƣờng phổ thông 1.4.2 Tính tích cực HS hoạt động học tập 1.4.3 Tính tự lực hoạt động học tập HS 10 1.4.4 Quan hệ tích cực, tự lực học tập hứng thú nhận thức 10 Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 1.4.5 Phƣơng pháp hình thành, phát triển hứng thú, tích cực, tự lực học tập HS 11 1.5 Một số đặc điểm HS phổ thông liên quan đến hứng thú tính tích cực, tự lực hoạt động học tập 11 1.6 Các phƣơng pháp dạy học phát huy tính tích cực, tự lực hứng thú nhận thức dạy học vật lý 12 1.6.1 Khái niệm 12 1.6.2 Những dấu hiệu đặc trƣng phƣơng pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực hứng thú cho HS 12 1.6.3 Các phƣơng pháp dạy học tích cực cần đƣợc phát triển 14 1.6.3.1 Dạy học định hƣớng hoạt động tìm tòi 15 1.6.3.2 Dạy học định hƣớng khái quát chƣơng trình hóa 15 1.6.3.3 Dạy học theo phƣơng pháp hƣớng dẫn HS tự học 15 1.6.3.4 Dạy học hợp tác theo nhóm nhỏ .16 1.6.3.5 Dạy học phát giải vấn đề 16 1.7 Thí nghiệm dạy học Vật lý 16 1.7.1 Khái niệm thí nghiệm Vật lý 16 1.7.2 Đặc điểm thí nghiệm Vật lý 17 1.7.3 Vai trò thí ngiệm dạy học Vật lý 18 1.7.4 Phân loại thí nghiệm dạy học vật lý trƣờng phổ thông 20 1.7.4.1 Thí nghiệm biểu diễn 20 1.7.4.2 Thí nghiệm thực tập 20 1.8 Thí nghiệm trực diện 20 1.8.1 Khái niệm TN trực diện 20 1.8.2 Vị trí TN trực diện 21 1.8.3 Mục đích sử dụng TN trực diện 22 1.8.3.1 Sử dụng TN trực diện mở đầu 22 1.8.3.2 Sử dụng TN trực diện nghiên cứu tƣợng .22 1.8.3.3 Sử dụng TN vật lý trực diện để củng cố kiến thức 23 1.9 Yêu cầu kỹ thuật phƣơng pháp dạy dọc việc sử dụng TN 23 1.9.1 Những yêu cầu chung việc sử dụng TN 24 1.9.2 Những yêu cầu việc sử dụng TN 24 Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v 1.9.2.1 Yêu cầu việc lựa chọn TN 24 1.9.2.2 Yêu cầu chuẩn bị 24 1.9.3 Ƣu điểm chế tạo DCTN đơn giản từ vỏ lon chai nhựa 25 1.10 Thực trạng dạy học vật lý có sử dụng TN số trƣờng PT 26 1.10.1 Mục đích, phƣơng pháp điều tra 26 1.10.2 Kết điều tra 26 KẾT LUẬN CHƢƠNG I 29 CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ TIẾN HÀNH MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN KHI DẠY PHẦN ĐIỆN TÍCH, ĐIỆN TRƢỜNG 31 2.1 Thiết kế, chế tạo DCTN đơn giản từ chai nhựa vỏ lon 31 2.2 Tầm quan trọng CNTT ứng dụng dạy học VL 35 2.2.1 Mô đối tƣợng vật lý cần nghiên cứu 36 2.2.2 Hỗ trợ xây dựng mô hình 36 2.2.3 Hỗ trợ TN vật lý 36 2.2.4 Ứng dụng CNTT vào việc phân tích đoạn phim ghi lại trình vật lý thực 37 2.3 Quy trình thiết kế tiến trình dạy học vật lý với việc ứng dụng công nghệ thông tin 37 2.3.1 Xác định mục tiêu học 37 2.3.2 Các mục tiêu dạy học 38 2.3.3 Hình thức 38 2.3.4 Trình chiếu giảng điện tử 39 2.4 Thƣ viện tƣ liệu tranh, ảnh, hình vẽ video clip 39 2.4.1 Các thí nghiệm mô 40 2.4.2 Thƣ viện video clip 41 2.5 Thiết kế phƣơng án dạy học đơn vị kiến thức cụ thể 43 2.5.1 Xác định mục đích yêu cầu 43 2.5.2 Xác định yếu tố nội dung kiến thức 43 2.5.3 Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức 44 2.5.4 Xác định tiến trình dạy học cụ thể 44 2.6 Sử dụng TN học vật lý nhằm kích thích hứng thú, phát huy tính tích cực, tự lực học tập cho HS 45 Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi 2.6.1 Sơ đồ cấu trúc bƣớc pp thực nghiệm dạy học vật lý 45 2.6.2 Sử dụng TN học vật lý để xây dựng logic kiến thức học 46 2.6.3 Tổ chức hƣớng dẫn TN 49 2.7 Cấu trúc đặc điểm chƣơng “Điện tích -Điện trƣờng” vật lý 11 THPT 49 2.7.1 Phân tích cấu trúc nội dung 49 2.7.2 Chuẩn kiến thức, kĩ thái độ HS cần đạt đƣợc học phần “Điện tích - Điện trƣờng” 50 2.7.3 Soạn thảo tiến trình dạy học học cụ thể phần “Điện tích Điện trƣờng” 51 KẾT LUẬN CHƢƠNG 61 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 62 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 62 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 62 3.3 Đối tƣợng sở thực nghiệm sƣ phạm 62 3.4 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 63 3.5 Phƣơng pháp đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm 63 3.6 Khống chế hoạt động ảnh hƣởng đến kết TNSP 64 3.7 Các giai đoạn thực nghiệm sƣ phạm 64 3.7.1 Công tác chuẩn bị cho TNSP 64 3.7.2 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm 64 3.7.3 Sử lý phân tích kết thực nghiệm sƣ phạm 65 3.7.3.1 Đánh giá cụ thể tiến trình dạy học học soạn thảo 65 3.7.3.2 Kết sử lý kết thực nghiệm sƣ phạm 68 3.8 Đánh giá chung thực nghiệm sƣ phạm 72 KẾT LUẬN CHƢƠNG 73 KẾT LUẬN CHUNG 75 Kết luận 75 Kiến nghị 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii MỘT SỐ CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN CNTT : Công nghệ thông tin DCTN : Dụng cụ thí nghiệm GV : Giáo viên HS : Học sinh HĐNT : Hoạt động nhận thức KHVL : Khoa học vật lý KH : Khoa học MVT : Máy vi tính PP : Phƣơng pháp PPTN : Phƣơng pháp thực nghiệm PT : Phổ thông PPMH : Phƣơng pháp mô hình SGK : Sách giáo khoa SBT : Sách tập TN : Thí nghiệm TNSP : Thực nghiệm sƣ phạm TĐK : Tĩnh điện kế VL : Vật lý VĐ : Vấn đề Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG Hình 1.1 Cách chế tạo điện nghiệm 31 Hình 1.2 Cách chế tạo TĐK với trục quay giữ kim 31 Hình 1.3 Cách chế tạo DCTN nhiễm điện tiếp xúc, cọ xát 32 Hình 1.4 Cách chế tạo DCTN nhiễm điện hƣởng ứng, tiếp xúc, cọ xát 33 Hình 1.5 Cách chế tạo DCTN điện trƣờng lòng vật dẫn không 33 Sơ đồ 2.1 Cấu trúc bƣớc PP thực nghiệm dạy học vật lý 46 Sơ đồ 2.2 Lôgic kiến thức chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” 50 Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số Xi KT 69 Bảng 3.2 Bảng phân phối tần suất 69 Bảng 3.3: Phân phối tần suất luỹ tích 71 Biểu đồ 3.1: Phân bố điểm KT hai nhóm 69 Biểu đồ 3.2: Phân phối tần suất hai nhóm 70 Đồ thị 3.3: Đồ thị phân phối tần suất hai nhóm 70 Đồ thị 3.4: Phân phối tần suất luỹ tích hai nhóm .71 Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Nghị Hội nghị lần thứ hai Ban Chấp hành trung ƣơng Đảng Cộng sản Việt Nam khóa VIII Số 02-NQ/HNTW ngày 24/12/1996 định hƣớng phát triển GD&ĐT thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa xác định mục tiêu giáo dục giai đoạn mới: “Nhiệm vụ giáo dục nhằm xây dựng người hệ thiết tha gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc chủ nghĩa xã hội, có đạo đức sáng, có ý chí kiên cường xây dựng bảo vệ Tổ Quốc, công nghiệp hóa, hóa đất nước; giữ gìn phát huy tiềm dân tộc người Việt Nam, có ý thức cộng đồng phát huy tính tích cực lực cá nhân, làm chủ tri thức khoa học công nghệ đại, có tư sáng tạo, có kỹ thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỷ luật, có sức khỏe, người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên lời dặn Bác Hồ” Để đạt đƣợc mục tiêu trên, ngành giáo dục có nhiều đổi sở vật chất lẫn phƣơng pháp dạy học cho phù hợp với thời đại hoàn cảnh đất nƣớc ta Việc nghiên cứu phƣơng pháp giảng dạy nhằm phát huy tính tích cực tự lực, sáng tạo học sinh vấn đề đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Đối với môn khoa học thực nghiệm nói chung môn Vật lý nói riêng việc đổi gắn liền với việc tăng cƣờng sử dụng thí nghiệm trình dạy học Việc tăng cƣờng sử dụng thí nghiệm dạy học Vật lý vấn đề then chốt đổi phƣơng pháp dạy học Vật lý Đối với môn Vật lý, xu hƣớng tích cực hóa cá thể hóa trình hoạt động nhận thức học sinh đƣợc thể nhiều mặt, mặt đặc trƣng môn Vật lý việc tăng cƣờng hoạt động thực nghiệm học sinh Qua học sinh đƣợc làm quen tiến hành thí nghiệm với thiết bị có sẵn phòng thí nghiệm mà đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản để tiến hành thí nghiệm với chúng Những nhiệm vụ học tập có tác dụng nhiều mặt, đặc biệt kích thích hứng thú học tập phát triển lực hoạt động trí tuệ - thực tiễn Số hóa Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN KẾT HỢP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC PHẦN "ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN... học sinh Qua học sinh đƣợc làm quen tiến hành thí nghiệm với thiết bị có sẵn phòng thí nghiệm mà đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản để tiến hành thí nghiệm với chúng... Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii MỘT SỐ CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN CNTT : Công nghệ thông tin DCTN : Dụng cụ thí nghiệm GV : Giáo viên HS : Học sinh HĐNT : Hoạt động nhận thức