Chế tạo và sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản để đo một số đại lượng trong dạy học ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm” vật lí 10 THPT.

LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Cơ giáo Bộ mơn Lí luận phương pháp dạy học Vật lí, Thầy Cơ giáo Khoa Vật lí, Phòng Sau Đại học, Thầy Cơ giáo Trường ĐHSP Hà Nội giúp tơi hồn thành khóa học Với lòng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cảm ơn TS Dương Xuân Quý, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Chi bộ, thầy giáo tổ Lí – Cơng nghệ trường THPT Trung Giã tạo điều kiện giúp đỡ tơi thời gian tham gia khóa học đợt thực nghiệm sư phạm Cảm ơn tất bạn bè, đồng nghiệp gia đình ln động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho q trình học tập, nghiên cứu hồn thành đề tài nghiên cứu Hà Nội, tháng năm 2015 Tác giả luận văn Đỗ Thị Liên LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, tháng năm 2015 Tác giả luận văn Đỗ Thị Liên MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DCTN : Dụng cụ thí nghiệm DCTNĐG : Dụng cụ thí nghiệm đơn giản GV HĐNK : Giáo viên : Hoạt động ngoại khóa HS SGK : Học sinh : Sách giáo khoa THPT : Trung học phổ thơng TN : Thí nghiệm TNVL : Thí nghiệm vật lí TBTN : Thiết bị thí nghiệm DHNK : Dạy học ngoại khóa DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.2 Hình 2.3 Thí nghiệm đo hệ số ma sát nghỉ cực đại Hình 2.4 Thí nghiệm đo hệ số đàn hồi lò xo Hình 2.5 Thí nghiệm kiểm nghiệm cơng thức cắt lò xo Hình 2.6 Hình 2.7 Thí nghiệm đo vận tốc vật phương pháp ném ngang Hình 2.8 Hình 2.9 Thí nghiệm kiểm nghiệm định luật bảo tồn dộng lượng toán va chạm) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Hệ số ma sát trượt gỗ gỗ Bảng 2.2 Hệ số ma sát trượt thủy tinh thủy tinh Bảng 2.3 Hệ số ma sát nghỉ gỗ gỗ Bảng 2.4 Hệ số ma sát nghỉ thủy tinh thủy tinh (theo phương án 1) Bảng 2.5 Bảng kết thí nghiệm đo hệ số đàn hồi lò xo Bảng 2.6 Bảng kết thí nghiệm kiểm nghiệm cơng thức cắt lò xo Bảng 2.7 Bảng kết thí nghiệm đo vận tốc vật chân mặt phẳng nghiêng Bảng 2.8 Bảng kết thí nghiệm đo vận tốc vật mặt phẳng nghiêng Bảng 2.9 Bảng kết thí nghiệm khảo sát phụ thuộc vận tốc vật vào độ cao mặt phẳng nghiêng Bảng 2.10: Bảng kết thí nghiệm kiểm nghiệm định luật bảo tồn động lượng tốn va chạm MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Cùng với phát triển chung giới, ngành giáo dục nước ta ngày đổi mạnh mẽ lĩnh vực: “ xác định lại mục tiêu, thiết kế lại chương trình, nội dung, phương pháp giáo dục” để đào tạo người toàn diện phục vụ cho phát triển khoa học – kỹ thuật công nghệ Một trọng tâm chương trình đổi giáo dục tập trung đổi phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo người học, coi trọng thực hành, ngoại khóa, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay Vật lí mơn khoa học thực nghiệm, lâu việc dạy môn học trường THPT thường mang tính hàn lâm nặng trang bị kiến thức lí thuyết Học sinh học chủ yếu để phục vụ thi, sâu tìm hiểu chất tượng gắn kết kiến thức sách với thực tiễn đời sống Để góp phần cải thiện vấn đề việc tổ chức hoạt động ngoại khố mơn Vật lí cách làm hợp lí, hiệu quả, khả thi nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy - học mơn Đặc biệt, hoạt động ngoại khóa thực thí nghiệm vật lí có tác dụng tốt việc phát triển lực hoạt động, lực sáng tạo, lực thực nghiệm, lực hợp tác Hiện nay, dạy học kiến thức Cơ học chương trình vật lí lớp 10 trang bị số thiết bị thí nghiệm, thiết bị thiếu đặc biệt tạo điều kiện để học sinh thực việc đo đạc đại lượng Trong đó, chúng tơi nhận thấy, hướng dẫn học sinh tự xây dựng dụng cụ thí nghiệm đơn giản để thực thí nghiệm vật lí đo số đại lượng học hình thức ngoại khóa Vì lí trên, chúng tơi chọn đề tài nghiên cứu là: “Chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản để đo số đại lượng dạy học ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”- vật lí 10 THPT Mục đích nghiên cứu Chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản sử dụng để đo số đại lượng dạy học ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”- Vật lí 10 THPT nhằm phát triển tính tích cực lực thực nghiệm học sinh Đối tượng nghiên cứu đề tài - Hoạt động giáo viên học sinh trình dạy học chương “Động lực học chất điểm”- Vật lí 10 THPT theo hướng sử dụng thí nghiệm nhằm phát triển tính tích cực lực thực nghiệm học sinh - Việc chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản dạy học chương “ Động lực học chất điểm”- Vật lí 10 THPT Giả thuyết khoa học đề tài Nếu chế tạo số dụng cụ thí nghiệm đơn giản để sử dụng việc tổ chức dạy học ngoại khóa để đo số đại lượng học góp phần phát huy tính tích cực HS học tập phát triển lực thực nghiệm học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Để đạt mục đích nghiên cứu, đề tài cần phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu sở lí luận thí nghiệm dạy học Vật lí - Nghiên cứu sở lí luận vấn đề dạy học ngoại khóa - Nghiên cứu việc phát huy tính tích cực, phát triển lực thực nghiệm học sinh - Nghiên cứu đại lượng học sách giáo khoa Vật lí 10 THPT - Điều tra thực trạng vấn đề sử dụng thí nghiệm việc bồi dưỡng lực hoạt động cho học sinh số trường phổ thông Hà Nội (cụ thể trường THPT Trung Giã – Sóc Sơn- Hà Nội) - Đề xuất số biện pháp nhằm nâng cao hiệu việc sử dụng thí nghiệm để bồi dưỡng lực cho học sinh THPT - Thiết kế số dụng cụ thí nghiệm đơm giản để đo số đại lượng học như: Vận tốc, lực ma sát- hệ số ma sát, lực đàn hồi- hệ số đàn hồi,… - Xây dựng số tiến trình tổ chức hoạt động dạy học có sử dụng dụng cụ chế tạo - Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết khoa học đề tài Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu chương “Động lực học chất điểm”– Vật lí 10 THPT Phương pháp nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu lí thuyết Nghiên cứu sở lí luận đổi phương pháp dạy học Vật lí phổ thơng, tài liệu, sách báo lí luận dạy học, luận văn, khóa luận tốt nghiệp chế tạo sử dụng TBTN dạy học Vật lí; kiến thức thí nghiệm học; nghiên cứu thông tin TBTN liên quan đến học; đặc biệt tài liệu có liên quan đến tổ chức hoạt động ngoại khóa bồi dưỡng lực hoạt động cho học sinh để xây dựng sở lí luận cho đề tài - Quan sát, điều tra khảo sát thực tế Điều tra phiếu thăm dò việc sử dụng thí nghiệm thơng qua hoạt động ngoại khóa chủ đề đại lượng học lớp 10 THPT - Nghiên cứu thực nghiệm phòng thí nghiệm Thiết kế, chế tạo thử nghiệm dụng cụ TN đại lượng học - Thực nghiệm sư phạm Thực dạy học ngoại khoá số nội dung chọn đánh giá mức độ hoàn thành luận văn so với mục đích nghiên cứu đề tài Đóng góp đề tài - Cụ thể hóa sở lí luận dạy học ngoại khóa tổ chức hoạt động ngoại khóa chương trình vật lí THPT sử dụng chương “Động lực học chất điểm” - Thiết kế chế tạo số dụng cụ thí nghiệm đơn giản để sử dụng dạy học ngoại khóa, đo số đại lượng học chương trình vật lí 10 THPT - Soạn thảo tiến trình dạy học ngoại khóa đo số đại lượng học có sử dụng DCTN - Có thể làm tài liệu tham khảo cho việc tổ chức hoạt động ngoại khóa trường phổ thơng Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, luận văn gồm chương: Chương Cơ sở lí luận thực tiễn việc chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản dạy học ngoại khóa mơn Vật lí trường phổ thông Chương Chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản để đo số đại lượng dạy học ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”Vật lí 10 THPT Chương Thực nghiệm sư phạm CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIẾN CỦA VIỆC CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN TRONG   Thỉnh thoảng Thường xuyên 14 Câu 2: Nếu có, tổ môn quý thầy (cô) tổ chức hình thức ngoại khóa nào? (Có thể chọn nhiều đáp án) Nghe báo cáo chuyên đề Tham gia câu lạc vật lí Tổ chức thi đố vui, tìm hiểu vật lí 7 Tham quan cơng trình kĩ thuật Nghiên cứu, tìm hiểu ứng dụng kĩ thuật vật lí đời sống Tham gia thiết kế thí nghiệm, chế tạo mơ hình kỹ thuật, đồ chơi vật lí Các hình thức tổ chức khác:……………………………………………… Câu 3: Theo quan sát q thầy (cơ) HS có thích thú quan tâm tới hoạt động ngoại khóa khơng? Có 14 Không Câu 4: Theo quý thầy (cô) hoạt động ngoại khóavật lí trường phổ thơng có cần thiết khơng?  Khơng cần thiết khơng hiệu thời gian  Nếu có tốt khơng có khơng  Cần thiết 14  Ý kiến khác: ……………………………………………………………… Câu 5: Theo quý thầy (cơ), việc tổ chức hoạt động ngoại khóa (HĐNK) vật lí chưa tổ chức rộng rãi trường THPT nguyên nhân nào?(Có thể chọn nhiều đáp án)  Do mơn vật lí nặng lí thuyết tập, GV phải tập trung giảng dạy để HS đạt kết cao thi cử 20  Do khó khăn điều kiện sở vật chất, kinh phí, người tổ chức… 17  Do lãnh đạo nhà trường không quan tâm đầu tư  Do GV chưa có kinh nghiệm kỹ tổ chức HĐNK  Do HĐNK tổ chức chưa thể tính hiệu dạy học giáo 16 dục nên không thu hút GV, HS tham gia  Do HS khơng có thời gian tham gia HĐNK em học thêm, làm thêm…  Ý kiến khác: ……………………………………………………………… Câu 6: Theo quý thầy (cô), biện pháp giúp cho hoạt động ngoại khóa vật lí trở nên lí thú hấp dẫn HS hơn?   Giảm tải chương trình học Cần đầu tư thêm trang thiết bị cho phòng học mơn, phòng thí nghiệm  Cần quan tâm, hỗ trợ từ phía lãnh đạo nhà trường, tổ chuyên mơn 17 phụ huynh  Cần có thêm tài liệu làm sở lí luận hướng dẫn GV tổ chức hoạt động 16 ngoại khóa cho HS  Nội dung hoạt động ngoại khóa cần đơn giản, hấp dẫn, thời gian tổ chức 15 hoạt động ngoại khóa phù hợp thu hút nhiều HS tham gia  Ý kiến khác: ……………………………………………………………… Xin chân thành cảm ơn cộng tác giúp đỡ quý thầy cô! PHỤ LỤC PHIẾU ĐIỀU TRA HỌC SINH (Phát trước HS tham gia hoạt động ngoại khóa vật lí) Nhằm điều tra tình hình học tập mơn vật lí chương “Động lực học chất điểm” hoạt động ngoại khóa vật lí trường THPT để làm sở tổ chức hoạt động ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”, tiến hành đợt khảo sát ý kiến HS Mong em vui lòng trả lời vấn đề sau Họ tên HS (không bắt buộc): Lớp: (Đánh dấu  vào ô lựa chọn, chọn nhiều ơ, ghi ý kiến cá nhân) I Tình hình học tập chương “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 THPT – Ban Câu 1: Trong học vật lí lớp chương “Động lực học chất điểm”, em có xem giáo viên tiến hành thí nghiệm vật lí khơng? Có  Khơng Nếu giáo viên có tiến hành thí nghiệm học nào?        Tổng hợp phân tích lực Điều kiện cân chất điểm Ba định luật Niu-tơn Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn Lực đàn hồi lò xo Định luật Húc Lực ma sát Lực hướng tâm Bài toán chuyển động ném ngang Câu 2: Khi học chương “Động lực học chất điểm” chương trình vật lí lớp 10 THPT, em có làm thí nghiệm khơng? Có  Khơng - Nếu có, em kể tên thí nghiệm làm? - Các em làm thí nghiệm hoàn cảnh nào?  Trong xây dựng kiến thức  Trong thực hành  Trong hoạt động ngoại khóa Câu 3:Trong thời gian tự học nhà, mơn vật lí chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT, em học khi:  Thời khóa biểu hơm sau có mơn vật lí  Giáo viên dặn hơm sau có kiểm tra vật lí  Thường xuyên học vật lí Câu 4: Khi học thuộc chương “Động lực học chất điểm” lớp, em cảm thấy có khả nắm vững kiến thức đến mức nào?  Không hiểu  Bình thường  Hiểu kỹ Câu 5: Em có muốn làm thí nghiệm chương “Động lực học chất điểm” không?  Không muốn  Muốn  Tùy vào thí nghiệm Câu 6: Có em giáo viêngiao nhiệm vụ thiết kế, chế tạo dụng cụ vật lí chương “Động lực học chất điểm” chưa? Có  Chưa Nếu có thí nghiệm nào? II Tình hình học tập mơn vật lí hoạt động ngoại khóa mơn vật lí (Điều tra 41HS lớp 11A1 trường THPT Trung Giã) Câu 1: Em đánh việc học tập mơn vật lí trường phổ thông nay?  Đơn giản, dễ tiếp thu  Vừa sức, hấp dẫn  Chương trình tẻ nhạt khơng bổ ích  Kiến thức khó yêu cầu cầu GV cao, vượt khả em Hay, bổ cho sống định hướng, dự định tương lai 12 em  Nội dung bổ ích có nhiều liên hệ sống lượng kiến thức nhiều 20 nên GVdạy nhanh khiến em không tiếp thu kịp  Ý kiến khác: ……………………………………………………………… Câu 2:Em thích hoạt động học tập học mơn vật lí?  Học lí thuyết, nghe GV giảng  Làm sửa tập tính tốn  Trả lời câu hỏi định tính, giải thích  Làm kiểm tra  Xem GV biễu diễn thí nghiệm  Tự tiến hành thí nghiệm kiểm chứng lại định luật vật lí, làm thí .26 nghiệm thực hành 10 24  Hoạt động theo nhóm để triển khai tìm hiểu vấn đề vật lí 12  Tham gia hoạt động ngoại khóa vật lí 27  Ý kiến khác: ……………………………………………………………… Câu 3: Theo em, hoạt động ngoại khóa vật lí trường phổ thơng có cần thiết khơng?(Chỉ chọn ơ)  Khơng cần thiết khơng hiệu  Nếu có tốt khơng có khơng 15  Cần thiết 22  Ý kiến khác: ……………………………………………………………… Câu 4: Theo em, hình thức hoạt động ngoại khóa vật lí phù hợp hiệu quả?  Nghe báo cáo chuyên đề  Tham gia câu lạc vật lí  Tổ chức thi đố vui, tìm hiểu vật lí  Tham quan cơng trình kĩ thuật  Nghiên cứu, tìm hiểu ứng dụng kĩ thuật vật lí đời sống 13  Tham gia thiết kế thí nghiệm, chế tạo mơ hình kỹ thuật, đồ chơi vật lí  20 Ý kiến khác: ……………………………………………………………… 15 Câu 5: Theo em, nguyên nhân làm cho hoạt động ngoại khóa Vật lí chưa đơng đảo bạn HS tham gia?  Do chương trình học nặng, thời gian học kín, HS khơng thể tham gia 35  Do hình thức thi cử, kiểm tra không liên quan đến nội dung hoạt động ngoại khoá  Do hoạt động tẻ nhạt, hấp dẫn  Do nội dung hoạt động ngoại khóa khơng bổ thực tế  Do giáo viên mơn chưa khuyến khích HS tham gia ngoại khóa  Do phụ huynh khơng ủng hộ  Ý kiến khác: ……………………………………………………………… Câu 6: Theo em, biện pháp sau tăng hiệu HĐNK vật lí?  Cần giảm tải chương trình học  Có phối hợp khóa HĐNK (kiến thức, điểm số )  Cần có hoạt động ngoại khóa hấp dẫn, lơi cuốn, gần gũi với 15 24 sống  Cần có quan tâm, ủng hộ, khuyến khích giáo viên, nhà trường 10 phụhuynh  Ý kiến khác: ……………………………………………………………… Xin chân thành cảm ơn ý kiến em! PHỤ LỤC PHIẾU KHẢO SÁT Ý KIẾN HS (Khảo sát 41 HS lớp 11A1 trường THPT Trung Giã ) (Phát sau hồn thành hoạt động ngoại khóa) Chào em HS thân mến, với mong muốn tìm thái độ tình cảm em sau tham gia hoạt động ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”, chúng tơi tiến hành khảo sát nhằm thu thập ý kiến em sau tham gia hoạt động ngoại khóa Họ tên HS (không bắt buộc): Lớp: (Đánh dấu vào lựa chọn, chọn nhiều ô, ghi ý kiến cá nhân) Câu 1: Em có thích thú tham gia hoạt động ngoại khóa chương ‘‘Động lực học chất điểm’’ vừa qua khơng?  Có 37  Khơng1 Câu 2:Em thấy hoạt động ngoại khóa vừa qua chương ‘‘Động lực học chất điểm’’ nào? Bổ ích, hhấp dẫn, giúp em thấy thích thú với mơn Vật lí 38  Ít hiệu xa rời với trường   Hồn tồn vơ bổ Ý kiến khác: Câu 3: Trong hoạt động ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”, em thích hoạt động nào?  Tham gia thiết kế, chế tạo thiết bọ thí nghiệm 25  Tham gia phần thi “Đường lên đỉnh Olympia” 23  Khơng thích phần hết Câu 4: Em học tập sau tham gia hoạt động ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”?      Củng cố, mở rộng kiến thức, khắc phục kiến thức sai lầm Biết thực thao tác thí nghiệm Biết chế tạo dụng cụ đơn giản Biết kỹ làm việc nhóm, biết cách tìm tổng hợp tài liệu Ý kiến khác: ……………………………………………………………… 12 19 18 Câu 5: Qua việc tham gia hoạt động ngoại khóa giúp em rèn luyện kĩ gì?(Có thể chọn nhiều mục)     Thiết lập mối quan hệ nội dung học tập với sống thực tế 10 Kĩ phát vấn đề giải vấn đề thực tiễn Kĩ làm việc theo nhóm, hợp tác, giao tiếp Kĩ thuyết trình, diễn đạt vấn đề 20 10  Kĩ tìm hiểu, thu thập, phân tích, tổng hợp, xếp thông tin 11 từ tài liệu sách, báo, internet  Kĩ thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản 17 Câu 6: Trong nhóm, em phân cơng nhiệm vụ (trong hoạt động ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”)? Câu 7:Bản thân em nhận thấy hồn thành tốt nhiệm vụ giao chưa?  Đã hoàn thành tốt  Tạm  Chưa hoàn thành tốt 27 Câu 8: Em gặp khó khăn hồn thành nhiệm vụ giao?  Phụ huynh, giáo viên phản đối, khơng khuyến khích  Khó khăn tìm hiểu xử lí thơng tin  Khó khăn ý tưởng thiết kế, tìm kiếm vật liệu phù hợp để chế tạo 24  Khó khăn tổ chức cơng việc nhóm 10  Các nhiệm vụ khó so với khả em Câu 9: Em nêu số hạn chế cách tổ chức, hình thức, nội dung hoạt động ngoại khóa vừa qua khơng? - Khơng có nhiều thời gian - Khó xếp thời gian phù hợp với bạn nhóm - Các thành viên nhóm chưa hợp tác tốt Câu 10: Em có muốn có hoạt động ngoại khóa khơng?  Có  Khơng 37 Xin chân thành cảm ơn ý kiến em! PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH NGOẠI KHĨA ... để đo số đại lượng dạy học ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm”- vật lí 10 THPT Mục đích nghiên cứu Chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản sử dụng để đo số đại lượng dạy học ngoại khóa chương. .. đơn giản dạy học ngoại khóa mơn Vật lí trường phổ thông Chương Chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm đơn giản để đo số đại lượng dạy học ngoại khóa chương “Động lực học chất điểm Vật lí 10 THPT Chương. .. - Cụ thể hóa sở lí luận dạy học ngoại khóa tổ chức hoạt động ngoại khóa chương trình vật lí THPT sử dụng chương “Động lực học chất điểm” - Thiết kế chế tạo số dụng cụ thí nghiệm đơn giản để sử