SỬ DỤNG THIẾT BỊ ARDUINO NANO xây DỰNG THÍ NGHIỆM NGHIÊN cứu CHUYỂN ĐỘNG CỦA vật TRONG DẠY HỌC vật LÝ 10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: SỬ DỤNG THIẾT BỊ ARDUINO NANO XÂY DỰNG THI NGHIỆM NGHIÊN CỨU CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 10 Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học môn vật lý Sinh viên thực hiện: Nông Khánh Linh Giảng viên hướng dẫn: TS Tưởng Duy Hải Hà Nội, năm 2020 Lời cảm ơn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ban giám hiệu, ban chủ nhiệm khoa tổ mơn Lí luận phương pháp dạy học Vật lí, khoa Vật lí, trường Đại học Sư phạm Hà Nội quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hồn thành khóa luận Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Tưởng Duy Hải động viên, quan tâm, dành nhiều thời gian hướng dẫn, dắt tận tình để em hồn thành khóa luận Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè giúp tơi hồn thành khóa luận Tác giả Nông Khánh Linh MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài 3 Giả thuyết khoa học đề tài 4 Đối tượng nghiên cứu .4 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu đề tài Đóng góp đề tài Cấu trúc khóa luận CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT 1.1 Khái niệm lực 1.2 Các lực chung học sinh THPT 1.2.1 Năng lực tự chủ tự học 1.2.2 Năng lực giao tiếp hợp tác 1.2.3 Năng lực giải vấn đề sáng tạo 1.3 Vai trò, ý nghĩa việc phát triển lực học sinh THPT 1.4 Định hướng phát triển lực cho học sinh 10 1.5 Cơ sở lý luận dạy học phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 11 1.5.1 Khái niệm lực giải vấn đề 11 1.5.2 Dạy học giải vấn đề .12 1.6 Xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học vật lý 18 1.6.1 Thực trạng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học vật lý Việt Nam .18 1.6.2 Quy trình xây dựng thiết bị thí nghiệm 18 1.6.3 Quy trình sử dụng thiết bị thí nghiệm 19 1.6.4 Các yêu cầu sử dụng thiết bị thí nghiệm 19 1.7 Kết luận chương 22 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC KIẾN THỨC VỀ CHUYỂN ĐỘNG BIẾN ĐỔI CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 23 2.1 Mục tiêu dạy học theo chương trình .23 2 Thực trạng dạy học chương động học chất điểm 23 2.2.1 Phương pháp giảng dạy giáo viên 23 2.2.2 Phương pháp học tập học sinh 24 2.2.3 Thực trạng thiết bị thí nghiệm chuyển động biến đổi hành 24 2.3 Thiết kế, chế tạo TBTN nghiên cứu chuyển động biến đổi 25 2.3.1 Sự cần thiết việc chế tạo thiết bị thí nghiệm nghiên cứu chuyển động biến đổi 25 2.3.2 Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động thiết bị thí nghiệm 25 2.3.3 Các thí nghiệm tiến hành 40 2.4 Soạn thảo tiến trình dạy học 46 2.4.1 Tiến trình xây dựng kiến thức 46 2.4.2 Tiến trình dạy học 48 2.5 Kiểm tra, đánh giá lực giải vấn đề học sinh 53 2.6 Kết luận chương 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Danh mục bảng ST T Tên bảng Trang 1.1 Mức độ dạy học giải vấn đề 2.1: Một vài thông số Arduino Nano 2.2: Bảng kiểm số hành vi NL GQVĐ 2.3: Rubric đánh giá số hành vi NL GQVĐ dạy học nội dung kiến thức chuyển động thẳng 14 26 52 53 Danh mục hình ảnh ST T 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Tên hình ảnh Trang 1.1 Cấu trúc lực giải vấn đề 1.2 Sơ đồ bước giải vấn đề 1.3 Sơ đồ tiến trình giải vấn đề 1.4 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức theo đường thực nghiệm 1.5 Sơ đồ xây dựng kiến thức theo đường lý thuyết 2.1 Xe thu phát không dây 2.2 Bộ thu phát khơng dây gắn với máy tính 2.3 Vi điều khiển Arduino 2.4 Động Encoder quay 2.5 Cấu tạo Encorder quay 2.6 Biểu diễn tín hiệu đầu Encorder quay 2.7 Module thu phát tín hiệu khơng dây 2.8 Pin lithium 3.7V 2.9 Mạch boost DC-DC mini 5-28V 2.10 Mạch sạc pin dự phòng 2.11 Sơ đồ truyền liệu 2.12 Sơ đồ kết nối thiết bị 2.13 Sơ đồ kết nối máy tính 2.14 Mặt xe 2.15 Mặt xe 11 13 14 15 16 24 25 25 27 27 28 29 30 31 31 32 32 33 38 38 Danh mục đồ thị ST Tên đồ thị Trang Đồ thị quãng đường, vận tốc theo thời gian chuyển động thẳng Đồ thị quãng đường, vận tốc theo thời gian chuyển động nhanh 42 45 T dần Danh mục chữ viết tắt ST T Chữ viết tắt Nội dung GV HS TBTN DH GQVĐ NL GQVĐ TN DH Giáo viên Học sinh Thiết bị thí nghiệm Dạy học giải vấn đề Năng lực giải vấn đề Thí nghiệm Dạy học MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, nước ta thời kì cơng nghiệp hóa, đại hóa đổi đất nước Sau 30 năm đổi từ năm 1986, nước ta đạt nhiều thành tựu vô to lớn, từ nước phát triển bước vào nhóm nước phát triển với thu nhập trung bình Sự phát triển kinh tế - xã hội bối cảnh tồn cầu hố đặt u cầu người lao động, đặt yêu cầu cho nghiệp giáo dục hệ trẻ đào tạo nguồn nhân lực Một định hướng việc đổi giáo dục chuyển từ giáo dục mang tính hàn lâm, xa rời thực tiễn sang giáo dục trọng việc hình thành lực hành động, phát huy tính chủ động, sáng tạo người học Mục tiêu giáo dục giáo dục phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học sinh, đồng thời phát triển lực định hướng nghề nghiệp Cùng với đổi phương pháp dạy học nhà trường, đổi phương pháp dạy học môn Vật lý điều tất yếu Môn Vật lý mơn học mang tính thực nghiệm, địi hỏi học sinh vừa trang bị kiến thức lý thuyết vừa trang bị kĩ thực nghiệm, cách tiến hành thí nghiệm, Việc sử dụng thí nghiệm tiết học vật lý góp phần phát huy tồn diện lực người học, thơng qua thí nghiệm người học hiểu sâu chất vật lý tượng, định luật, cần nghiên cứu Thực tế cho thấy rằng, tiết học vật lý có sử dụng thí nghiệm, học sinh hiểu nhanh hơn, hiểu sâu kiến thức tìm hiểu bộc lộ tư sáng tạo, đưa ý tưởng giải vấn đề mà giáo viên, thân em đặt ra, nhờ mà hoạt động nhận thức học sinh tích cực tư em phát triển tốt Đối với việc dạy học dạng chuyển động vật chương Động học chất điểm môn vật lý lớp 10, có nhiều thí nghiệm phụ vụ cho dạy học nội dung này, nhiên thí nghiệm có giá thành cao chưa trang bị đầy đủ đến trường gây khó khăn cho việc dạy học Xuất phát từ nhu cầu thực tế trên, lựa chọn đề tài “Sử dụng thiết bị Arduino nano xây dựng thí nghiệm nghiên cứu chuyển động vật dạy học vật lý 10 ” Mục đích nghiên cứu đề tài Xây dựng (thiết kế, chế tạo) nghiên cứu chuyển động biến đổi đáp ứng yêu cầu mặt khoa học kĩ thuật, mặt sư phạm sử dụng chúng dạy học kiến thức chuyển động biến đổi chương “Động học chất điểm” - Vật lí 10 nhằm phát triển tính tích cực, chủ động, sáng tạo phát triển lực thực nghiệm cho học sinh 3 Giả thuyết khoa học đề tài Nếu xây dựng thiết bị thí nghiệm khảo sát chuyển động vật đáp ứng yêu cầu mặt khoa học kĩ thuật, mặt sư phạm sử dụng chúng dạy chuyển động biết đổi chương Động học chất điểm- Vật lí 10 phát triển lực giải vấn đề học sinh Đối tượng nghiên cứu - Quá trình dạy học chuyển động biến đổi chương Động học chất điểm – Vật lí 10 - Các thiết bị thí nghiệm sử dụng q trình dạy học chuyển động biến đổi - Năng lực giải vấn đề học sinh học tập kiến thức “ chuyển động thẳng” chương động học chất điểm – Vật lí 10 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 5.1 Nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu CSLL cấu trúc NL GQVĐ - Nghiên cứu CSLL DH GQVĐ dạy học vật lí - Nghiên cứu CSLL việc xây dựng TBTN vật lí - Yêu cầu khoa học - kĩ thuật sư phạm TBTN vật lí trường phổ thông 5.2 Nghiên cứu thực tiễn - Nghiên cứu đề tài việc xây dựng TBTN chuyển động biến đổi - Nghiên cứu chương trình Vật lí chuyển động biến đổi để xác định kiến thức mà học sinh cần đạt - Nghiên cứu logic tiến trình DH GQVĐ để xây dựng giáo án dạy học chuyển động biến đổi - Vật lí 10 - Nghiên cứu TBTN có để phân tích ưu, nhược điểm - Nghiên cứu TBTN cần tiến hành để dạy học chuyển động biến đổi theo DH GQVĐ 5.3 Xây dựng TBTN nghiên cứu chuyển động vật 5.4 Thử nghiệm, bổ sung, sửa đổi 5.5 Soạn thảo tiến trình Vật lí 10 dạy học nội dung kiến thức chuyển động biến đổi – Vật lý 10 5.6 Soạn thảo tiêu chí đánh giá lực GQVĐ Phương pháp nghiên cứu đề tài - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Đóng góp đề tài - Thiết bị thí nghiệm nghiên cứu chuyển động biến đổi thực số thí nghiệm sau đây:  Thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng vật  Thí nghiệm khảo sát chuyển động biến đổi - Soạn thảo tiến trình dạy học nội dung kiến thức chuyển động biến đổi chương Động học chất điểm – Vật lý 10 Cấu trúc khóa luận Ngồi phần mục lục, mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục, khóa luận gồm chương: - Chương 1: Cơ sở lý luận việc xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học vật lý trường THPT - Chương 2: Xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học kiến thức chuyển động thẳng chương Động học chất điểm - Sau tiêps tục chọn Tools => Chọn Port “COM” => chọn COM  Bước 3: Mở phần mềm khảo sát chuyển động, thực theo bước hình đây: 43  Bước 4: Bật xe, cho xe chuyển động máng với góc nghiêng nhỏ c Kết thí nghiệm Đồ thị quãng đường, vận tốc theo thời gian chuyển động thẳng Nếu muốn hiển thị giá trị điểm, nhấn chuột phải vào đồ thị, chọn Show point value , di chuyển chuột đến điểm cần khảo sát 2.3.3.2 Thí nghiệm khảo sát chuyển động biến đổi a Mục đích thí nghiệm - Khảo sát chuyển động thẳng biến đổi - Vẽ đồ thị quãng đường, vận tốc theo thời gian chuyển động thẳng biến đổi b Các bước thực  Bước 1: Kết nối Arduino với máy tính dây USB  Bước 2: Mở phần mềm Arduino máy tính nạp Code - Mở phần mềm Arduino, chọn File => Open => Xe_chuyen_dong 44 Ta dao diện sau: 45 - Ấn chọn Tools =>chọn Board “Arduino Nano” => Chọn Arduino Nano - Sau tiêps tục chọn Tools => Chọn Port “COM” => chọn COM 46  Bước 3: Mở phần mềm khảo sát chuyển động, thực theo bước hình đây:  Bước 4: Bật xe, cho xe chuyển động máng với góc nghiêng khác c Kết Đồ thị quãng đường, vận tốc theo thời gian chuyển động nhanh dần Nếu muốn hiển thị giá trị điểm, nhấn chuột phải vào đồ thị, chọn Show point value , di chuyển chuột đến điểm cần khảo sát 2.4 Soạn thảo tiến trình dạy học 2.4.1 Tiến trình xây dựng kiến thức 47 Thiết bị thí nghiệm chuyển động biến đổi cho phép thực thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng, chuyển động biến đổi Dưới đây, tơi xin trình bày nội dung kiến thức “Chuyển động biến đổi” theo đường thực nghiệm kiểu dạy học giải vấn đề Dạy học kiến thức tiêu biểu cho việc sử dụng thí nghiệm với thiết bị thí nghiệm tơi xây dựng *Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Tình có vấn đề - Làm thí nghiệm: Thả hai vật chạy máng với góc nghiêng khác => Vật có góc nghiêng lớn chuyển động nhanh vật có góc nghiêng nhỏ Câu hỏi có vấn đề: -Vận tốc biến đổi theo thời gian nào? Đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm chuyển động? Giải vấn đề * Đưa giả thuyết Vận tốc biến thiên tỉ lệ thuận theo thời gian * Kiểm tra tính đắn giả thuyết nhờ thí nghiệm - Cần phải tiến hành thí nghiệm xác định tọa độ thời điểm tính vận tốc tức thời vật chuyển động biến đổi để tìm hiểu biến đổi vận tốc chúng theo thời gian => Sử dụng thí nghiệm nghiên cứu chuyển động biến đổi thu bảng đồ thị tọa độ, vận tốc, đồ thị tọa độ vận tốc vật => Hai đồ thị vận tốc đường thẳng có độ dốc khác Kết luận - Chuyển động mà vận tốc biến đổi theo thời gian gọi chuyển động biến đổi - Trong chuyển động biến đổi có đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên vận tốc tính cơng thức: Hình 2.18: Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức 48 * Diễn giải sơ đồ  Xác định vấn đề cần giải quyết: Kiến thức mà học sinh cần chiếm lĩnh phần kết luận bước 4: “Chuyển động mà vận tốc biến đổi theo thời gian gọi chuyển động biến đổi Trong chuyển động biến đổi có đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên vận tốc tính cơng thức: ” Và câu trả lời cho câu hỏi bước  Làm nảy sinh vấn đề: Để đưa kết luận bước 4, trước tiên phải làm nảy sinh vấn đề cần giải Từ tình có vấn đề chuyển động mà học sinh dễ dàng gặp sống, nhiên học sinh lại chưa nghiên cứu nhằm tạo chí tị mị, đưa câu hỏi có vấn đề cách tự nhiên nhất, đồng thời tạo hứng thú cho học sinh  Giải vấn đề: Sau đưa câu hỏi có vấn đề, cần phải giải đáp thắc mắc mà thân vừa đưa Để giải vấn đề, trước tiên phải đưa đốn cho thắc mắc đó, giả thuyết Từ thí nghiệm đưa tình huống, dễ dàng nhận rằng, vận tốc tăng dần theo thời gian Vậy nên đưa đốn đơn giản vận tốc biến thiên tỉ lệ thuận với thời gian Tuy nhiên, đoán Để kiểm chứng giả thuyết đưa hay sai, ta cần phải sử dụng đến thí nghiệm để kiểm chứng Từ kiến thức có từ giả thuyết đưa ra, ta có đưa ý tưởng “Cần phải tiến hành thí nghiệm xác định tọa độ thời điểm tính vận tốc tức thời vật chuyển động biến đổi để tìm hiểu biến đổi vận tốc chúng theo thời gian”, sau xác định thí nghiệm xác định yếu tố mà cần cho thuận tiện  Kết luận: Sau thực xong thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết ban đầu đưa xác, ta cần khái quát lại kiến thức thu kết luận bước Đây câu trả lời cho vấn đề cần giải 2.4.2 Tiến trình dạy học * Hoạt động 1: Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết, đưa câu hỏi có vấn đề Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Trong tự nhiên, chuyển động vật - Lắng nghe, quan sát video đa dạng với vận tốc thay đổi Một dạng chuyển động đơn giản chuyển động thẳng, ví dụ oto chạy - Chiếu video vật chuyển động 49 máng với góc nghiêng khác + Ở trước vừa học chuyển động thẳng đều, bạn quan sát video cho biết có phải chuyển động thẳng hay khơng? + Thế loại chuyển động gì? + Em có nhận xét vận tốc chúng? - TL: Đây chuyển động thẳng + Vận tốc hai vật khác biến đổi vận tốc khác ( máng có góc nghiêng lớn chuyển động nhanh hơn) * Hoạt động 2: Phát biểu vấn đề cần giải Hoạt động giáo viên - À, Chúng ta quan sát lại Ban đầu, hai vật có vận tốc khơng, sau khoảng thời gian xe chuyển động, ta nhận thấy khác biệt rõ rệt vận tốc xe có góc nghiêng lớn chuyển động nhanh Tức máng dài mãi, dài thời gian trơi, vận tốc thay đổi Vậy vấn đề cần nghiên cứu dạng chuyển động gì? - Gợi ý: Ngồi ra, quan sát này, xe có góc nghiêng lớn chuyển động nahnh xe có góc nghiêng nhỏ Vậy đưa thêm câu hỏi đại lượng đặc trưng cho mức độ chuyển động nhanh hay chậm vật? Hoạt động học sinh - Lắng nghe, tiếp nhận vấn đề - TL: Vận tốc biến đổi theo thời gian nào? * Hoạt động 3: Giải vấn đề, đưa kết luận Hoạt động giáo viên - Câu hỏi có vấn đề: Vận tốc biến đổi theo thời gian nào? Đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm chuyển động? - Để tìm hiểu biến đổi vận tốc chuyển động theo thời gian, Hoạt động học sinh - Đưa giả thuyết: Khi thời gian tăng, vận tốc tăng Có thể vận tốc tỉ lệ thuận với thời gian - Phải xác định vận tốc vận ứng với thời điểm xác định 50 cần phải tiến hành thí nghiệm nào? - À, có khái niệm Vận tốc mà bạn vừa nói, người ta gọi vận tốc tức thời vật Vận tốc tức thời mô tả mức độ nhanh chậm chiều chuyển động thời điểm xác định đường vật Nếu vận tốc trung bình cho ta nhìn tổng quát vận tốc vật khoảng thời gian xác định vận tốc tức thời cho ta nhìn cụ thể, thời điểm - Tức xét khoảng thời gian nhỏ, vật quãng đường , độ lớn vận tốc tức thời thời điểm là: (Với nhỏ) => Đưa khái niệm vận tốc tức thời: Vận tốc tức thời v thời điểm t đặc trưng cho chiều độ nhanh chậm chuyển động thời điểm - Tuy nhiên, chưa có dụng cụ đo vận tốc tức thời vật Vậy phải làm gì? - Lắng nghe, tiếp nhận khái niệm vận tốc tức thời - TL: Ta sử dụng biểu thức định nghĩa Vậy phải xác định tọa độ vật theo thời gian suy vận tốc - Có thí nghiệm sử - TL: Có thể sử dụng thí nghiệm cần dụng? rung điện cho xe chạy, quay clip lại sau sử dụng phần mềm phân tích video - Đồng ý Những ý tưởng mà bạn đưa - Lắng nghe phù hợp Với cần rung điện, ta xác định vị trí vật sau khoảng thời gian 0,1s Khoảng cách hai chấm liên tiếp quãng đường vật khoảng thời gian Vận tốc tức thời thời điểm gần Còn với phương án sử dụng phần mềm phân tích video cần quay lại q trình chuyển động xe, sau đưa vào máy sử dụng phần mềm để phân tích Tuy nhiên, để thực 51 thí nghiệm khoảng thời gian lâu, thời gian tiết học thực Ta sử dụng phương án khác thí nghiệm nghiên cứu chuyển động biến đổi Ở thí nghiệm này, cơng thức lập trình sẵn để đưa đồ thị vận tốc, nên không nhiều thời gian để xử lý số liệu - Giới thiệu thí nghiệm - Chia nhóm học sinh làm thí nghiệm, phát phiếu học tập - Thực thí nghiệm cho xe chuyển động với góc nghiêng khác - TL: Vận tốc xe tăng theo thời gian có đồ thị vận tốc đường thẳng lên - TL: Các chuyển động khác chỗ độ tăng vận tốc khác nhau, xe có góc nghiêng lớn tăng tốc nhanh xe có góc nghiêng nhỏ Để phân biệt chuyển động - Nhận xét kết thí nghiệm học sinh này, ta cần so sánh độ tăng vận tốc chúng đơn vị thời gian: - Hãy đưa nhận xét biến đổi vận + Xe có góc nghiêng nhỏ hơn: tốc chúng? v1= a1t + b1 => a1= + Xe có góc nghiêng lớn hơn: - Vậy chuyển động xe chạy góc v2= a2 + b2 => a2= nghiêng khác điểm nào? Có thể + Vì xe có góc nghiêng lớn tăng tốc dùng thuộc tính để phân biệt chúng? nhanh nên a2>a1 - À, Các bạn thông minh! Và a gọi gia tốc, đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm vận tốc Và chuyển động mà có vận tốc biến đổi theo thời gian gọi chuyển động biến đổi Chuyển động biến đổi có hai dạng chuyển động nhanh dần chuyển động chậm dần Cơng thức ta 52 vừa tìm cơng thức gia tốc chuyển động biến đổi đều, với b vận tốc ban đầu thời điểm t0 Chuyển động xe chạy xuống máng nghiêng mà vừa xét chuyển động nhanh dần => Đưa kết luận: - Chuyển động mà có vận tốc biến đổi theo thời gian gọi chuyển động biến đổi - Trong chuyển động biến đổi có đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên vận tốc tính công thức: 2.5 Kiểm tra, đánh giá lực giải vấn đề học sinh 2.5.1 Mục đích Chúng xây dựng công cụ kiểm tra đánh giá nhằm xác định trình dạy học nội dung kiến thức chuyển động biến đổi có đạt mục tiêu phát triển lực hay không, đồng thời dựa vào đánh giá phần NL GQVĐ học sinh 2.5.2 Xây dựng công cụ đánh giá Dựa vào việc phân tích video, quan sát phiếu học tập, rubric, bảng kiểm, dự định đánh giá lực thành tố NL GQVĐ kèm theo số hành vi bảng sau: Bảng 2.2: Bảng kiểm số hành vi NL GQVĐ STT Chỉ số hành vi Có Phát biểu vấn đề cần giải Xác định kiến thức cần vận dụng để GQVĐ Đề xuất dự đốn, giả thuyết 53 Khơng Đề xuất phương án TN kiểm tra giả thuyết Lựa chọn phương án thí nghiệm phù hợp để tiến hành kiểm tra Lập kế hoạch thực TN kiểm tra giả thuyết: - Mục đích TN - Các đại lượng cần đo - Cách tiến hành TN - Cách thu thập, xử lí số liệu Bố trí, lắp ráp TN Tiến hành TN Thu thập xử lí liệu TN để tới kết 10 Tính tốn sai số, biện luận tính đắn kết TN Bảng 2.3: Rubric đánh giá số hành vi NL GQVĐ DH nội dung kiến thức chuyển động biến đổi STT Chỉ số hành Mức vi Mức Mức HS phát phần vấn đề câu hỏi khái quát, ngắn gọn: HS tự phát biểu vấn đề câu hỏi khát quát, ngắn gọn, đầy đủ vấn đề cần giải quyết: Phát biểu vấn đề cần giải (dưới dạng câu hỏi) nội dung “ Chuyển động biến đổi” HS phát biểu phần vấn đề dạng câu hỏi câu hỏi chưa khoa học: Xác định kiến thức cần HS xác định số “Vận tốc phụ thuộc theo thời gian nào?” “Vận tốc biến đổi theo thời gian nào?” HS xác định số kiến thức 54 “Vận tốc biến đổi theo thời gian nào? Đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm chuyển động?” HS tự xác định đầy đủ vận dụng để GQVĐ kiến thức chưa liên quan tới vấn đề: - Xác định độ nghiêng máng liên quan: - Xác định vận tốc vận ứng với thời điểm xác định - Xác định vận tốc vật khoảng thời gian kiến thức sở việc vận dụng kiến thức đó: - Phải xác định vận tốc vận ứng với thời điểm xác định cách sử dụng công thức - Phải xác định s khoảng thời gian nhỏ Đề xuất dự đoán, giả thuyết để làm tăng mức vững vàng cân HS đề xuất số giả thuyết chưa hợp lí Đề xuất phương án TN kiểm tra giả thuyết HS đề xuất HS đề xuất số phương số phương án án TN TN có tính khả thi chưa khả thi HS tự đề xuất phương án TN khả thi, phù hợp với giả thuyết Lựa chọn phương án thí nghiệm phù hợp để kiểm tra - Sử dụng thí nghiệm máng nghiêng đồng hồ đo thời gian - Sử dụng thí nghiệm đệm khí đồng hồ đo thời gian - Sử dụng thí nghiệm cần rung điện HS lập HS lập kế kế hoạch sơ bộ, hoạch thực thiếu nhiều mục: TN với mục trên, - Chỉ xác định chưa rõ ràng - Mục đích TN mục đích khoa học: TN, chưa vẽ HS lập kế hoạch thực TN, mục trình bày cách chi tiết, khoa học nội dung: mục HS đề xuất số giả thuyết hợp lí, khó khăn việc tiến hành TN kiểm tra Lập kế hoạch thực TN kiểm tra giả thuyết: 55 HS tự đề xuất số giả thuyết hợp lí, khả thi, dễ dàng tiến hành TN kiểm tra - Sử dụng phần mềm phân tích video - Đối tượng, sơ đồ, cách - Nêu mục dụng cụ đo, vẽ xử lí số liệu đích, vẽ sơ sơ đồ TN đồ - Cách tiến hành TN - Tiến hành bước chưa khoa học, chưa nêu cách xử lí số liệu - Cách thu thập, xử lí số liệu đích, dụng cụ, sơ đồ TN, nêu cụ thể cách tiến hành, thu thập xử lí kết TN Bố trí, lắp ráp TN HS bố trí, lắp ráp TN cịn nhiều điểm sai sót, cần GV hướng dẫn HS bố trí, lắp ráp TN xác, tốn nhiều thời gian HS tự bố trí, lắp ráp TN khoa học, xác nhanh chóng Tiến hành TN HS bố trí sơ đồ thí nghiệm, chưa biết cách kết nối với máy tính HS tiến hành TN, lung túng HS tiến hành TN cách khoa học Thu thập xử lí liệu TN để tới kết HS thu đồ thị quãng đường - thời gian, vận tốc – thời gian HS thu đồ thị quãng đường – thời gian, vận tốc – thời gian, đọc ghi số liệu vận tốc thời điểm định HS thu đồ thị quãng đường – thời gian, vận tốc – thời gian, đọc ghi số liệu vận tốc thời điểm định, trình bày khoa học -Xác định vận tốc tăng theo thời gian - Xác định vận tốc tăng theo thời gian -Từ đồ thị đưa phương trình vận tốc theo thời gian 10 4.3 Tính tốn HS khơng biện HS biện luận 56 HS biện luận hợp sai số, biện luận tính đắn kết TN luận kết để đưa kết luận kết đưa kết luận chưa chặt chẽ: “ Vận tốc biến thiên tỉ lệ thuận theo thời gian” 57 lí khoa học dẫn tới kết TN: “Vận tốc biến thiên tỉ lệ thuận theo thời gian a đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm chuyển động” ... động biến đổi - Xây dựng công cụ đánh giá NL GQVĐ HS CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THI NGHIỆM TRONG DẠY HỌC KIẾN THỨC VỀ CHUYỂN ĐỘNG BIẾN ĐỔI CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM... Xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm dạy học kiến thức chuyển động thẳng chương Động học chất điểm CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THI NGHIỆM TRONG DẠY HỌC. .. chọn đề tài “Sử dụng thiết bị Arduino nano xây dựng thí nghiệm nghiên cứu chuyển động vật dạy học vật lý 10 ” Mục đích nghiên cứu đề tài Xây dựng (thiết kế, chế tạo) nghiên cứu chuyển động biến