Sử dụng phần mềm yenka hỗ trợ dạy học chương mắt các dụng cụ quang vật lí 11

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHAN THỊ NGỌC BÍCH SỬ DỤNG PHẦN MỀM YENKA HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƢƠNG “MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG” – VẬT LÍ 11 LUẬN V N THẠC S SƢ PHẠM VẬT LÍ H NỘI - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHAN THỊ NGỌC BÍCH SỬ DỤNG PHẦN MỀM YENKA HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƢƠNG “MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG” – VẬT LÍ 11 LUẬN V N THẠC S SƢ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: LÝ LUẬN V PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ) Mã số: 60 14 01 11 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Phạm Kim Chung H NỘI - 2015 LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn thầy giáo, cô giáo, cán Trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội quan tâm giúp đỡ thời gian học tập thực đề tài luận văn Đặc biệt, em xin trân trọng cảm ơn TS Phạm Kim Chung tận tình hướng dẫn em thực đề tài Hà Nội, 2015 Tác giả i DANH MỤC CHỮ VI T TẮT CNTT Công nghệ thông tin CSVC Cơ sở vật chất DH Dạy học GD&ĐT Giáo dục Đào tạo HS Học sinh KHKT Khoa học - kỹ thuật TLGK Tài liệu giáo khoa TN Thí nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm TNVL Thí nghiệm vật lí TNVLPT Thí nghiệm vật lí phổ thơng TH Thực hành THPT Trung học phổ thơng MTĐT Máy tính điện tử PTDH Phương tiện dạy học SGK Sách giáo khoa SP Sư phạm VL Vật lí ii MỤC LỤC Lời cảm ơn i Danh mục ch viết t t ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN V THỰC TIỄN CỦA ĐỀ T I .5 1.1 Phát triển lực giải vấn đề dạy học ứng dụng KHKT vật lí 1.1.1 Khái niệm lực .5 1.1.2 Năng lực giải vấn đề 1.1.3 Dạy học ứng dụng KHKT vật lí 1.1.4 Dạy học trải nghiệm vận dụng dạy học ứng dụng KHKT 1.1.5 Tổ chức dạy học nhằm phát triển lực giải vấn đề dạy học ứng dụng KHKT vật lí 12 1.2 Sử dụng phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học ƯDKT vật lí .16 1.2.1 Sử dụng phần mềm Yenka dạy học vật lí hỗ trợ phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 16 1.2.2 Nh ng chức phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học vật lí 17 1.2.3 Sử dụng phần mềm Yenka hỗ trợ DH ứng dụng kĩ thuật vật lí 19 1.3 Đặc điểm phong cách học học sinh Trung học phổ thông 23 1.3.1 Phong cách học 23 1.3.2 Dạy học theo phong cách học học sinh 25 1.4 Kết luận chương 30 CHƢƠNG 2: SỬ DỤNG PHẦN MỀM YENKA HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƢƠNG "MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG" – VẬT LÍ 11 32 2.1 Nội dung kiến thức ứng dụng kĩ thuật vật lí chương “M t Các dụng cụ quang” 32 2.1.3 Mục tiêu dạy học chương M t dụng cụ quang học 34 2.2 Tìm hiểu tình hình dạy học trường phổ thơng 35 iii 2.2.1 Mục đích tìm hiểu 35 2.2.5 Điều tra phong cách học học sinh 39 2.3 Xây dựng mơ hình phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học chương M t dụng cụ quang 41 2.3.1 Xây dựng mơ hình hỗ trợ dạy học m t 41 2.3.2 Xây dựng mơ hình hỗ trợ dạy học Kính hiển vi Kính thiên văn 44 2.4 Soạn thảo tiến trình dạy học 46 2.4.1 Ý tưởng soạn thảo tiến trình dạy học 46 2.4.2 Xây dựng tiến trình dạy học cụ thể : 48 2.5 Kết luận chương 74 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 75 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 75 3.2 Đối tượng phương thức thực nghiệm sư phạm 75 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm (TNSP) 75 3.3 Phân tích kiểm tra 82 3.3.1 Phân tích định tính diễn biến học………………………… 76 3.3.2 Phân tích kiểm tra……………………………………………….82 3.3.3 Các thông số thống kê mô tả điểm số thực nghiệm sư phạm…………84 3.3.4 Hiệu tiến trình dạy học soạn thảo việc phát triển hứng thú, lực giải vấn đề, rèn luyện óc sáng tạo vật lý - kỹ thuật học tập học sinh 86 3.4 Kết luận chương 88 K T LUẬN 90 T I LIỆU THAM KHẢO 92 PHỤ LỤC 94 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Dạy học trải nghiệm tổ chức theo pha dạy học giải vấn đề Ứng dụng kĩ thuật vật lí 15 Bảng 2.1 Mục tiêu dạy học chương m t dụng cụ quang 34 Bảng 2.2 Tổng hợp phong cách học học sinh 40 Bảng 2.3 Kết điều tra khả tiếng Anh tin học học sinh 41 Bảng 3.1 Bảng tần suất điểm số thực nghiệm sư phạm 83 Bảng 3.2 Các thông số thống kê mô tả lớp thực nghiệm lớp đối chứng 84 Bảng 3.3 Kiểm định khác trung bình cộng - Independent Samples Test85 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Chu trình học tập trải nghiệm theo David Kolb .9 Hình 1.2 Sơ đồ khái quát tiến trình xây dựng kiến thức theo kiểu dạy học phát giải vấn đề 14 Hình 1.3 Màn hình lựa chọn chức Yenka 17 Hình 1.4 Mơ dao động l c lị xo Yenka 18 Hình 1.5 Mơ hình đường tia sáng qua thấu kính Yenka .19 Hình 1.6 Mơ hình đường truyền tia sáng tạo ảnh qua thấu kính hội tụ 21 Hình 1.7 Mơ hình đường truyền tia sáng tạo ảnh qua thấu kính phân kì 21 Hình 1.8 Mơ hình tạo ảnh máy ảnh 22 Hình 1.9 Mơ hình thiết kế kính tiềm vọng 23 Hình 2.1.Mơ hình m t thường nhìn vật xa 42 Hình 2.2.M t thường nhìn vật gần 42 Hình 2.3 Mơ hình m t cận 43 Hình 2.4 Mơ hình m t viễn 43 Hình 2.5 Mơ hình kính hiển vi 44 Hình 2.6 Mơ hình thiết kế kính thiên văn đơn giản 45 Hình 2.7 Mơ hình thử nghiệm thiết kế kính thiên văn 45 Hình 3.1 Hình ảnh thực nghiệm sư phạm học sinh làm việc với mơ hình 78 Hình 3.2 Hình ảnh thực nghiệm sư phạm GV trao đổi với học sinh .78 Hình 3.3 Hình ảnh thực nghiệm sư phạm học sinh làm việc nhóm 79 Hình 3.4.Đồ thị tần suất điểm số thực nghiệm sư phạm 84 vi MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vật lí (VL) học trường THPT chủ yếu vật lí thực nghiệm, việc lồng ghép thí nghiệm (TN) vào học VL biện pháp quan trọng nhằm nâng cao chất lượng dạy học, góp phần tích cực việc truyền đạt kiến thức cho học sinh Việc đổi nội dung phương pháp dạy học VL phải g n liền với việc tăng cường sử dụng TN q trình dạy học VL Bên cạnh khối lượng kiến thức học lại tăng lên, hầu hết có TN Nếu dạy học theo phương pháp truyền thống khơng đủ thời gian Ngoài nay, phịng TN trường phổ thơng trang bị cách đầy đủ số lượng, cịn nh ng khó khăn mà tiết dạy phải kh c phục, nhiều dụng cụ thí nghiệm chưa đạt u cầu, nhân viên quản lý thí nghiệm khơng chun nên việc chuẩn bị thí nghiệm cho tiết học lớp khó khăn chơi có đến 10 phút Đồng thời, sử dụng thí nghiệm dạy học lớp cịn gặp trở ngại cho thầy học trị tiết học trường phổ thông diễn thời gian 45 phút Như giáo viên phải nhiều thời gian cho việc chuẩn bị trước lên lớp Hơn n a số tiết dạy liền lớp khác điều thực cách: là, học sinh phải đến phịng chức thí nghiệm riêng biệt; hai là, thầy cô phải di chuyển hệ thống dụng cụ thí nghiệm tới lớp học học sinh Cả hai phương án gây nhiều khó khăn khơng phải trường phổ thơng có đủ phịng chức riêng cho mơn hay phịng chức đủ điều kiện làm thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm bị hỏng hóc vận chuyển, chất lượng dạy học bị hạn chế Nhiều có đủ điều kiện tiến hành thí nghiệm, có phịng chức việc đăng ký dạy khơng thực đồng loạt nhiều lớp đăng ký, nhiều môn đăng ký nên đến lượt làm thí nghiệm chương trình học qua lâu khơng có hiệu giảng dạy n a Vậy nên khó để đáp ứng yêu cầu học theo sách giáo khoa Vì vậy, việc ứng dụng cơng nghệ thơng tin giảng giải pháp quan trọng việc giảng dạy, giúp học sinh tiếp thu kiến thức cách nhanh chóng, sâu s c, tin tưởng vào nh ng kiến thức mà chiếm lĩnh được, đồng thời tạo hứng thú học tập cho học sinh học Phần mềm Crocodile sử dụng phổ biến nhiều nước giới, với nhiều tính ưu việt Phần mềm giúp giáo viên tự thiết kế nh ng phương án thí nghiệm theo định hướng Việc sử dụng phần mềm Crocodile để thiết kế mô hình thí nghiệm dựa TN thực, đồng thời vận dụng phương pháp dạy học tích cực phát triển lực phát triển tư lực giải vấn đề học sinh Nghiên cứu C Bostan (2011), Thí nghiệm vật lí với phần mềm Yaka (Physics experiments with Yenka software); Carmen Gabriela Bostan (2011) Xây dựng mơ hình thí nghiệm vật lí phần mềm Yenka số cơng trình khác De Jong, T., (1999), (Học hướng dẫn với phần mềm mô (Learning and Instruction with Computer Simulations”, Education & Computing), Alena Kovárová (2003) Ứng dụng đa phương tiên hỗ trợ dạy học vật lí (Multimedia Support for Teaching Physics); Ali Azar, Özlem Aydin Şengulec (2005) “Máy tính Phịng thí nghiệm hỗ trợ giảng dạy Vật lý: Tác động thành tích học tập thái độ Vật lí” (Computer-Assisted and Laboratory-Assisted Teaching Methods in Physics Teaching: The Effect on Student Physics Achievement and Attitude towards Physics).v.v Đã đề cập đến việc xây dựng mơ hình thí nghiệm Yen ka crocodile physic sử dụng dạy học vật lí Tuy nhiên, việc sử dụng mơ hình thí nghiệm tập trung vào mơ phỏng, minh họa thí nghiệm mà chưa trở thành phương tiện giúp học sinh trải nghiệm thiết kế qua nâng cao lực giải vấn đề học sinh Với nh ng lí trên, tơi chọn nghiên cứu đề tài: “Sử dụng phần mềm Crocodile hỗ trợ dạy học chương “ M t Các dụng cụ quang”- Vật lí 11” nhằm đưa giải pháp hỗ trợ dạy học mơn Vật lí 18 Tơi thích ý tưởng a) ch c ch n 19 Tôi nhớ a) mà thấy b) mà nghe b) lý thuyết 20 Điều quan trọng với người hướng dẫn/ giảng viên a) đưa tài liệu theo bước rõ ràng b) cho tranh tổng thể liên quan tài liệu cho đối tượng khác 21 Tơi thích học a) học nhóm b) học 22 Tơi có khuynh hướng xem xét cách a) cẩn thận chi tiết công việc b) sáng tạo cách làm việc 23 Khi nhận hướng dẫn đến địa điểm mới, muốn a) đồ b) viết dẫn 24 Tôi học a) với cường độ thường xuyên Nếu học tập chăm chỉ, "học tốt." b) phù hợp Tơi hồn tồn bối rối sau tất "đơn giản" 25 Tơi muốn a) giải vấn đề b) nghĩ làm điều 26 Khi tơi đọc để giải trí, tơi thích nhà văn a) nói rõ nh ng họ muốn diễn đạt b) nói nh ng kiện cách sáng tạo vào thú vị 27 Khi tơi nhìn thấy sơ đồ hay phác họa lớp học, tơi có nhiều khả nhớ a) hình ảnh b) mà giảng viên/ người hướng dẫn nói 28 Khi xem xét phần thơng tin, tơi có khả a) tập trung vào chi tiết bỏ lỡ kiện lớn b) cố g ng hiểu kiện lớn trước vào chi tiết 29 Tôi dễ nhớ a) vài điều làm b) vài điều nghĩ nhiều 99 30 Khi tơi phải làm tập, tơi thích a) n m v ng cách để làm việc b) đưa nh ng cách thức để làm việc 31 Khi đưa cho tơi dự liệu, tơi thích a) biểu đồ đồ thị b) văn tóm t t kết 32 Khi tơi viết văn, tơi có nhiều khả a) b t tay vào làm (suy nghĩ viết) phần đầu làm phần b) b t tay vào làm phần khác báo s p xếp chúng lại 33 Khi phải làm việc với nhóm, tơi muốn a) có "nhóm động não", nơi tất người đóng góp ý kiến b) suy nghĩ cá nhân sau đến với nhóm để so sánh ý tưởng 34 Tơi coi ý kiến hay gọi cho a) nhạy bén b) giàu trí tưởng tượng 35 Khi tơi gặp người b a tiệc, tơi có nhiều khả nhớ a) trơng họ b) họ nói thân họ 36 Khi tơi học mơn học mới, tơi thích a) tập trung vào mơn học đó, học nhiều tơi học b) cố g ng tạo kết nối gi a mơn học mơn học liên quan 37 Tơi có nhiều khả xem a) phóng khống b) tằn tiện 38 I prefer courses that emphasize Tơi thích khóa học tập trung vào a) tài liệu cụ thể (sự kiện, d liệu) b) tài liệu trừu tượng (khái niệm, lý thuyết) 39 Để giái trí, tơi thích a) xem TV b) đọc sách 40 Một số giáo viên b t đầu giảng với phác thảo nh ng bao gồm Phác thảo a) h u ích với tơi b) rât h u ích với 41 Ý tưởng làm tập nhà theo nhóm, với cấp độ cho tồn nhóm, a) hấp dẫn với b) không hấp dẫn với tơi 42 Khi tơi làm phép tính dài, 100 a) tơi có xu hướng lặp lại tất bước kiểm tra cách cẩn thận b) thấy việc kiểm tra làm mệt mỏi phải ép buộc làm 43 Tôi có xu hướng nhớ nh ng nơi tơi đến a) dễ dàng tương đối xác b) gặp khó khăn khơng có nhiều chi tiết 44 Khi giải vấn đề nhóm, tơi có nhiều khả a) suy nghĩ bước trình giải b) nghĩ hậu giải pháp loạt lĩnh vực -hết-Phƣơng pháp phân tích số liệu Richard M Felder - Trường đại học North Carolina State Điền "1" vào chỗ trống thích hợp bảng (ví dụ HS trả lời "a" Câu hỏi 3, đặt "1" cột a câu hỏi 3) Tổng số cột ghi tổng ô trống điền Đối với mức bốn mức đánh giá, trừ tổng số nhỏ từ phần lớn Viết khác biệt (1-11) ch (a b) mà tổng số lớn phía dịng Ví dụ, với phần "ACT / REF" HS có "a" "b" phản hồi, HS viết "3b" dịng phía đầu đề 101 Trên trang tiếp theo, đánh dấu "X" điểm số HS mức bốn mức *Example: If you totaled for a and for b, you would enter 5b in the space below * Ví dụ: Nếu HS đạt a b, HS nhập 5b chỗ trống bên Chuyển điểm số HS để biểu mẫu báo cáo số phương pháp học tập cách đặt X vị trí thích hợp bốn cấp độ Mẫu báo cáo số phƣơng pháp học tập ACT _REF 11a 9a 7a 5a 3a 1a 1b 3b 5b 7b 9b 11b SEN INT 11a 9a 7a 5a 3a 1a 1b 3b 5b 7b 9b 11b VIS _VRB 11a 9a 7a 5a 3a 1a 1b 3b 5b 7b 9b 11b SEQ _GLO 11a 9a 7a 5a 3a 1a 1b 3b 5b 7b 9b 11b Nếu điểm số HS thang điểm từ 1-3, HS cân hai yếu tố mức đánh giá Nếu điểm số HS mức đánh giá 7, HS có sở thích vừa phải cho chiều đánh giá học dễ dàng môi trường giảng dạy mà phù hợp với chiều đánh giá Nếu điểm số HS thang điểm 11, HS có sở thích mạnh mẽ cho chiều đánh giá HS gặp khó khăn thực học tập môi trường mà khơng phù hợp với sở thích HS 102 Phụ lục Tổng hợp số liệu điều tra phong cách học HS ST Họ tên T Bùi Văn Đạt Nguyễn Văn Điều Cao Việt Hưng Bùi Việt B c Nguyễn Văn Hải Trần Văn Duy Nguyễn Quang Hải Vũ Hồng Quân Nguyễn Thị Minh Ngọc 10 Trần Mạnh Tường 11 Bùi Thành Công 12 Vũ Công Minh 13 14 Trần Minh Tuấn Anh Nguyễn Thị Kim Anh 15 Đặng Nguyên Quyền 16 Lưu Thị Hương 17 Đỗ Văn Khoa 18 Phạm Thị Hịa 19 Đỗ Thị Bích Ngọc 20 21 Nguyễn Thị Thùy Trang Đỗ Thị Ngọc Thúy 22 Trần Nhật Linh 23 Nguyễn Thị Ngọc 24 Nguyễn Thị Hồng 25 Lê Thị Thanh Hương 26 Nguyễn Thành Tâm 27 Bùi Thị Nhung 103 ST Họ tên T 28 Nguyễn Đức Cảnh 29 Phạm Hà Trang 30 Nguyễn Thị Hoa 31 Nguyễn Thị Trang 32 Ninh Thị Huyền 33 Nguyễn Thi Thu Thủy 34 Trần Huy Hoang 35 Nguyễn Thu Trang 36 Trương Thị Hương 37 Nguyễn Thị Thu Hoài 38 Lại Thị Thùy Dung 39 Trương Văn Thiệp 40 Trần Thị Ngoan 41 Bùi Thị Thúy 42 Nguyễn Thị Thu 43 Nguyễn Thị Trang 44 Nguyễn Thị Mận 45 Phan Kim Thu 46 Trần Thị Diên 47 Phan Thị Hoàng Ánh 48 Vũ Thùy Linh 49 Trần Văn Tường 50 Nguyễn Văn Hoàng 51 Trần Hương Giang 52 Nguyễn Phương Thảo 53 Trần Thu Hà 54 Đào Thị Tuyết 55 Nguyễn Thị Hằng 56 Vũ Thị Vân 104 ST T Họ tên 57 Lã Văn Nam 58 Vũ Viết Trương 59 Vũ Thị Hiền 60 Trương Thị Ánh Vân 61 Lê Thị Ngân 62 Phạm Thị Mai 63 Lương Thị Thúy 64 Lê Thị Thoa 65 Bùi Thị Bích Ngọc 66 Hồng Minh Đức 67 Phan Văn Diệu 68 Vũ Thị Nhung 69 Bùi Minh Thao 70 Nguyễn Thế Hùng 71 Nguyễn Văn Lộc 72 Lương Văn Thái 73 Phạm Quốc Cường 74 Nguyễn Văn Hoạt 75 Đỗ Văn Hoàng 76 Trần Quang Huy 77 Đỗ Tuấn Anh 78 Bùi Văn Sáng 79 Lê Văn Huy 80 Lê Văn Tuấn 81 Trần Trung Nghĩa 82 Trương Đức Quang 83 Nguyễn Việt Hải 84 Đỗ Xuân Huỳnh 85 Lưu Tiến Sang 86 Trần Văn Phước 87 Nguyễn Nam Sơn 88 Hoàng Trọng Phát 105 ST Họ tên T 89 90 Phùng Thị Thanh Phạm Thị Huyền Trang 91 Phạm Văn Sang 92 Nguyễn Nam Sơn 93 Phạm Hồng Kiên 94 Phạm Thị Phương Anh 95 Phạm Văn Tân 96 Phạm Quang Thụ 97 Phan Như Khuê 98 Vũ Ngọc Anh 99 Đinh Văn Thìn 100 Phạm Đức Du 106 Phụ lục Đề kiểm tra thực nghiệm Câu 1: Hãy so sánh m t với máy ảnh phương diện quang học Câu 2: a/ Dùng thấu kính có độ tụ + 20dp để làm kính lúp Tính độ bội giác kính ng m chừng vơ cực b/ Sử dụng thấu kính làm thị kính kính hiển vi, vật kính thấu kính hai mặt lồi có bán kính cong R = 10mm, chiết suất n = 1,5; khoảng cách gi a vật kính thị kính 20cm Người quan sát có điểm cực viễn vơ cực điểm cực cận cách m t 25cm, đặt m t sát sau thị kính Tính tiêu cự f1 vật kính Tính độ bội giác kính hiển vi ng m chừng vơ cực vật quan sát phải nằm vị trí trước vật kính Câu 3: Từ nh ng hiểu biết tính chất ảnh vật tạo gương cầu thấu kính, em đưa mơ hình chế tạo dụng cụ quang học dùng để quan sát nh ng vật xa * Yêu cầu: Câu ( điểm): Kiểm tra mức độ nhớ so sánh gi a m t máy ảnh: điểm giống cấu tạo số phận xét mặt quang học; điểm khác điều tiết trình tạo ảnh Câu (5 điểm): Mức độ n m v ng cơng thức thấu kính , tính độ bội giác lúp, kính hiển vi Câu ( điểm ): Vận dụng có tính sáng tạo quy luật tạo ảnh gương cầu thấu kính để đề xuất phương án chế tạo kính quan sát vật xa ( kính thiên văn, ống nhòm) Ở câu phương án đề xuất (bằng hình vẽ diễn giải lời) điểm 107 ... phần mềm Yenka hỗ trợ dạy học ƯDKT vật lí .16 1.2.1 Sử dụng phần mềm Yenka dạy học vật lí hỗ trợ phát triển lực giải vấn đề cho học sinh 16 1.2.2 Nh ng chức phần mềm Yenka hỗ trợ dạy. .. đề học sinh Với nh ng lí trên, tơi chọn nghiên cứu đề tài: ? ?Sử dụng phần mềm Crocodile hỗ trợ dạy học chương “ M t Các dụng cụ quang? ??- Vật lí 11? ?? nhằm đưa giải pháp hỗ trợ dạy học mơn Vật lí. .. nghiệm ảo Yenka dạy học vật lí nhằm phát triển lực giải vấn đề cho học sinh THPT đầu tư cần thiết 31 CHƢƠNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM YENKA HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƢƠNG "MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG" – VẬT LÍ 11 2.1 Nội