Ứng dụng smartphone trong học vật lý THPT

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Tổng quan chương trình Vật lý phổ thơng (chuong trình GDPT 2018) 1.2 Điện thoại thông minh (smartphone) 2.1 Tìm hiểu thực tế học tập môn Vật lý việc sử dụng smartphone học sinh THPT 2.2 Dùng số ứng dụng, phần mềm để mô số nội dung kiến thức chương trình Vật lý THPT 2.3 Sử dụng ĐTDĐ thiết bị thí nghiệm để xây dựng số thí nghiệm Vật lý 11 2.4 Sử dụng ĐTDĐ để chạy chương trình mơ 20 2.5 Giới thiệu phần mềm tự học 789.vn…………………………………… 21 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM ……………………………………………… 23 3.1 Mục đích thực nghiệm 23 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .23 3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm .23 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 23 3.5 Thời gian thực nghiệm sư phạm 24 3.6 Diễn biến kết thực nghiệm sư phạm 24 KẾT LUẬN .31 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT SGK GV HS TN ĐC ĐTDĐ THPT Sách giáo khoa Giáo viên Học sinh Thực nghiệm Đối chứng Điện thoại di động Trung học phổ thông MỞ ĐẦU Phần I ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Chương trình giáo dục phổ thông (GDPT 2018) xây dựng theo định hướng phát triển phẩm chất lực học sinh; tạo môi trường học tập rèn luyện giúp học sinh phát triển hài hoà thể chất tinh thần, trở thành người học tích cực, tự tin, biết vận dụng phương pháp học tập tích cực để hoàn chỉnh tri thức kĩ tảng, có ý thức lựa chọn nghề nghiệp học tập suốt đời; có phẩm chất tốt đẹp lực cần thiết để trở thành người công dân có trách nhiệm, người lao động có văn hố, cần cù, sáng tạo, đáp ứng nhu cầu phát triển cá nhân yêu cầu nghiệp xây dựng,bảo vệ đất nước thời đại tồn cầu hố cách mạng công nghiệp Sự hứng thú , thái độ quan tâm HS mơn học đóng vai trị quan trọng tới hiệu trình học tập Các phương pháp dạy học đại dạy học khám phá, dạy học dự án, dạy học theo trạm/ góc, dạy học trải nghiệm sáng tạo nhằm mục đích thay đổi cách tiếp cận kiến thức để tăng hứng thú cho người học Để đáp ứng yêu cầu địi hỏi đa dạng hóa học liệu Một thiết bị kĩ thuật đời ngày khơng cịn xa lạ với điện thoại thơng minh (smartphone) Điện thoại thông minh không công cụ dùng để trao đổi thơng tin thơng qua đàm thoại mà cịn tích hợp nhiều tính như: quay phim, chụp ảnh, nghe nhạc, chạy phần mềm,… Theo kết khảo sát trường công tác số trường THPT khu vực có đến 90% học sinh có điện thoại thơng minh Tuy nhiên hầu hết HS sử dụng smartphone phương tiện giải trí (lướt web, xem phim, lướt facebook, chơi game ) mà chưa biết cách khai thác, sử dụng điện thoại thông minh vào học tập cho hiệu Ngày 15/9/2020 Bộ Giáo dục đào tạo ban hành thông tư 32/2020/TT-BGDĐT điều lệ trường THPT Cho phép học sinh THPT dùng điện thoại học để phục vụ học tập giáo viên cho phép Xuất phát từ lí trên, tơi xét thấy cần phải vận dụng tính điện thoại thơng minh để hỗ trợ cho việc học tập, môn học gắn liền với nhiều thực tiễn Vật lý Đặc biệt để phát triển lực công nghệ thông tin, sáng tạo cho HS thời đại Từ đó, lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng Smartphone học Vật lý THPT” Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu số ứng dụng smartphone học môn Vật lý THPT Đối tượng phạm vi nghiên cứu Dùng smarphone để hỗ trợ số nội dung kiến thức học chương trình Vật lý THPT Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu nội dung chương trình Vật lý THPT - Nghiên cứu nguyên tắc hoạt động chung số ứng dụng smartphone - Dùng số phần mềm smartphone để minh họa cho số nội dung học, thiết kế số thí nghiệm có dùng smartphone để hỗ trợ xây dựng kiến thức học chương trình Vật lý THPT, giới thiệu số phần mềm mô hỗ trợ cho việc học tập môn Vật lý, giới thiệu phần mềm 789.vn giúp HS tự học nhà - Thực nghiệm sản phẩm Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu sách giáo khoa Vật lý THPT, nghiên cứu số ứng dụng smartphone - Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành thiết kế thí nghiệm, thực nghiệm sản phẩm Tổ chức thực nghiệm sư phạm để xem xét tính khả thi hiệu đề tài - Phương pháp thống kê toán học - Điều tra quan sát: Dự giờ, quan sát việc học học sinh trình dạy học vấn đề sử dụng smartphone NỘI DUNG CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Tổng quan chương trình Vật lý phổ thơng (chương trình GDPT 2018) Chương trình mơn Vật lí quán triệt đầy đủ quy định nêu Chương trình tổng thể, quan điểm, mục tiêu, yêu cầu cần đạt, kế hoạch giáo dục, nội dung giáo dục, phương pháp giáo dục đánh giá kết quả, điều kiện thực phát triển chương trình; định hướng xây dựng chương trình mơn học hoạt động giáo dục; đồng thời nhấn mạnh số quan điểm sau: Chương trình mơn Vật lí mặt kế thừa phát huy ưu điểm chương trình hành mặt khác, tiếp thu kinh nghiệm xây dựng chương trình mơn học nước có giáo dục tiên tiến giới, đồng thời tiếp cận thành tựu khoa học giáo dục khoa học vật lí phù hợp với trình độ nhận thức tâm, sinh lí lứa tuổi học sinh, có tính đến điều kiện kinh tế xã hội Việt Nam Chương trình mơn Vật lí trọng chất, ý nghĩa vật lí đối tượng, đề cao tính thực tiễn; tránh khuynh hướng thiên toán học; tạo điều kiện để giáo viên giúp học sinh phát triển tư khoa học góc độ vật lí, khơi gợi ham thích học sinh, tăng cường khả vận dụng kiến thức, kĩ vật lí thực tiễn Các chủ đề thiết kế, xếp từ trực quan đến trừu tượng, từ đơn giản đến phức tạp, từ hệ xem hạt đến nhiều hạt; bước đầu tiếp cận với số nội dung đại mang tính thiết thực, cốt lõi Chương trình mơn Vật lí xây dựng theo hướng mở, thể việc không quy định chi tiết nội dung dạy học mà quy định yêu cầu học sinh cần đạt; đưa định nghĩa cụ thể cho khái niệm trường hợp có cách hiểu khác Căn vào yêu cầu cần đạt, tác giả sách giáo khoa chủ động, sáng tạo việc triển khai nội dung dạy học cụ thể theo yêu cầu phát triển chương trình Trên sở bám sát mục tiêu đáp ứng yêu cầu cần đạt Chương trình mơn Vật lí, giáo viên lựa chọn, sử dụng hay kết hợp nhiều sách giáo khoa, nhiều nguồn tư liệu khác để dạy học Trong lớp, thứ tự dạy học chủ đề (bao gồm chủ đề bắt buộc chuyên đề tự chọn) không cố định “cứng”, tác giả sách giáo khoa, giáo viên sáng tạo cách hợp lí, cho khơng làm logic hình thành kiến thức, kĩ khơng hạn chế hội hình thành phát triển phẩm chất, lực học sinh Thứ tự dạy học chủ đề thực cho chủ đề mô tả tượng vật lí thực trước để cung cấp tranh toàn cảnh tượng, sau đến chủ đề giải thích nghiên cứu tượng để cung cấp sở vật lí sâu hơn, đến chủ đề ứng dụng tượng khoa học thực tiễn Các phương pháp giáo dục mơn Vật lí góp phần phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo người học, nhằm hình thành, phát triển lực vật lí góp phần hình thành, phát triển phẩm chất lực chung quy định Chương trình tổng thể 1.2 Điện thoại thơng minh (smartphone) Điện thoại thông minh (tiếng Anh: smartphone) khái niệm để loại điện thoại tích hợp tảng hệ điều hành di động với nhiều tính hỗ trợ tiên tiến điện toán kết nối dựa tảng điện thoại di động thông thường Ban đầu điện thoại thông minh bao gồm tính điện thoại di động thơng thường kết hợp với thiết bị phổ biến khác PDA, thiết bị điện tử cầm tay, máy ảnh kỹ thuật số, hệ thống định vị toàn cầu GPS Điện thoại thông minh ngày bao gồm tất chức laptop duyệt web, Wi-Fi, ứng dụng bên thứ di động phụ kiện kèm cho máy Những điện thoại thông minh phổ biến dựa tảng hệ điều hành Windows Phone Microsoft, Android Google iOS Apple CHƯƠNG ỨNG DỤNG CỦA SMARTPHONE TRONG HỌC VẬT LÝ 2.1 Tìm hiểu thực tế học tập môn Vật lý việc sử dụng smartphone học sinh THPT 2.1.1 Mục đích điều tra - Tìm hiểu thực tế việc dạy học môn Vật lý THPT, cụ thể: + Phương pháp dạy học mà GV sử dụng + Việc khai thác sử dụng thí nghiệm GV q trình dạy học + Việc khai thác sử dụng phương tiện dạy học kĩ thuật số việc dạy học GV việc học tập HS + Hoạt động HS học; tính tích cực, sáng tạo, hứng thú tham gia xây dựng học HS, + Hoạt động tự học nhà HS - Tìm hiểu việc sử dụng smartphone HS, cụ thể: + Số lượng HS sử dụng smartphone + Khả sử dụng smartphone để hỗ trợ học tập HS, đặc biệt môn Vật lý 2.1.2 Phương pháp điều tra Để thực mục đích trên, tơi tiến hành: - Điều tra HS thông qua phiếu điều tra (Phụ lục 1) qua trao đổi trực tiếp - Tìm hiểu khảo sát sở vật chất, thiết bị dạy học dụng cụ thí nghiệm, máy vi tính,… - Phân tích kết điều tra 2.1.3 Kết điều tra Tôi tiến hành điều tra với HS thông qua 100 phiếu điều tra trao đổi trực tiếp với 40 HS Trên sở phân tích kết điều tra, đến nhận định sau: 2.1.3.1 Về việc thực thí nghiệm GV dạy học Qua điều tra thấy hầu hết GV không tiến hành đầy đủ thí nghiệm theo u cầu chương trình dạy học Nhìn chung GV mơ tả thí nghiệm theo hình vẽ SGK để qua HS thu nhận kiến thức GV có tâm lí ngại làm thí nghiệm khơng đảm bảo mặt thời gian, thành công tiến hành dạy học, sai số lớn dụng cụ thí nghiệm cũ, hỏng Mặt khác, tiến hành TN, tượng diễn khơng rõ ràng khó quan sát, HS lớp không quan sát rõ tượng 2.1.3.2 Về tình hình học tập học sinh - Đa số HS thụ động, lười suy nghĩ, lười hoạt động, ngồi nghe giảng, chờ thầy cô đọc chép, đặt câu hỏi với GV vấn đề học Do kiến thức HS lĩnh hội không chắn Sau học xong tuần em không nhớ hết kiến thức học - HS có khả vận dụng sáng tạo kiến thức học, không liên hệ kiến thức học vào việc giải thích tượng thực tế - Sau học lớp, việc học làm tập nhà HS chủ yếu để đối phó để thầy kiểm tra cũ HS có hứng thú, tích cực với nhiệm vụ học tập thầy cô giao nhà 2.1.3.3 Về sở vật chất, thiết bị dạy học - Trường trang bị phương tiện đồ dùng dạy học ba khối lớp theo danh mục thiết bị đồ dùng dạy học tối thiểu cung cấp cho trường THPT, nhiên thí nghiệm chưa đưa vào sử dụng hiệu quả, GV chủ yếu dạy chay - Việc khai thác sử dụng trang thiết bị dạy học chưa thực triệt để phát huy hết hiệu để phát huy nhận thức, tính tích cực, sáng tạo HS học tập 2.1.3.4 Về việc sử dụng điện thoại để hỗ trợ học tập HS Việc sử dụng điện thoại di động phổ biến HS Theo kết điều tra, 90% HS điều tra có sử dụng thơng minh smartphone Thời gian HS sử dụng điện thoại nhiều Tuy nhiên HS chủ yếu sử dụng điện thoại để nghe gọi, nhắn tin, nghe nhạc, lên facebook, Zalo, chơi game… Thời gian gần ảnh hưởng dịch bệnh Covid 19 em biết dùng điện thoại để học trực tuyến, đăng kí khóa học online, số HS biết sử dụng điện thoại để tìm hiểu lời giải tập chưa biết làm Tuy nhiên, đa số khơng có HS biết sử dụng điện thoại để hỗ trợ, minh họa số học Vật lý, dùng điện thoại để làm số thí nghiệm xây dựng kiến thức, hay sử dụng điện thoại để ôn tập, tự học nhà Từ thực trạng trên, đưa giải pháp dùng smartphone để hỗ trợ cho việc học tập Vật lý thông qua sử dụng phần mềm để minh họa số nội dung kiến thức Vật lý, xây dựng số thí nghiệm, giới thiệu số phần mềm mô hỗ trợ HS việc học Vật lý, giới thiệu phần mềm tự học Vật lý, nhằm khắc phục phần tình trạng học chay, học bị động Học sinh học Vật lý cách trực quan, sinh động hơn, nâng cao hiệu học tập nhằm phát triển lực cần thiết cho HS 2.2 Dùng số ứng dụng, phần mềm để mô số nội dung kiến thức chương trình Vật lý THPT Những ứng dụng để mô số nội dung kiến thức Vật lý nhằm mục đích tạo niềm vui, hứng thú cho người học, giúp HS thấy ứng dụng thực tế học Những kiến thức mô phần mềm ĐTDĐ thể bảng sau: CHƯƠNG TRÌNH Nội dung kiến thức Bài 1: - Chuyển động Chất điểm Quĩ đạo - Cách xác định vị trí vật khơng gian - Cách xác định thời gian chuyển động VẬT LÝ 10 Bài 2: Đồ thị tọa độ, thời gian chuyển động thẳng Bài 3: - Vận tốc tức thời chuyển động thẳng biến đổi - Đồ thị chuyển động thẳng biến đổi Bài 5: Chuyển động tròn Bài 7: Sai số phép đo đại lượng vật lý Bài 39: Độ ẩm khơng khí Bài 19: Từ trường trái đất VẬT LÝ 11 Bài 31: Mắt Bài 32: Kính lúp Bài 10: Các đặc trưng vật lý âm VẬT LÝ 12 Bài 11: Các đặc trưng sinh lý âm Bài 27: Phát tia tử ngoại - Dùng phần mềm Bản đồ Google để minh họa chất điểm, quĩ đạo chuyển động cơ, cách xác định vị trí vật khơng gian, cách xác định thời gian chuyển động (Bài 1: Chuyển động – VL 10) - Dùng phần mềm Mathlab để vẽ đồ thị tọa độ - thời gian chuyển động thẳng đều, đồ thị vận tốc – thời gian đồ thị tọa độ - thời gian chuyển động thẳng biến đổi 2.4.4 Phần mềm Visual Physics Phần mềm tập hợp chương trình mơ tượng Vật lý Ngồi việc mơ thí nghiệm bản, phần mềm cịn tích hợp nhiều thí nghiệm khơng thể quan sát như: di chuyển quỹ đạo chuyển động phân tử khí,… 2.5 Giới thiệu phần mềm tự học 789.vn 789.vn ứng dụng hữu ích dành cho HS giúp luyện thi tốt nghiệp THPT Quốc gia theo cấu trúc Bộ giáo dục đào tạo, thơng qua 789.vn, em HS dụng để luyện tập làm kiểm tra học kỳ, kiểm tra 45 phút, kiểm tra 15 phút theo chương mục tùy chọn giao diện đẹp mắt, trực quan, hệ thống câu hỏi phong phú đa dạng Giúp HS tiếp cận hình thức thi mới, biết kết sau thi Tự đánh giá lực thân sau kiểm tra, thi Tiếp cận kho học liệu phong phú với 500.000 câu hỏi kèm đáp án, lời giải chi tiết Nội dung câu hỏi bám sát cấu trúc đề thi BỘ Giáo dục Đào tạo Linh động thời gian, dễ dàng thao tác, tương thích nhiều thiết bị khác 21 2.5.1 Cách tải phần mềm 789.vn điện thoại Bước 1: Chọn biểu tượng“App Store/Ch Play”có sẵn điện thoại Bước 2: Vào ơSearch/Tìm kiếm=>nhập từ khóa“ 789.vn – Trắc nghiệm online”=>Sau chọn“ Cài đặt ”để tải App máy Bước 3: Đăng kí tài khoản => khối => chọn mơn Vật Lý 2.5.2 Học trực tuyến 789.vn Bước 1: Sau đăng nhập, click chuột vào “Avatar”hoặc "Tài khoản" menu để truy cập chức học sinh Bước 2: Click chuột vào mục"Đăng ký lớp học" Bước 3: Khi cửa sổ Danh sách lớp học mở ra, chọn mục "Đăng ký vào lớp học" 2.5.3 Thi trực tuyến 789.vn Bước 1: Sau đăng nhập, click chuột vào“Avatar”hoặc"Tài khoản"trên menu để truy cập chức học sinh Bước 2: Click chuột vào mục "Đăng ký lớp học Bước 3: Khi cửa sổ Danh sách lớp học mở ra, chọn mục “Lớp học online”=> chọn mục “Làm bài”.Giao diện câu hỏi xuất bạn bắt đầu làm 22 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 3.1 Mục đích thực nghiệm Trên sở số ứng dụng smartphone học môn Vật lý trình bày chương 2, tơi tiến hành TN nhằm đánh giá xem GV HS vận dụng vào học có giúp HS phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo, hứng thú học khơng? Có giúp HS đào sâu kiến thức học, nâng cao lực tự học, tự vận dụng, góp phần rèn luyện phát triển lực cho HS hay ko? Đánh giá tính khả thi ứng dụng, thí nghiệm Trên sở sửa đổi, bổ sung nhân rộng cho nội dung kiến thức khác chương trình Vật lý THPT 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm - Lên kế hoạch TN sư phạm - Khảo sát, điều tra để chọn lớp TN ĐC, chuẩn bị thông tin điều kiện cần thiết phục vụ cho công tác TN sư phạm - Tổ chức triển khai nội dung TN - Xử lí, phân tích kết TN, đánh giá, từ nhận xét rút kết luận tính khả thi đề tài 3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm Các ứng dụng, thí nghiệm trải dài khối lớp phân phối chương trình năm học thời gian TN đầu năm học nên tiến hành thực nghiệm HS lớp 10 từ tuần học đến tuần học Tôi tiến hành TN đối tượng HS hai lớp Trình độ HS hai lớp nhìn chung tương đương Lớp ĐC lớp 10A3 dạy bình thường theo chương trình Lớp TN lớp 10A4 dạy theo phương pháp kết hợp ứng dụng smartphone trình học 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Ở lớp ĐC, dạy bình thường theo giáo án Tơi dự ghi chép lại hoạt động GV HS diễn tiết học Kiểm tra trình tự học nhà HS - Ở lớp TN, dạy theo phương pháp kết hợp ứng dụng smartphone trình học Theo dõi hoạt động học tập cụ thể HS học tập, ghi chép, ghi hình lại tồn diễn biến buổi học thu thập phiếu học tập HS Kiểm tra trình tự học nhà HS - Sau tiết học, giáo viên hướng dẫn cho HS lớp ĐC lớp TN làm kiểm tra trắc nghiệm khách quan - Sau đó, tơi phân tích sản phẩm học tập HS câu trả lời có q trình TN thơng qua kiểm tra qua trao đổi với HS 23 Chính đối chiếu phân tích ban đầu với phân tích liệu TN thu sở kiểm tra giả thuyết nêu 3.5 Thời gian thực nghiệm sư phạm Từ ngày tháng năm 2020 đến ngày tháng 12 năm 2021 3.6 Diễn biến kết thực nghiệm sư phạm 3.6.1 Diễn biến thực nghiệm sư phạm 3.6.1.1 Chuẩn bị cho buổi thực nghiệm sư phạm - Trước bắt đầu tiết dạy TN, GV làm việc với Ban giám hiệu nhà trường để HS sử dụng điện thoại số tiết học Vật lý để hỗ trợ xây dựng kiến thức học - GV yêu cầu HS chia làm nhóm (lớp có 40 HS), cho nhóm có HS có smartphone Hướng dẫn HS cài đặt phần mềm hỗ trợ học tập điện thoại - GV liên hệ mượn phịng có Smart Tivi hoạc máy chiếu để HS trình chiếu hình ảnh, video điện thoại 3.6.1.2 Diễn biến tiết học thực nghiệm Bài 1: Chuyển động GV yêu cầu nhóm HS dùng phần mềm Bản đồ Google để xác định vị trí TP Vinh Mời vài nhóm lên trình bày hình dạng đường đi, độ dài đường đi, vật làm mốc, mốc thời gian, thời gian từ trường đến TP Vinh Từ hình thành khái niệm chuyển động cơ, chất điểm, quỹ đạo, vật làm mốc thước đo, cách xác định thời gian chuyển động Bài 2: Chuyển động thẳng Hình 3.1 Dùng phần mềm Bản đồ Google để xác định vị trí Ở mục: Đồ thị - tọa độ thời gian chuyển động thẳng GV yêu cầu HS vẽ đồ thị tọa độ thời gian chuyển động thẳng Sau dùng phần mềm Mathlab để kiểm tra lại hình dạng đồ thị Yêu cầu nhóm HS thay đổi 24 thay đổi x0 (x0 > x0 v