Hình 2.1: Sơ đồ tiến trình xây dựng một kiến thức vật lý
3.4.2.1.Đánh giá định tính thực nghiệm sư phạm vòng 2:
Qua thực nghiệm sư phạm vòng 2 chúng tôi nhận thấy:
Đối với các lớp thực nghiệm, tiến trình dạy học phù hợp với thực tế dạy học. GV chủ động tổ chức điều khiển lớp học và dẫn dắt HS tham gia giải quyết vấn đề một cách hợp lý. HS chủ động, nhiệt tình tham gia vào quá trình tổ chức hoạt động nhận thức như thảo luận và mạnh dạn đề xuất các phương án TN kiểm tra giả thuyết.
Tuy nhiên vẫn còn một số HS gặp khó khăn khi thao tác với phần mềm trên máy vi tính.
3.4.2.1.1. Về tính khả thi của các bài học với sự hỗ trợ của CNTT
Lớp 10:
- Bài 2: Vận tốc trong chuyển động thẳng. Chuyển động thẳng đều. (tiết 2)
Bài này được dạy học trong 2 tiết. Chúng tôi chỉ tiến hành dạy thực nghiệm ở tiết 2. Trong quá trình thực nghiệm vòng 2, rút kinh nghiệm từ vòng 1, nội dung của tiết học được xây dựng theo trình tự:
- Định nghĩa chuyển động thẳng đều: HS nhắc lại khái niệm về chuyển động thẳng đều đã được học ở THCS. GV hướng dẫn HS tiến hành TN trên đệm khí với camera và máy vi tính để thu thập số liệu, phân tích số liệu để đi đến một số định nghĩa về chuyển động thẳng đều.
- Phương trình của chuyển động thẳng đều: Thấy được sự cần thiết của việc xây dựng phương trình chuyển động của vật. Tiến hành xây dựng phương trình theo con đường lý thuyết. Kiểm chứng bằng TN đệm không khí với camera và máy vi tính.
- Đồ thị toạ độ - thời gian của chuyển động thẳng đều. Dựa vào bảng số liệu thu thập được vẽ đồ thị x- t, sau đó đối chiếu với kết quả đồ thị thu được bằng máy tính.
- Đồ thị vận tốc - thời gian của chuyển động thẳng đều.
Thực nghiệm sư phạm cho thấy: Tiến trình dạy học được xây dựng là hợp lí, các TN trên đệm không khí với camera và máy vi tính tạo cho HS tích cực, hăng hái và chủ động trong việc tham gia các hoạt động học tập trong giờ học.
- Bài 3: Khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng
Tiến trình dạy học bài này được tiến hành theo sơ đồ 2.57. GV đặt vấn đề đại lượng nào cho biết chuyển động thẳng là nhanh hay chậm? Làm sao để biết được một vật chuyển động thẳng là đều hay không đều? Phải xác định được đại lượng nào để trả lời các câu hỏi trên? GV tổ chức cho HS thảo luận. Trong quá trình thảo luận, HS có thể đưa dự đoán các đại lượng như đo quãng đường, đo vận tốc hay xác định toạ độ… Nếu HS dự đoán quãng đường thì GV phân tích cho HS thấy được rằng nếu biết quãng đường đi được ở hai thời điểm bất kỳ thì cũng chưa xác định được vị trí của vật. Vì vậy, để xác định được vị trí của vật theo thời gian thì phải xác định được toạ độ của vật. Sau đó, GV phân chia các nhóm HS rồi hướng dẫn HS sử dụng bộ TN
trên đệm khí với camera và máy vi tính để đo đạc các đại lượng theo dự đoán. Qua bảng số liệu x- t, HS tính toán tìm vận tốc trung bình của vật trong một khoảng thời gian 1s và tính vận tốc tức thời của vật. Và HS đã trả lời được: Biết được toạ độ tại mọi thời điểm thì có thể biết được các đặc trưng khác của chuyển động. Vận tốc tức thời của vật ở các thời điểm khác nhau có thể cho ta biết được chuyển động là đều hay không đều. Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy, HS chủ động trong việc đề xuất cách đo các đại lượng, và tích cực tham gia vào quá trình xây dựng kiến thức.
- Bài 5: Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều.
Với bộ TN đệm không khí và camera quan sát chuyển động và máy vi tính như ở bài trước, HS nhận được nhiệm vụ đặt ra là: Trong cơ học, ta cần xác định vị trí của chất điểm tại một thời điểm bất kì. Muốn xác định vị trí của vật tại thời điểm bất kì ta phải làm thế nào? Với bộ TN này và bài học về khảo sát chuyển động thẳng ở trước, HS tỏ ra hăng hái tham gia vào quá trình học tập và đã trả lời được rằng, muốn xác định vị trí của vật cần xác định toạ độ của nó. GV hỏi tiếp “Vậy toạ độ của chuyển động thẳng biến đổi đều phụ thuộc như thế nào vào thời gian chuyển động?”
Để xác định được công thức toạ độ trong chuyển động thẳng biến đổi đều, GV tổ chức cho HS xuất phát từ nhận xét độ dời x-x0 của một chất điểm thực hiện được trong khoảng thời gian t – t0 bằng độ dời của chất điểm chuyển động thẳng đều với vận tốc bằng trung bình cộng của vận tốc đầu v0 và vận tốc cuối vt và công thức của vận tốc v = v0 + at (đã được học) để suy ra được công thức của toạ độ x theo thời gian t. Trong thực nghiệm lần 1, HS băn khoăn liệu (v+v0)/2 có phải là vận tốc trung bình trên cả đoạn đường. Vì thế GV gợi ý HS chứng minh nhận xét trên. Kết quả dạng x- t cần được kiểm tra bằng thực nghiệm. GV cùng với HS tiến hành TN trên đệm khí với camera và máy vi tính, từ đó thu được bảng số liệu x –t, v-t và vẽ đồ thị x- t là một Parabol. Kết quả này phù hợp với lý thuyết. HS đã được làm quen với bộ TN này ở bài trước nên tỏ ra tích cực và chủ động khi tham gia TN và thảo luận tìm ra phương trình chuyển động của vật.
- Bài 16: Định luật III Niutơn
Với bài học này, tình huống mà HS gặp phải là lực tương tác giữa hai vật có mối quan hệ với nhau như thế nào. HS dự đoán có thể hai lực này có độ lớn bằng nhau; áp dụng định luật II Niu tơn có thể suy ra hệ quả: tỷ số gia tốc của hai vật tỷ lệ
nghịch với khối lượng của hai vật đó; đồng thời sử dụng bộ TN đệm khí với camera và máy vi tính để đề xuất các phương án kiểm tra hệ quả: HS đề xuất 3 phương án TN: Khảo sát chuyển động của hai xe trên đệm khí: khi hai xe chuyển động ngược chiều đến va chạm với nhau; một xe chuyển động đến va chạm vào xe đang đứng yên; Hai xe đứng yên tương tác với nhau thông qua lò xo nén; và tiến hành các TN kiểm tra. Sau đó GV khẳng định lại kết quả thu được và phát biểu thành định luật. Về đặc điểm của lực và phản lưc, GV giới thiệu về lực và phản lực còn các đặc điểm của chúng thì HS phát hiện được.
Lớp 11:
- Bài 3: Điện trường
Để mở đầu bài học, GV yêu cầu HS nhắc lại công thức tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không. Tiếp theo GV đặt vấn đề: Hai điện tích đặt cách nhau một đoạn r làm thế nào để chúng tác dụng được lên nhau? GV tổ chức cho HS thảo luận. Trong quá trình thảo luận HS đưa ra dự đoán hai điện tích đặt cách nhau một đoạn r tác dụng được lên nhau là thông qua một môi trường giống như trường hợp lực hấp dẫn. GV tiếp tục dẫn dắt bằng câu hỏi môi trường đó tồn tại ở đâu? Ta có quan sát được nó bằng các giác quan hay không? Để nhận biết được môi trường đó ta phải làm thế nào? Từ đó, đưa ra được điện trường là môi trường tồn tại xung quanh các điện tích và tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.
Sau đó GV lại tổ chức tình huống học tập tiếp theo: Các điện tích đặt xa nhau tác dụng lực lên nhau được là nhờ có điện trường. Vậy tại các điểm khác nhau trong điện trường khả năng tác dụng lực của nó lên các điện tích như thế nào ? GV giới thiệu bộ TN ảo vật lý dành cho THPT cho học sinh tiến hành TN tìm lực tác dụng lên các điện tích thử khác nhau đặt lần lượt tại cùng một vị trí và lực tác dụng lên điện tích đặt tại các vị trí khác nhau trong điện trường của điện tích q1. HS tiến hành làm TN và rút ra nhận xét: - Tại cùng một điểm trong điện trường, lực điện tác dụng lên các điện tích thử phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử. Nhưng nếu lập thương số của lực điện và điện tích thử chịu lực tác dụng thì tỷ số đó không phụ thuộc vào độ lớn của điện tích thử.- Tại các điểm khác nhau trong điện trường, thương số đó là khác nhau. Tại điểm nào thương số đó càng lớn thì lực điện tác dụng lên các điện tích đặt tại đó càng lớn. GV tổng hợp lại và đưa ra khái niệm về cường
độ điện trường. Đây là một khái niệm mới nên trong quá trình thực nghiệm, GV nêu tên và HS đưa ra ý nghĩa và biểu thức của E. Sau đó HS thảo luận nhóm để tìm hiểu các đặc điểm của vectơ cường độ điện trường do một điện tích điểm gây ra tại một điểm.
Để xây dựng khái niệm đường sức điện trường và các tính chất của nó, GV tổ chức cho HS đọc SGK và trình bày kết quả. Sau đó cho HS sử dụng phần mềm trên để mô phỏng đướng sức điện của một hay hai điện tích điểm.
Trong SGK, bài này có 6 nội dung: Điện trường, cường độ điện trường, đường sức điện trường, điện trường đều, điện trường của một điện tích điểm, nguyên lý chồng chất điện trường. Các nội dung của bài học trừu tượng và thường được xây dựng thuần tuý theo lý thuyết nên gây khó hiểu cho HS. Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy, với việc sử dụng phần mềm mô phỏng ở đây, HS tỏ ra rất tích cực, hăng hái và chủ động, sáng tạo trong nghiên cứu các nội dung của bài học.
- Bài 13: Định luật Ôm đối với toàn mạch
HS nhận nhiệm vụ nghiên cứu: để duy trì dòng điện trong mạch ta phải mắc vào mạch một pin hoặc acquy (nguồn điện). Vậy trong mạch kín, cường độ dòng điện có mối liên hệ như thế nào với suất điện động của nguồn và điện trở của mạch? GV tổ chức cho HS suy luận với gợi ý cho HS sử dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng để tìm mối quan hệ. Quan hệ trên được xây dựng bằng con đường lý thuyết. Kết quả này cần được kiểm tra bằng thực nghiệm. GV yêu cầu HS nêu phương án kiểm tra và các dụng cụ cần thiết. GV giới thiệu với HS phần mềm Crocodile Physics, với các kho dụng cụ ảo, cách lắp ráp chúng thành các sơ đồ. Sau đó các nhóm HS thao tác với phần mềm và tiến hành làm TN kiểm chứng kết quả thu
được từ lý thuyết I = RE+r. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong SGK, bài này gồm có 4 nội dung: Định luật Ôm cho toàn mạch, hiện tượng đoản mạch, Định luật Ôm cho toàn mạch trong trường hợp mach ngoài có máy thu điện, Hiệu suất của nguồn điện.
Kết quả thực nghiệm cho thấy, HS được tập huấn về phần mềm Crocodile Physics trước nên họ thao tác với phần mềm Crocodile Physics một cách chủ động và có
nhanh chóng. Việc sử dụng TN ảo trong bài học đã kích thích được tính tích cực, chủ động và sáng tạo của HS khi tham gia xây dựng kiến thức mới.
- Bài 16: Thực hành đo suất điện động và điện trở trong của nguồn điện
Để tiến hành dạy học bài này, HS được vào học phòng học máy vi tính.
GV nêu vấn đề: Nêu phương án TN và các dụng cụ cần thiết để đo suất điện động và điện trở trong của một pin điện hoá. HS trình bày phương án: Có hai phương án: - Phương án 1: Dựa trên định luật Ôm, giải hệ hai phương trình, các phương trình có được nhờ hai lần đo với hai giá trị khác nhau của R.
- Phương án 2: Dùng đồ thị. Dựa trên đồ thị U = f(I) của phương trình định luật Ôm đối với toàn mạch U= E-Ir. Đồ thị này được vẽ theo các giá trị đo được của vôn kế và ampekế khi điều chỉnh biến trở. Sau đó HS nêu các dụng cụ cần thiết gồm: Một biến trở, một pin, Một vôn kế, một ampe kế, khoá K. GV chia nhóm HS và phân chia mỗi nhóm một bộ máy vi tính + Một số dụng cụ TN thật. Yêu cầu HS tiến hành làm TN ảo trên phần mềm Crocodile Physics sau đó lựa chọn các thông số thích hợp rồi làm lại với thiết bị thật.
Kết quả thực nghiệm cho thấy, HS rất háo hức với bài thực hành kết hợp giữa TN ảo và TN thật như thế này. HS rút ra được rằng nếu được sử dụng TN ảo trước khi tiến hành TN với các dụng cụ thật thì công việc diễn ra suôn sẻ hơn, tránh được tình trạng thiết bị bị cháy, hỏng hóc.
Tóm lại, qua tiến hành thực nghiệm sư phạm vòng 2, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
- Việc ứng dụng CNTT đã giúp HS có điều kiện tham gia nhiều hơn, tích cực hơn, chủ động hơn vào quá trình hoạt động nhận thức. Đồng thời HS được tiến hành TN, thu được kết quả thuận lợi cho việc so sánh kết quả giữa thực nghiệm và lý thuyết tạo niềm tin cho HS.
- Rút kinh nghiệm từ thực nghiệm sư phạm vòng 1, thực nghiệm sư phạm vòng 2 đã điều chỉnh một số nội dung và tiến trình dạy học do đó đã làm cho việc tham gia vào quá trình xây dựng kiến thức chủa HS diễn ra sôi nổi và thuận lợi hơn.
- Tiến trình dạy học đã soạn thảo có tính khả thi và phù hợp với trình độ HS. Điều này thể hiện ở khả năng tham gia dự đoán, khả năng vận dụng kiến thức đã học để giải các bài toán đặt ra cuối các tiết học và thái độ của HS đối với giờ học .
* Về tính tích cực, tự lực của HS thông qua phương pháp quan sát tâm lý và thái độ học tập của HS trong các tiết học
Để nhận định một cách định tính về tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS tham gia thực nghiệm sư phạm, chúng tôi kết hợp việc quan sát nét mặt, hoạt động và phỏng vấn trực tiếp HS sau giờ lên lớp theo một số tiêu chí sau:
a. Tích cực xung phong trả lời các câu hỏi xây dựng bài của GV
b. Hăng hái học tập và trao đổi, tranh luận với bạn bè trong và ngoài nhóm về những nhận định của bản thân.
c. HS chủ động, linh hoạt trong việc xây dựng phương án TN, tiến hành TN, xử lý số liệu TN để xây dựng kiến thức mới.
d. Có hứng thú tự học với sự hỗ trợ của MVT đặc biệt là của PMDH. e. Ghi nhớ tốt những kiến thức được học, hiểu bài một cách chắc chắn. f. Biết khai thác các PMDH để phát triển năng lực sáng tạo.
Kết quả được thống kê ở bảng 3.3.
Bên cạnh đó, chúng tôi đánh giá biểu hiện tâm lý của HS trong học tập như tính tích cực nhận thức, thái độ học tập bằng phương pháp quan sát tâm lý toàn thể lớp học về thái độ tham gia học tập.
HS tham dự tiết học trên lớp thường xuyên có những thái độ như “thờ ơ”- phân tâm (biểu hiện âm tính) hay “tích cực - chủ động” (biểu hiện dương tính) vào các hoạt động học tập như: xây dựng tình huống, dự đoán giả thuyết, nghe giảng, đàm thoại … Chúng tôi tiến hành quan sát các biểu hiện này bằng cách giao cho một số GV dự giờ theo dõi HS trên lớp học, mỗi GV đánh dấu vào bảng liệt kê các biểu hiện tâm lý và nêu thêm nhận xét chủ quan sau mỗi giờ học về hai loại thái độ âm tính, dương tính, chúng tôi thống kê được bảng sau: (bảng 3.2)
Bảng 3.2: Bảng liệt kê các biểu hiện tâm lý của HS