Mục đích điều tra

8. Cấu trúc khố luận

1.4.1. Mục đích điều tra

Chúng tơi tiến hành điều tra tại trƣờng Trung học phổ thơng để:

 Nắm bắt đƣợc thực trạng tổ chức hoạt động trải nghiệm trong nhà trƣờng Trung học phổ thơng.

 Tìm hiểu quan điểm của thầy cơ về khái niệm NLTN.

 Tìm hiểu phong cách học tập của học sinh.

Từ đĩ tổ chức hoạt động trải nghiệm phù hợp để phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh.

1.4.2. Phương pháp điều tra

 Gặp gỡ trao đổi đồng thời sử dụng các phiếu phỏng vấn với giáo viên dạy bộ mơn giảng dạy Vật lí ở các trƣờng THPT.

 Trao đổi trực tiếp và sử dụng các phiếu khảo sát học sinh.

1.4.3. Phân tích số liệu điều tra

Chúng tơi đã phát phiếu điều tra, tìm hiểu thƣc trạng tổ chức hoạt động trải nghiệm sáng tạo (HĐTNST) hay hoạt động trải nghiệm, hoạt động trải nghiệm, hƣớng nghiệp (HĐTN) và thực trạng phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh, kết hợp tìm hiểu phong cách học tập của học sinh trong bộ mơn vật lí ở trƣờng THPT Dƣơng Xá – Gia Lâm – Hà Nội, gồm:

Số phiếu điều tra giáo viên: 6. Số giáo viên cho biết ý kiến: 6. Số phiếu điều tra học sinh: 99. Số học sinh cho biết ý kiến: 99.

Kết quả điều tra: Xem phụ lục 3 và phụ lục 4. Đối với giáo viên

Tất cả GV (100%) đƣợc hỏi ý kiến đều đã tiếp cận với HĐTN nhƣng qua các nguồn thơng tin khác nhau: tự nghiên cứu (33%), trong đào tạo đại học và sau đại học (50%) và trong các đợt tập huấn giáo viên THPT (33%) và các thầy cơ đều đã từng thiết kế và tổ chức HĐTN nhƣng chƣa tổ chức đƣợc thƣờng xuyên, đều đặn.

Mỗi thầy cơ biết đến và tổ chức HĐTN với những hình thức là khác nhau: câu lạc bộ (33%), hội thi/cuộc thi (33%), tham quan học tập (33%) và một số hình thức khác (17%).

Trong quá trình tổ chức HĐTN hầu hết các thầy cơ gặp khĩ khăn do giáo viên và học sinh đều chƣa cĩ kinh nghiệm tổ chức và tham gia(83%). Bên cạnh đĩ, cịn một số khĩ khăn khác nhƣ chƣa cĩ tài liệu hƣớng dẫn cho GV (50%) hay nhƣ khĩ khăn về nguồn kinh phí và thời gian tổ chức phải phù hợp với kế hoạch nhà trƣờng (17%). Cĩ thể thấy, HĐTN khơng phải là hoạt động quá xa lạ, tuy nhiên vẫn cịn một số trƣờng vẫn gặp khĩ khăn khi tổ chức. Nhƣ vậy, việc nghiên cứu và đề xuất các hoạt động trải nghiệm trong trƣờng phổ thơng sẽ giúp cho GV cĩ cơ hội tiếp cận với nguồn tài liệu phong phú hơn, khắc phục một số khĩ khăn kể trên.

Và tồn bộ các thầy cơ (100%) đều đánh giá việc hình thành năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học bộ mơn vật lí là rất cần thiết.

Về quan điểm của chúng tơi về khái niệm và cấu trúc NLTN nhận đƣợc sự nhất trí, đồng tình cao của các thầy cơ. Theo thầy cơ, những quan điểm của chúng tơi đã đáp ứng đƣợc yêu cầu về độ chính xác của phép đo, sự hoạt động kết nối đồng bộ của dụng cụ đo, sự làm chủ thiết bị, dụng cụ của học sinh về vai trị, tác dụng của dụng cụ trong tiến trình thí nghiệm. Từ đĩ, chúng tơi sẽ cân nhắc trong việc lựa chọn nhiệm vụ để đánh giá từng thành tố của NLTN của HS.

Trong việc hình thành, phát triển NLTN của học sinh, các thầy cơ tập trung vào hoạt động tổ chức, hƣớng dẫn học sinh tiến hành một số nhiệm vụ thực nghiệm nhƣ thiết kế dụng cụ thí nghiệm, tự thiết kế, tiến hành thí nghiệm tự chế phục vụ cho bài học (100%); hoạt động giáo viên tích cực sử dụng thí nghiệm biểu diễn trong quá trình học (83%); giáo viên cho học sinh tiến hành các thí nghiệm trong tiết thực hành (83%); hoặc một số hoạt động cũng đƣợc các giáo viên tổ chức nhƣ kiểm tra đánh giá học sinh bằng những câu hỏi, bài tập phải huy động tính sáng tạo và năng lực thực nghiệm để giải quyết (67%); cho học sinh quan sát, tìm hiểu hình ảnh, dụng cụ thí nghiệm trong sách giáo khoa (50%) và tổ chức các HĐTN (50%). Tuy nhiên các thầy cơ đều đồng tình cho rằng khi tổ chức HĐTN với các nội dung vật lí thì cơ hội phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh là rất thuận lợi (67%) và thuận lợi (33%).

Khi hỏi ý kiến thầy cơ về một số chủ đề TNST liên quan đến kiến thức phần điện trong chƣơng trình vật lí lớp 11, các thầy cơ cĩ thể hoặc đã từng tổ chức, phần lớn thầy cơ cho rằng cĩ thể tổ chức và chính thầy cơ đã tổ chức chủ đề “Dịng điện trong các mơi trƣờng”, chủ đề “Pin điện hĩa”, riêng về chủ đề “Nốt nhạc trái cây” các thầy cơ chƣa biết đến trƣớc đĩ. Nhƣ vậy, chủ đề chúng tơi nghiên cứu là một chủ để cĩ tính mới.

Từ tất cả những nhận xét trên, theo chúng tơi, việc tổ chức HĐTN với chủ đề “Nốt nhạc trái cây” để hình thành NLTN cho cho học sinh là phù hợp với nhu cầu của bộ mơn vật lí nĩi riêng và trong dạy học nĩi chung.

Đối với học sinh

Phần lớn các em đều đã biết đến HĐTNST hay HĐTN nhƣng số lƣợng các em đƣợc trực tiếp tham gia cịn chƣa nhiều (26%) so với số học sinh đã từng biết nhƣng chƣa đƣợc tham gia (38%). Nhƣng số lƣợng các em chƣa biết đến HĐTN cũng cịn khá đáng kể (35%). Tuy nhiên khoảng hơn 60% là số lƣợng các em học sinh đã biết tới HĐTN đây là một thuận lợi rất lớn khi tổ chức HĐTN ở các trƣờng THPT.

Với sự đa dạng dƣới các hình thức tổ chức của HĐTN, nhƣng hình thức các em đã đƣợc tham gia hoặc biết đến nhiều hơn cả là hình thức các hội thi/cuộc thi (40%), tiếp theo đĩ là hình thức các câu lạc bộ (22%), và một số hình thức khác với số lƣợng ít hơn nhƣ tham quan học tập (11%), dự án thực tiễn (11%). Kết hợp với việc khi giải quyết các nhiệm vụ học tập, các em đều muốn tự tìm hiểu trƣớc sau đĩ trao đổi nhĩm với nhau đƣa ra kết luận (48%) hoặc muốn đƣợc trao đổi nhĩm với nhau (39%). Từ đây, cĩ thể thấy, việc tổ chức HĐTN với hình thức CLB sẽ khơng quá xa lạ gây khĩ khăn đối với học sinh, lại rất phù hợp với nhu cầu muốn hoạt động, trao đổi nhĩm trong quá trình học tập của các em.

Về phong cách học tập của học sinh, hầu hết các em mong muốn đƣợc học tập với các dụng cụ thí nghiệm (41%), phần mềm mơ hình thí nghiệm (41%) hoặc với các video (46%) là những phƣơng tiện học tâp mà các em ít khi đƣợc tham gia. Và đa số các em đều mong muốn nhận đƣợc nhiệm vụ học tập là tiến hành các thí nghiệm (50%), điều này chứng tỏ các em cĩ nhu cầu và cĩ niềm mong muốn nhất định trong việc tiến hành các thí nghiệm. Nhƣng trong quá trình học tập thực tiễn các em khơng đƣợc tham gia nhiệu vụ này

nhiều. Nên theo chúng tơi việc tổ chức cho HS học tập nhiều hơn với phƣơng tiện học tập là các dụng cụ thí nghiệm sẽ tạo đƣợc sự hứng thú cho các em, đồng thời tạo điều kiện cho các em phát triển NLTN của mình.

Nhƣng việc giải quyết các nhiệm vụ thực nghiệm liên quan đến kiến thức thực tế, học sinh thƣờng gặp những khĩ khăn nhất định, do khĩ khăn, bỡ ngỡ trong việc vận dụng các kiến thức, kỹ năng trong việc thực hiện nhiệm vụ thực nghiệm, do quen với việc học, giải quyết các bài tập lí thuyết (56%), do chƣa gắn chặt giữa cơ sở lí thuyết và thực tiễn, nên sẽ khĩ khăn trong việc thiết kế phƣơng án thí nghiệm và thực hành thí nghiệm hoặc một số lí do khác.

Khi đƣa ra một vài câu hỏi liên quan đến chủ đề “Nốt nhạc trái cây”, các em học sinh đã cĩ những câu trả lời xuất phát từ kinh nghiệm sống thƣờng ngày của các em. Đại đa số các em cho rằng những vật liệu trong đời sống cĩ thể tạo ra nhạc cụ đĩ là cốc thủy tinh đừng nƣớc (74%), cũng cĩ rất nhiều em đƣa ra các đáp án nhƣ ống nhựa, những dụng cụ học tập, nhà bếp, hoa quả khơ,... Đặc biệt khi hỏi về quan điểm “Cĩ thể tạo ra nhạc cụ từ trái cây hay khơng?”, hầu hết các em đều cho rằng điều này là cĩ thể (72%). Điều này cũng cĩ thể coi là điểm thuận lợi cho chúng tơi khi thực hiện chủ đề, cĩ thể tạo ra sự tị mị, hấp dẫn cho học sinh.

KẾT LUẬN CHƢƠNG 1

Trong chƣơng này, chúng tơi đã trình bày những cơ sở lí luận và thực tiễn của việc tổ chức HĐTN nhằm phát triển NLTN của HS:

 Lí luận về Hoạt động trải nghiệm, Hoạt động trải nghiệm, hƣớng nghiệp.

 Lí luận về năng lực thực nghiệm.

 Đáng giá năng lực thực nghiệm qua HĐTN.

Khảo sát tìm hiểu về thƣc trạng HĐTNST hay HĐTN và phát triển năng lực thực nghiệm cho học sinh, kết hợp tìm hiểu phong cách học tập của học sinh trong bộ mơn vật lí.

Những nghiên cứu về lí luận và thực tiễn trong chƣơng 1 là cơ sở để chúng tơi hồn thiện cơ sở lí luận và xây dựng các nhiệm vụ trong HĐTN với chủ đề “Nốt nhạc trái cây” để phù hợp trong việc phát triển NLTN cho học sinh.

CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM VỚI CHỦ ĐỀ “NỐT NHẠC TRÁI CÂY”

2.1. Mục tiêu chủ đề

2.1.1. Về kiến thức

 Củng cố kiến thức về cách lắp ráp các điện trở trên mạch khi chúng đƣợc mắc song song và kiến thức về định luật Ơm trong đoạn mạch chỉ cĩ điện trở thuần.

 Đọc đƣợc giá trị điện trở đối với điện trở (thiết bị) qua các vịng màu.

 Trình bày đƣợc cơng dụng, chức năng của một số thiết bị, dụng cụ cho trƣớc để tạo ra đàn trái cây nhƣ board UnoX, bread board, buzzer, điện trở, máy tính, cốc nƣớc.

2.1.2. Về kĩ năng

 Lựa chọn đƣợc phƣơng án thí nghiệm khả thi để tạo thành cơng chiếc đàn trái cây đơn giản.

 Lựa chọn đƣợc các loại trái cây với đặc điểm kích thƣớc phù hợp, điện trở cĩ giá trị hợp lí để tạo ra 4 nốt nhạc cùng cao độ hoặc 4 nốt nhạc khác cao độ.

 Vận dụng đƣợc kiến thức về đoạn mạch chỉ cĩ điện trở thuần và kiến thức về bo mạch khung (bo test), lắp ráp đƣợc điện trở song song với nhau.

 Lắp ráp đƣợc các điện trở với các trái cây, kết nối hệ thống bo test, bread UnoX với máy tính.

 Làm đƣợc cịi buzzer phát ra âm thanh.

 Tiến hành đƣợc thí nghiệm tạo ra chiếc đàn trái cây trong 2 trƣờng hợp: 4 nốt nhạc cùng độ và 4 nốt nhạc khác cao độ.

 Trình đƣợc rành mạch, rõ ràng về lý do chọn phƣơng án thí nghiệm, các bƣớc tiến hành thí nghiệm.

 Đƣa ra và tiến hành đƣợc một số đề xuất để khắc phục sai sĩt thí nghiệm khi khơng tạo đƣợc đán trái cây đúng yêu cầu.

 Phát triển một số kĩ năng khác: chia sẻ, thảo luận ý tƣởng, thuyết trình và phản biện ý kiến.

2.1.3. Về thái độ

Nghiêm túc, chủ động, tích cực.

2.1.4. Về năng lực

Phát triển đƣợc năng lực thực nghiệm.

2.2. Kiến thức vật lí trong chủ đề

2.2.1. Kiến thức vật lí trong chủ đề

a.Kiến thức về điện trở

 Cách mắc điện trở nối tiếp:

R1 R2 R3

 Trong đoạn mạch gồm các điện trở ghép nối tiếp: I = I1 = I2 = ... = In;

U = U1 + U2 + ... + Un;

R = R1 + R2 + ... + Rn.

 Cách mắc điện trở song song:

R1

R2

R3

 Trong đoạn mạch gồm các điện trở ghép song song: I = I1 = I2 = ... = I2;

 Cách đọc giá trị điện trở (thiết bị) qua các vịng màu: + Loại 4 vịng màu: R = AB.10C ± sai số

+ Loại 5 vịng màu: R = ABC.10D ± sai số

(Trong đĩ: A, B, C, D là giá trị tƣơng ứng với các vịng màu.)

Hình 2.1. Điện trở (thiết bị) loại 4 và 5 vịng màu

 Quy định về luật màu trên điện trở (thiết bị):

Bảng 2.1. Quy định về luật màu

473J Loại điện trở dán

Loại 4 vòng màu Loại 5 vòng màu

Vòng sai số Số mũ Số thứ hai Số thứ nhất Số thứ nhất Số thứ hai Số thứ ba Số mũ Vòng sai số Số thứ nhất Số thứ hai Số mũ Sai số : J (5%); K (10%)

b.Định luật Ơm cho đoạn mạch chỉ cĩ điện trở thuận R:

c. Hoạt động của bread board (bo mạch khung – bo test)

 Một bread board là một bảng mạch tạm thời để thử nghiệm và tạo mẫu mạch.

Hình 2.2. Bố trí dân dẫn trên bo test 1

 Bố trí dây dẫn trên bread board

 Trong hàng ngang để kết nối nguồn và cột dọc cho các linh kiện.

 Hai hàng lỗ ở 2 đầu là dùng để dẫn nguồn cung cấp: một hàng cho dƣơng nguồn, một cho âm nguồn.

 Khi cấp nguồn cho các linh kiện, ta sẽ cấp nguồn theo cột hàng dọc. Dùng dây nhảy ghim lần lƣợt vào 2 đƣờng nguồn chính bên cấp nguồn cho 2 cột hàng dọc (5 lỗ) giĩng thẳng xuống phía dƣới. Điều này sẽ làm thành 1 mạch khép kín cho phép dịng điện từ một phía này của nguồn chạy tới phía bên kia thơng qua các vật dẫn. (Hình 2.2).

Hình 2.3. Bo test cĩ nguồn cấp từ 2 hàng ngang phía trên

 Ta cũng cĩ thể cấp nguồn từ hàng ngang phía trên xuống hàng ngang phía dƣới và nối các linh kiện từ vùng hàng dọc phía dƣới, xuống vùng hàng dọc phía trên. (Hình 2.3)

Hình 2.4. Bo test cĩ nguồn cấp từ 2 hàng ngang phía trên và dƣới

 Một mạch song song sẽ là các linh kiện đƣợc gắn chung chân cùng phân cực (chân âm nối chân âm và chân dƣơng nối chân dƣơng). Nhƣ vậy, hai cột là cần thiết để chứa bất kỳ thành phần nào với hai chân song song, các thành phần này sẽ chia sẻ cùng các cột nhƣng phải đặt trong các lỗ riêng biệt. (Hình 2.4)

Hình 2.5. Bo test cĩ điện trở mắc song song d. Hoạt động của board UnoX và buzzer

Board UnoX là một Board mạch đƣợc lập trình với phần mềm Arduino trên máy tính để giúp phát ra âm thanh theo hàm đã lập trình sẵn.

Hình 2.6. Board UnoX

Buzzer là một loại cịi để báo hiệu bằng cách cấp điện áp cho nĩ, tuy nhiên ta cũng cĩ thể thay đổi mức điện áp để tạo ra các âm thanh khác nhau bằng cách kết nối nĩ với 1 chân PWM (chân cĩ dấu ~) trên UnoX.

Hình 2.7. Buzzer

 Bảng kết nối

Bảng 2.2. Bảng kết nối Buzzer.

Buzzer Board UnoX

Chân + Chân 11

Chân GND Chân GND

Thí nghiệm tạo ra chiếc đàn trái cây là bài tốn với Board UnoX

 Đọc tín hiệu từ các chân A0, A1, A2, A3.

 Nếu cĩ sự thay đổi điện áp lên các chân này thì phát âm thanh ra buzzer theo những âm bất kỳ đƣợc cài đặt sẵn.

Sử dụng thƣ viện

 Đọc sử thay đổi điện áp: dùng analogRead.

 Phát âm thanh trên buzzer: dùng hàm tone (hàm cĩ sẵn của arduino). Lệnh lập trình int melodia1 = 261; int melodia2 = 523; int melodia3 = 1046; int melodia4 = 880; int zumbador = 11;

int numeroTonos = 1; void setup(){ Serial.begin(9600); pinMode(zumbador, OUTPUT); } void loop(){ Serial.print("Analog 1: "); Serial.println(analogRead(0)); Serial.print("Analog 2: "); Serial.println(analogRead(1)); Serial.print("Analog 3: "); Serial.println(analogRead(2)); Serial.print("Analog 4: "); Serial.println(analogRead(3)); if(analogRead(0)<=1020){ [16]

2.2.2. Xây dựng thí nghiệm sử dụng trong chủ đề

a.Mục đích thí nghiệm

Thiết kế đƣợc mạch điện tạo thành đàn trái cây đơn giản

b.Dụng cụ thí nghiệm

 1 Sơ đồ nguyên lí (phần điện) của chiếc đàn trái cây.

 1 board UnoX.

 1 bread board.

 1 buzzer.

 10 điện trở cĩ giá trị bất kì, trong đĩ tối thiểu cĩ 4 điện trở cĩ giá trị 1K Ohm.

 Một vài trái cây: 6 quả chuối, 6 quả cà chua và 6 quả dƣa chuột (các quả trong cùng một loại cĩ hình dạng, kích thƣớc bất kì).

 1 máy tính cài sẵn phần mềm Arduino.

 1 dây cổng kết nối board UnoX với máy tính.

 1 số dây cắm vào Bo mạch và dây nối cĩ mỏ kẹp cá sấu.

 1 cốc chứa nƣớc.

Hình 2.8. Dụng cụ thí nghiệm

c. Nguyên lí hoạt động

Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lí (phần điện) của chiếc đàn trái cây

Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lí xét với một nốt nhạc trong chiếc đàn trái cây