Hi ệu quả của việc sử dụng thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ dạy học v ới thí nghiệm thật

Chương 3: THỰ C NGHI ỆM SƯ PHẠ M

3.4.2. Hi ệu quả của việc sử dụng thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ dạy học v ới thí nghiệm thật

Nghiên cứu về ứng dụng của CNTT trong giảng dạy, ta đều thấy các mặt

kết quả còn xấu hơn khi ta không dùng. Chính vì vậy khi sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo để hỗ trợ cho dạy học bài thực hành kết hợp với thí nghiệm thật tuân thủ theo đúng 3 bước như đã nói ở trên thì hiệu quả thu được không phải là nhỏ.

Khi sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo, học sinh hoàn toàn có thể đọc tài liệu kết hợp với thực hành trước khi làm thí nghiệm thật, học sinh hoàn toàn có thể chủ động lập kế hoạch cho bài thực hành của mình.

Trong quá trình thực hành bằng thí nghiệm Vật lí ảo học sinh sẽ được kiểm tra và củng cố kiến thức cần thiết cho bài thực hành. Điều đó giúp các em hiểu sâu sắc hơn về bài thực hành sắp làm, từ đó các em biết cách giải thích và khắc phục những bất thường xảy ra trong thực hành. Ví dụ như : trong thí nghiệm đo suất điện động và điện trở trong của nguồn, thay vì xử lý các số liệu rất lẻ, các em có thể nhờ máy tính vẽ đồ thị, căn cứ vào đồ thị các em tìm được mối quan hệ giữa dòng điện và hiệu điện thế 2 cực của nguồn, các em được thực hành nhiều hơn với đồng hồ đa năng, được tìm hiểu tại sao phải mắc thêm điện trở R0 vào mạch điện, tại sao trong mạch điện ở một số thiết bị luôn phải có điện trở, hay các em có thể biết số liệu mình đo được có chính xác không, nếu không thì tại sao, ...

Phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo khi được sử dụng trước và sau khi thực hành bằng thí nghiệm thật còn giúp cho học sinh nhuần nhuyễn hơn với các thao tác thực hiện, hiểu kĩ vấn đề hơn, từ đó có thể nảy sinh được những phương án mới.

Đối với giáo viên, nếu sử dụng một cách phù hợp từng bước, xây dựng phần mềm theo đúng yêu cầu của một phần mềm dạy học, phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo thì hiệu quả đạt được không những là rèn luyện kĩ năng thực hành, phát huy tính tích cực, khả năng tìm tòi, tăng sự hứng thú của học sinh với môn Vật lí mà còn có hiệu quả tích cực trong việc kiểm tra đánh giá học sinh một cách dễ dàng hơn. Không những chỉ trên báo cáo của buổi thực

hành, mà còn có thể đánh giá được khả năng tự học, khả năng lập kế hoạch và khả năng rèn luyện bản thân thông qua kết quả in ra của phần mềm.

Trang thiết bị sử dụng theo cách này không tốn kém. Với các thiết bị máy vi tính đang được trang bị ở trường phổ thông Việt Nam hiện nay đều có thể triển khai nghiên cứu các quá trình Vật lí theo cách này.

Hiện nay, nhà trường phổ thông của rất nhiều nước trên thế giới đã và đang sử dụng máy vi tính trong việc phân tích các băng hình ghi các quá trình Vật lí thực để nghiên cứu, tìm ra quy luật của nó.

Như vậy, việc xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm vật lí ảo hỗ trợ thực hành vật lí ở trường phổ thông là hoàn toàn có căn cứ và sẽ đạt hiệu quả cao trong việc đổi mới phương pháp và nội dung giảng dạy hiện nay.

Kết luận chương 3

Việc thực nghiệm trong một số tiết học ít ỏi với số lượng học sinh hạn chế, chưa đủ để khẳng định giá trị phổ biến của phương pháp do đã nêu ra trên đây. Tuy nhiên, những kết quả bước đầu thu được có thể chứng tỏ: nếu tổ chức giảng dạy thực hành thí nghiệm Vật lí có hỗ trợ của thực hành thí nghiệm ảo sẽ tạo hứng thú, lôi cuốn học sinh tự lực tham gia giải quyết các vấn đề học tập không những trên lớp mà cả ở nhà vì nếu điều kiện cho phép phần mềm được sao chép hoặc up lên mạng, chỉ cần máy tính chạy được flash là các em có thể tìm hiểu trước và làm thí nghiệm trước ở nhà, tạo điều kiện tốt cho HS phát triển khả năng chủ động, sáng tạo về Vật lí- kỹ thuật. Đây là công việc có thể thực hiện được, phù hợp với trình độ học sinh và điều kiện ở nhà trường phổ thông hiện nay.

Về mặt định tính: Học sinh ở các nhóm thực nghiệm đã tích cực, chủ động và tự lực hơn khi thực hành thí nghiệm so với học sinh ở lớp đối chứng, các em không bị bỡ ngỡ khi tiếp xúc với thí nghiệm thật. Học sinh tỏ ra rất hứng thú và tập trung cao trong giờ thực hành.

Về mặt định lượng: Chất lượng thực hành thí nghiệm Vật lícủa học sinh các nhóm thực nghiệm là cao hơn so với nhóm đối chứng. Điều này được thể hiện rừ qua kết quả cỏc bài thực hành thớ nghiệm của cỏc nhúm: tỷ lệ % điểm Khá, Giỏi ở các nhóm thực nghiệm là cao hơn so với nhóm đối chứng.

Từ kết quả thu được qua đợt thực nghiệm sư phạm, chúng tôi khẳng định giả thuyết khoa học đưa ra là phù hợp cả với lý thuyết và cả thực tiễn, đề tài này có tính khả thi.

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

Vấn đề nghiên cứu xây dựng các bài thí nghiệm thực hành Vật lí ảo cho học sinh các trường THPT để phục vụ cho công tác thực hành giảng dạy là một vấn đề không còn là mới mẻ, nhưng làm thế nào để hỗ trợ một cách phù hợp cho bài dạy, cho phương pháp thì là điều đáng để chú ý. Qua thời gian nghiên cứu đề tài “Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực hành Vật lí chương “Dòng điện không đổi” Vật lí 11 cơ bản Trung học phổ thông”, tuy khả năng còn hạn chế nhưng với sự lỗ lực, cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn nhiệt tình của TS Phạm Kim Chung nên nhiệm vụ nghiên cứu mà luận văn đặt ra đã hoàn thành, mục đích nghiên cứu đã đạt như mong muốn. Kết quả chính của luận văn có thể tóm tắt như sau:

Những kết quả thu được bao gồm:

- Đó phõn tớch và làm rừ cơ sở lý luận cho việc nghiờn cứu và xõy dựng thí nghiệm thực hành Vật lí ảo hỗ trợ việc dạy và học thực hành thí nghiệm chương Dòng điện không đổi (Vật lí 11 cơ bản) ở trường THPT.

- Thông qua nghiên cứu và sử dụng phần mềm Flash và một số phần mềm khác (Snagit, photoshop, TotalvideoConverter,....) tôi đã xây dựng được bài thí nghiệm thực hành Vật lí ảo hỗ trợ trong tiết thực hành của chương Dòng điện không đổi.

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm với học sinh lớp 11A3 và 11A5 của trường THPT Nguyễn Trung Ngạn, Ân Thi, Hưng Yên. Kết quả thực nghiệm sư phạm đã kiểm nghiệm tính khả thi của việc sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo đã thiết kế để hỗ trợ việc dạy và học các tiết thực hành Vật lí ở trường THPT.

- Đưa ra các nội dung cơ bản cần phải đạt được khi sử dụng thí nghiệm vật líảo trong dạy và học thực hành Vật lí nhằm phát huy tính tích cực, tự lực,

ủ động của học sinh trong việc thực h

- Đưa ra mối liên hệ giữa phần thực hiện thí nghiệm (thu thập, hệ thống đầy đủ dữ liệu thực nghiệm, phân tích, xử lí số liệu thực nghiệm, trình bày mối quan hệ các đại lượng nghiên cứu dưới các dạng khác nhau như biểu bảng, đồ thị...v..v..) với phần sử dụng thí nghiệm trong việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh trong quá trình tiến hành các bài thực hành thí nghiệm Vật lí.

Do thời gian tiến hành nghiên cứu của một đề tài Luận văn thạc sĩ có hạn nên số lần cũng như số lượng học sinh chọn làm thực nghiệm, đối chứng còn ít. Mặc dù qua việc phân tích định tính và sơ bộ phân tích định lượng cho thấy tính khả thi và hiệu quả của bài thí nghiệm thực hành ảo đã được xây dựng, song nếu thực nghiệm trên số lượng lớn học sinh thì việc đánh giá định lượng có kết quả cao hơn, phổ biến hơn.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn rất nhiều đến TS. Phạm Kim Chung đã hướng dẫn và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình hoàn thành đề tài của mình.

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt

1. Allan C. Ornstein, Thomas J.Lasley (1990). Các chiến lược để dạy học có hiệu quả (Bản gốc Strategies for Effective teaching, New York; Bản Tiếng Việt do ĐHQG HN dịch và lưu hành nội bộ)

2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2006). Chương trình giáo dục phổ thông, môn Vật lí. NXB Giáo dục, Hà Nội.

3. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2007). Tài liệu Bồi dưỡng Giáo viên thực hiện chương trình, sách giáo khoa lớp 10 THPT.

4. Phạm Xuân Quế (2004), “Xây dựng và sử dụng phần mềm dạy học”, Tạp chí Giáo dục, (83).

5. Vũ Trọng Rỹ (2005), “Các yêu cầu sư phạm đối với thí nghiệm ảo – sản phẩm multimedia”, Tạp chí Giáo dục, số 107.

6. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2003). Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông.NXB ĐHSP Hà Nội.

7. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng(2001). Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, Nxb ĐHQGHN, Hà Nội.

8. Phạm Hữu Tòng (2001). Lý luận dạy học vật lý ở trường trung học. NXB GD, Hà Nội.

9. Mai Văn Trinh (2001). “Nâng cao hiệu quả dạy học Vật lý ở trường Trung học Phổ thông nhờ việc sử dụng máy vi tính và các phương tiện dạy học hiện đại”. Luận án tiến sỹ Giáo dục.

10. Viện hàn lâm khoa học Liên Xô, Viện Hàn lâm khoa học Sư phạm CHDC Đức (1983), Phương pháp giảng dạy vật lý trong các trường phổ thông Liên Xô và Cộng hoà dân chủ Đức, NXB Giáo dục, Hà Nội.

11. Viện Vật lí kỹ thuật (2006). Tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị Vật lí 10.

Tiếng Anh

12. A.V. Brioukhanov (1967). India physics secondary shool science teaching project new delhi. Unesco, Pari, January 1967.

13. Carl J. Wenning (2004). Contrasting Cookbook with Inquiry - Oriented Labs. Physics Teacher Education Program, Illinois State University.

http://www.phy.ilstu.edu/

14. Dimitris Psillos, Hans Niedderer (2002).Teaching and learning in the science laboratory. Springer.

15. Avi Hofstein, Vincent N. Lunetta (2003). The laboratory in Science Eduaction: Foundation for the twenty-Fisrt Century. Wiley Periodicals, Inc.

USA.

PHỤ LỤC 1

CÁC CÂU HỎI KIỂM TRA SỬ DỤNG TRONG PHẦN MỀM I. Phần kiểm tra lý thuyết

Câu 1. Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho A. khả năng tích điện cho hai cực của nó

B. khả năng dự trữ điện tích của nguồn điện C. khả năng thực hiện công của nguồn điện D. khả năng tác dụng lực của nguồn điện Câu 2. Phát biểu nào sau đây là đúng

A. Trong nguồn điện hoá học (pin, acquy), có sự chuyển hoá từ nội năng thành điện năng.

B. Trong nguồn điện hoá học (pin, acquy), có sự chuyển hoá từ cơ năng thành điện năng.

C. Trong nguồn điện hoá học (pin, acquy), có sự chuyển hoá từ hoá năng thành điện năng.

D. Trong nguồn điện hoá học (pin, acquy), có sự chuyển hoá từ quang năng thành điện năng.

Câu 3. Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện nối với mạch ngoài là điện trở, khi điện trở thay đổi thì hiệu điện thế mạch ngoài

A. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy trong mạch B. tăng khi cường độ dòng điện trong mạch tăng C. giảm khi cường độ dòng điện trong mạch tăng

D. tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy trong mạch

Câu 4. Người ta mắc hai cực của nguồn điện với một biến trở có thể thay đổi từ 0 đến vô cực. Khi giá trị của biến trở rất lớn thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện 4,5V. Giảm giá trị của biến trở đến khi cường độ dòng điện trong mạch là 2A thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 2V. Khi đó ến trở có giá trị 1W ất điện động và điện trở trong của nguồn điện và điện

A. E = 4,5V; r = 4,5W B. E = 4,5V; r = 2,5W C. E = 4,5V; r = 0,25W D. E = 9V; r = 4,5W

Câu 5. Đo suất điện động và điện trở trong của nguồn điện, người ta có thể dùng cách nào sau đây?

A. Mắc nguồn điện với một điện trở đã biết trị số và một ampe kế tạo thành một mạch kín. Sau đó mắc thêm một vôn kế giữa hai cực của nguồn điện.

Dựa vào số chỉ ampe kế và vôn kế, ta có thể biết suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.

B. Mắc nguồn điện với một điện trở đã biết trị số tạo thành một mạch kín, mắc thêm vôn kế vào hai cực của nguồn điện. Dựa vào số chỉ của vôn kế, ta có thể biết suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.

C. Mắc nguồn điện với một điện trở đã biết trị số và một ampe kế tạo thành một mạch kín. Sau đó mắc vôn kế vào hai cực của nguồn điện. Thay điện trở nói trên bằng một điện trở khác trị số. Dựa vào số chỉ của ampe kế và vôn kế trong hai trường hợp, ta có thể biết suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.

D. Mắc nguồn điện với một vôn kế có điện trở rất lớn tạo thành một mạch kín. Dựa vào số chỉ của vôn kế, ta có thể biết suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.

II. Câu hỏi mở rộng

1. Tác dụng của điện trở R0 trong mạch điện? Nếu giá trị của R0 thay đổi tăng hoặc giảm thì có ảnh hưởng gì đến kết quả thí nghiệm?

2. Hãy cho biết sự khác nhau của vị trí mắc R0 trong hai sơ đồ sau?

V

A E, r

R0 K

Rx

V

A E, r

K R0

Rx

3. Nhược điểm của phương án 3 và cách khắc phục?

4. Dùng đồng hồ vạn năng kiểu điện động (loại kim chỉ thị) và đồng hồ vạn năng hiện số ở thang Vôn để đo trực tiếp điện thế hai đầu cực pin, thì giá trị nào gần với suất điện động trong bài thực hành?

5. Nếu thực hiện đo suất điện động của một pin mới và một pin cũ, thì kết quả nào gần với giá trị thực suất điện động của viên pin đó? Giải thích vì sao?

6. Khi dùng pin, người ta khuyên không nên dùng liên tục trong khoảng thời gian quá dài, vì sao như vậy? Em hiểu gì về khái niệm pin “hồi” trong thực tế?

7. Hãy so sánh đường đặc trưng Vôn-Ampe của điện trở với đường đồ thị vẽ được theo phương án 1? Với đường vẽ được theo phương án 1, 2 có thể gọi tên đường đó là đường gì?

PHỤ LỤC 2.

K Ế HOẠCH THÍ NGHIỆM

XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA MỘT PIN ĐIỆN HOÁ

Họ và tên: ... Ngày sinh: ...

Lớp:...

1. Tìm hiểu, thu thập thông tin

- Theo sách giáo khoa Vật lí 11 cơ bản, có mấy phương án dùng để xác định suất điện động và điện trở trong của nguồn?

- Em biết những dụng cụ nào dùng cho thí nghiệm? Và sơ đồ dùng cho thí nghiệm như thế nào?

- Em có phương án khác không? Nếu không thì theo em phương án thí nghiệm bổ sung trong tài liệu hướng dẫn thí nghiệm của giáo viên có ưu, nhược điểm gì?

2. Xác định vấn đề

- Phương án 1 và 2 có ưu/ nhược điểm gì?

3. Tìm ý tưởng, lựa chọn và đánh giá

(Thảo luận trong nhóm và xây dựng ý tưởng tiến hành thí nghiệm) - Mục đích tiến hành thí nghiệm là gì?

Khảo sát thí nghiệm ………..

Dạy học các bài ………

- Giả thuyết nghiên cứu là gì?

Nếu ………. (thay đổi các biến độc lập)

Thì học sinh sẽ ……….(xác định các biến độc lập phụ thuộc/ quy luật)

- Những biến số cần xác định là gì?

Biến độc lập/ cách đo Biến phụ thuộc/ cách xác định

- Thiết kế thí nghiệm như thế nào? (vẽ sơ đồ thí nghiệm).

- Tiến hành thí nghiệm như thế nào? (liệt kê các bước)

- Những dụng cụ thí nghiệm cần có là gì? Dụng cụ nào đã có? Dụng cụ nào cần bổ sung?

- Phương án thu thập số liệu như thế nào? (kẻ bảng số liệu) - Phương án xử lí số liệu như thế nào?

- Những yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo là gì? Khắc phục như thế nào?

- Cần làm gì để đảm bảo an toàn trong khi thí nghiệm?

4. Đề xuất

5. Báo cáo thí nghiệm trên phần mềm (làm ở tiết 1 trên máy tính)

6. Báo cáo thí nghiệm thật (làm ở tiết 2)

THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA MỘT PIN ĐIỆN HểA

Họ và tên:...Lớp:...Nhóm:...

Ngày làm thực hành:...

Báo cáo thí nghiệm có các nội dung sau:

1. Sơ đồ mạch điện tương ứng với phương án 1 và 2 trong thí nghiệm.

2. Tóm tắt các công thức tính toán a. Phương án 1

b. Phương án 2

3. Dụng cụ gồm có:

4. Kết quả thực hành

Bảng số liệu thực hành (áp dụng phương án 1 và 2)

Rx 100W 90W 80W 70W 60W 50W 40W 30W 20W 10W U

I

5. Xử lý số liệu:

5.1. Xử lí kết quả theo phương án 1.