Chương 2. Thiết kế, chế tạo và sử dụng một số thí nghiệm về Dao động cơ có kết nối với điện thoại thông minh nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho học sinh trong dạy học vật lí ở trường phổ thông
2.3. Thiết kế tiến trình dạy học các bài học chương “Dao động cơ” có sử dụng thiết bị thí nghiệm phần dao động cơ kết nối với điện thoại thông
2.3.5. Tiến trình dạy học hoạt động ngoại khóa nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của HS THPT
Nội dung HĐNK: Xây dựng phương án, thiết kế công cụ đo chu kì dao động của con lắc đơn.
Nội dung HĐNK mà chúng tôi xây dựng chủ yếu là các nhiệm vụ ở nhà thực nghiệm giao cho HS về nhà thực hiện. Để phù hợp với trình độ và điều kiện của HS, các nhiệm vụ thực hiện này chỉ đòi hỏi HS thiết kế, chế tạo và tiến hành các TN với dụng cụ TN đơn giản.
Các đặc điểm cơ bản của dụng cụ TN đơn giản:
- Việc chế tạo dụng cụ TN đòi hỏi ít vật liệu, vật liệu đơn giản, rẻ tiền, dễ kiếm kể cả đối với các TN định lượng.
- Dụng cụ TN phải dễ làm bằng các công cụ thông dụng như kìm, búa, cưa giũa,…
- Dễ lắp ráp, tháo rời các bộ phận của dụng cụ thí nghiệm. Vì vậy với cùng một dụng cụ TN đơn giản, trong nhiều trường hợp, ta chỉ cần thay thế các chi tiết phụ trở là có thể làm được TN khác.
- Dễ bảo quản, vận chuyển và an toàn trong quá trình chế tạo cũng như tiến hành thí nghiệm.
- Việc bố trí và tiến hành thí nghiệm với những dụng cụ thí nghiệm này đơn giản không tốn nhiều thời gian.
- Hiện tượng diễn ra trong thí nghiệm phải rõ ràng, dễ quan sát, đạt được yêu cầu của mục đích chế tạo thiết bị
Các nhiệm vụ chuẩn bị tổ chức hoạt động ngoại khóa
Nội dung hoạt động: Tổ chức hoạt động ngoại khóa về phần dao động cơ (dao động của con lắc đơn) với hai nội dung:
- Giáo viên giao và hướng dẫn các nhóm học sinh thiết kế, chế tạo dụng cụ và tiến hành một số thí nghiệm đo chu kì con lắc đơn.
- Tổ chức một buổi để học sinh báo cáo kết quả thực hiện các nhiệm thực nghiệm được giao kết hợp với thi giữa các nhóm.
Các nhiệm vụ nhận thức giao cho học sinh
HS được giao nhiệm vụ thiết kế, chế tạo dụng cụ và tiến hành một số thí nghiệm nhằm đo chu kì của con lắc đơn thông qua các nhiệm vụ nhận thức. Hệ thống những nhiệm vụ này yêu cầu HS phải hoạt động cả trí óc và chân tay, nhằm củng cố, mở rộng kiến thức, rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn và rèn luyện kỹ năng thực nghiệm, phát huy tính tích cực và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của HS.
Phần 1: Quan sát, nhận xét bộ thí nghiệm hiện có tại phòng thí nghiệm và TNKNĐTTM (Hai bộ thí nghiệm này học sinh đã được tiếp xúc và thực hành trong các tiết dạy trên lớp và phòng thí nghiệm)
Nhiệm vụ 1: Nêu các thành phần chính của hai bộ thí nghiệm hiện có và TNKNĐTTM.
Nhiệm vụ 2: Tìm ra những điểm tương đồng của hai bộ thí nghiệm (về cấu tạo, chức năng, nhiệm vụ của các bộ phận)
Phần 2: Thiết kế chế tạo
Nhiệm vụ 3: Sau khi tìm hiểu hai bộ thí nghiệm hiện có, đưa ra phương án thiết kế thí nghiệm cho nhóm mình gồm những thành phần chính nào? Thiết kế bản vẽ mô tả thiết bị thí nghiệm. Thảo luận tìm ra bản thiết kế tối ưu nhất
Nhiệm vụ 4: Chọn dụng cụ phù hợp cho bản thiết kế tối ưu (Sau khi HS hoàn thành ba nhiệm vụ 1,2,3 GV sẽ định hướng cho học sinh sử dụng các dụng cụ vi điều khiển Arduino, các cảm biến ánh sáng, cảm biến đo khoảng cách, cảm biến góc,…)
Nhiệm vụ 5: Thiết kế dụng cụ thí nghiệm đo chu kì của con lắc đơn.
Nhiệm vụ 6: Mô tả thiết bị thí nghiệm đã tạo thành: cấu tạo, cách sử dụng, mục đích sử dụng
Các nhiệm vụ này HS thực hiện ở nhà dưới sự trao đổi, giúp đỡ từ GV, Các nhiệm vụ này được GV phổ biến và hướng dẫn sau khi HS học xong bài “Con lắc đơn” HS sẽ tiến hành thu thập các dữ liệu trong quá trình học. Thời gian thực hiện là bốn tuần tương ứng với sáu nhiệm vụ.
Tổ chức cho học sinh báo cáo kết quả thông qua ngoại khóa trải nghiệm sáng tạo
GV tổ chức cho HS một buổi ngoại khóa dưới dạng một cuộc thi giữa các nhóm trong lớp. Cuộc thi gồm 2 phần thi, có chấm điểm để tổng kết và trao giải thưởng.
CHỦ ĐỀ: HỘI THI “VẬT LÍ TRẢI NGHIỆM SÁNG TẠO”
Mục tiêu
- Giúp HS nắm vững kiến thức về phần dao động cơ
- HS biết vận dụng kiến thức đã được học để giải một số bài tập TN.
- Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng trong đời sống.
- Giúp HS rèn luyện kỹ năng thực nghiệm, làm việc nhóm, kỹ năng thuyết trình.
- Đa dạng hóa các hình thức học tập, tạo ra một sân chơi để HS thể hiện tầm hiểu biết về Vật lí.
Nội dung hoạt động ngoại khóa
Phần 1: Thuyết trình về sản phẩm, bộ thí nghiệm tự tạo
HS tiến hành trình bày bộ dụng cụ thí nghiệm tự tạo, mỗi nhóm có 10 phút để trình bày và 10 phút trả lời các câu hỏi của các nhóm khác, giáo viên liên quan đến sản phẩm,…
Điểm của phần trình bày sẽ được tính bằng cách lấy trung bình điểm của các nhóm khác và điểm của giáo viên bộ môn vật lí trong tổ.
Phần 2: Thử nghiệm thí nghiệm - Tiến trình tổ chức hội thi:
Hoạt động 1: Khai mạc + Ổn định tổ chức;
+ Tuyên bố lí do;
+ Các nhóm giới thiệu các thành viên trong nhóm.
Hoạt động 2: Hội thi trải nghiệm sáng tạo + GV đọc thể lệ cuộc thi.
+ Các nhóm bước vào các phần thi chính:
Phần 1: Thuyết trình về sản phẩm, bộ thí nghiệm tự tạo Phần 2: Thử nghiệm thí nghiệm
Hoạt động 3: GV công bố kết quả và trao giải.
+ Sau mỗi phần thi, GV thông báo số điểm mỗi nhóm;
+ Kết thúc hội thi, GV trao phần thưởng cho nhóm dành chiến thắng.
Đối tượng tham gia, ban tổ chức - Đối tượng tham gia: HS lớp
- Đại biểu: Ban giám khảo: GV trong tổ Vật lí - Ban tổ chức: Chuẩn bị cơ sở vật chất
Hình thức tổ chức: Lớp chọn ra 4 nhóm thi
Đánh giá: Trong phần tổ chức HĐNK này, đánh giá các nhóm qua hai phần thi với những tiêu chí đánh giá NLTN chúng tôi đề cập ở phần sau (phân 2.4)
Phương tiện cần sử dụng: Âm thanh, dụng cụ: Máy ảnh, máy chiếu, máy tính, các nhóm chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, bút, giấy.
Thời gian, địa điểm tổ chức:
- Thời gian tổ chức: Kết thúc chương “Dao động cơ”
- Địa điểm tổ chức: Tại lớp