Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm kết nối máy vi tính trong dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ Vật lí 12

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NHUỆ

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM
KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÒNG ĐIỆN
XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG NHUỆ

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM
KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÒNG ĐIỆN
XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ
CHUYÊN NGHÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÝ)

Mã số: 60 14 01 11

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Phạm Kim Chung

HÀ NỘI – 2015
2


LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin được bày tỏ lòng
cảm ơn sâu sắc tới các thầy, cô giảng viên Khoa Sư phạm, Khoa các khoa học
giáo dục, phòng Sau Đại học Trường Đại học Giáo Dục - Đại học Quốc Gia
Hà Nội đã quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề
tài này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô trong Ban giám
hiệu trường THPT Hồng Hà - Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong
quá trình thực hiện đề tài này.
Đặc biệt, em xin trận trọng cảm ơn TS. Phạm Kim Chung đã tận
tình hướng dẫn em thực hiện đề tài này.

Hà nội - 2015
Học Viên

Nguyễn Thị Phương Nhuệ

3


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CNTT

Công nghệ thông tin

CSVT

Cơ sở vật chất

DH

Dạy học

DHVL

Dạy học Vật lí

HS

Học sinh

TBTN

Thiết bị thí nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

TNTH

Thí nghiệm thực hành

TNVL

Thí nghiệm Vật lí

TNVLPT

Thí nghiệm Vật lí phổ thông

THPT

Trung học phổ thông

MTĐT

Máy tính điện tử

PTDH

Phương tiện dạy học

SGK

Sách giáo khoa

SP

Sư phạm

VL

Vật lí

4


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng các kĩ năng thí nghiệm cơ bản cần rèn luyện cho học
sinh THPT trong dạy học vật lí………………………………………….

22

Bảng 1.2. Thống kê phiếu khảo sát học sinh THPT Hồng
Hà……………...........................................................................................

28

Bảng 2.1. Danh mục các thiết bị thí nghiệm..............................................

39

Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm số báo cáo chuẩn bị trước khi tiến hành
thí nghiệm ………………………………………....................................

63

Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số báo cáo sau khi tiến hành thí
nghiệm.........................................................................................................

64

Bảng 3.3. Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống………….

.65

5


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Mạch dao động LC……………………………………………

31

Hình 2.2. Dạng đồ thị của biên độ dao động trong dao động điện từ tắt
dần………………………………………………………………………..

32

Hình 2.3. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện………..…………………

33

Hình 2.4. Đồ thị biểu diễn sự biễn đổi của UC và IC giữa hai đầu bản tụ
theo thời gian………………………………………………………….

34

Hình 2.5. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm………………………

34

Hình 2.6. Đồ thị biểu diễn sự biến đổi của UL và IL giữa hai đầu cuộn

cảm thuần theo thời gian……………………………………………….

35

Hình 2.7. Bộ dụng cụ thí nghiệm Vật lí phần điện, từ và dao
động.....................................................................................................

38

Hình 2.8. Mạch tạo dao động điện từ LC………………………………

40

Hình 2.9. Bố trí mạch tạo dao động điện từ LC…………………………

41

Hình 2.10. Mạch dao động LC có thêm điện trở R………………………

42

Hình 2.11. Bố trí mạch tạo dao động điện từ tắt dần……………………

44

Hình 2.12. Hình ảnh dao động điện từ tắt dần trên màn hình phần mềm
Soundcard Oszilloscope…………………………………………..…….

45

Hình 2.13. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện……………………….

46

Hình 2.14. Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm………………….…

46

Hình 2.15. Bố trí mạch tạo dao động điện từ LC……………….………

50

Hình 2.16. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện……………….………

53

Hình 2.17.Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm……………………….

53

6


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1. Kết quả báo cáo chuẩn bị trước khi tiến hành thí nghiệm…….64
Biểu đồ 3.2. Đồ thị các đường tần suất lũy tích……….………………..… .65

7

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1.Lý do nghiên cứu………………………………………………………...
2.Mục đích nghiên cứu…………………………………………………….
3.Nhiệm vụ nghiên cứu……………………………………………………
4.Khách thể và đối tượng nghiên cứu…..………………………………….
5.Vấn đề nghiên cứu..……………………………………………………...
6.Giả thiết khoa học…..……………………………………………………
7.Giới hạn phạm vi nghiên cứu…………………………………………...
8.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài…………………………...........
9.Phương pháp nghiên cứu……………………………………………….
10.Cấu trúc luận văn………………………………………………………
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1.Thí nghiệm Vật lí và đặc điểm thí nghiệm Vật lí …………...................
1.1.1.Thí nghiệm Vật lí …………………………………………………...
1.1.2.Đặc điểm thí nghiệm Vật lí ……………………………………........
1.2.Vai trò thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông
1.2.1.Vai trò thí nghiệm trong DHVL ở trường phổ thông theo quan điểm
của lý luận nhận thức………………………………………………............
1.2.2.Vai trò thí nghiệm trong DH VL ở trường phổ thông theo quan điểm
của lý luận dạy học …………………………………...................................
1.3.Hệ thống các kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh phổ thông
trong dạy học Vật lí ......................................................................................
1.3.1.Khái niệm kĩ năng.................................................................................
1.3.2.Kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh phổ thông trong dạy
học Vật lí ......................................................................................................
1.4. Thí nghiệm biểu diễn và những yêu cầu cơ bản khi sử dụng ..............
1.5. Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường
phổ thông………………………..................................................................

1.5.1.Mục đích tìm hiểu…………………………………...........................
1.5.2. Nội dung tìm hiểu………………………………………………….
1.5.3. Phương pháp tìm hiểu………………………………………………
1.5.4. Kết quả tìm hiểu……………………………………………………
1.6. Kết luận chương 1………………………………
CHƢƠNG 2. XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY

10
11
11
11
12
12
12
12
13
13
14
14
14
15
15
16
19
19
20
25
27
27
27

27
28
30

TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO
ĐỘNG ĐIỆN TỪ – VẬT LÍ 12

2.1. Phân tích nội dung các bài phần Dòng điện xoay chiều và Dao động
điện từ - Vật lí 12 .……………………………………………....................

31

2.1.1. Nội dung các bài phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ
2.1.2. Xác định mục tiêu các bài học ............................................................

31
36

8


2.2. Xây dựng một số thí nghiệm kết nối máy tính trong dạy học phần
Dòng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12….............................
2.2.1. Ý tưởng xây dựng thí nghiệm…………………….............................
2.2.2. Xây dựng một số thí nghiệm kết nối máy tính trong dạy học phần
Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ……………………...................
2.3. Tổ chức hoạt động dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính trong
phần Dòng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12........................
2.4. Thiết kế tiến trình dạy học sử dụng thí nghiệm kết nối máy tính trong
phần Dòng điện xoay chiều và Dao động điện từ - Vật lí 12........................

2.5. Kết luận chương 2...................................................................................
CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm……….....................

37
38
38
48
49
54
55

3.2. Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm………….................
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm…………….....................................

55
55

3.2.2. Phương thức thực nghiệm sư phạm…………….................................

55

3.3. Thực nghiệm sư phạm…………………………………………………
3.4. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình TNSP…......
3.5. Phân tích định lượng…………………………………………………..
3.6. Hiệu quả của biện pháp đã đề xuất……………….................................
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ………………………..........................
Tài liệu tham khảo………………………………………………………….
Phụ lục ……………………………………………………………………

57
57
63
68
69
72
76

9


MỞ ĐẦU
1. Lý do nghiên cứu
Đối với môn vật lí bậc THPT, quan điểm xây dựng chương trình là
coi trọng phương pháp thực nghiệm. Yêu cầu rèn luyện cho học sinh những kĩ
năng như quan sát hiện tượng vật lí trong tự nhiên, trong đời sống hoặc trong
các thí nghiệm, sử dụng được các dụng cụ đo phổ biến của vật lí, biết lắp ráp
và tiến hành các thí nghiệm vật lí đơn giản, thu thập và xử lí thông tin thu
được để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay
bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình vật lí, cũng như đề xuất phương án
thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra.
Do các thiết bị thí nghiệm đắt tiền, cồng kềnh, tốn nhiều thời gian
chuẩn bị dụng cụ, việc tiến hành thí nghiệm có nhiều khó khăn cho giáo viên
trong dạy học. Một số bộ thí nghiệm phần Điện học được thiết kế với bảng
mạch lắp sẵn có ưu điểm dễ thao tác tiến hành thí nghiệm và đảm bảo thí
nghiệm thành công, tuy nhiên do các bảng mạch và thiết bị nhỏ chỉ phù hợp
với các thí nghiệm thực hành của học sinh, việc tiến hành thí nghiệm biểu
diễn của giáo viên là hạn chế.
Để đáp ứng việc giảng dạy chương trình vật lí ở Trung học phổ thông,
việc nghiên cứu, chế tạo bộ thí nghiệm Vật lí bằng các vật liệu rẻ tiền, tiết

kiệm, dễ sử dụng trong dạy học, đồng thời nghiên cứu kết hợp thí nghiệm thật
và các phần mềm trên máy tính nhằm nâng cao hiệu quả của các thí nghiệm.
Có khả năng thiết kế, lắp ráp các mạch điện linh hoạt, dễ thao tác, thực hiện
được nhiều thí nghiệm phần Điện học trong môn Vật lí ở bậc THPT (lớp 11
và lớp 12) các thí nghiệm biểu diễn của giáo viên trên mặt bảng từ, đảm bảo
học sinh dễ quan sát, giáo viên dễ tiến hành thí nghiệm nhanh và chính xác là
cần thiết.
Với những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu:

“XÂY DỰNG VÀ SỬ

DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12”

10


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 (2006). Sách giáo khoa Vật lí 10 (cơ bản và
nâng cao). NXB Giáo dục, Hà Nội.

4.

Bộ Giáo dục và Đào tạo (2007). Tài liệu Bồi dưỡng Giáo viên thực hiện
chương trình, sách giáo khoa lớp 11 THPT.

5.

Bùi Hiền, Nguyễn Văn Giao, Nguyễn Hữu Quỳnh, Vũ Văn Tảo (2001).
Từ điển giáo dục học. NXB Từ điển Bách khoa, Hà Nội.

6.

Bùi Thu Hà (2000). Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm Vật lí cho học sinh
trung học cơ sở. Thông báo khoa học, Trường ĐHSP Hà Nội, số 3/2000

7.

Đào Xuân Hinh (2007). Một số ví dụ về việc sử dụng thí nghiệm trong
dạy học Vật lí . Tạp chí khoa học giáo dục số 27, tháng 12 năm 2007

8.

Lê Văn Hồng, Lê Ngọc Lan, Nguyễn Văn Thàng (2001). Tâm lý học lứa
tuổi và tâm lý học sư phạm. NXB ĐHQGHN.

9.

Mathew Pisciouneri (2008). Đánh giá hiệu quả phương thức giảng dạy
đại học - Quan điểm của Việt Nam và của Australia. Hội thảo Quốc tế do
Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Tây Nguyên và Đại học Monash,
Australia tổ chức vào tháng 3/2008.

10. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2003).
Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông. NXB ĐHSP Hà Nội.
11. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng(2001). Tổ chức hoạt động nhận

11


thức cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, Nxb
ĐHQGHN, Hà Nội.
12. Nguyễn Văn Đồng (2004). Tâm lý học phát triển. NXB Chính trị Quốc
gia, Hà Nội.
13. Patricia, H. Miler (2003). Các học thuyết về Tâm lý học phát triển (lược
dịch: Vũ Thị Chín). NXB Văn hóa- Thông tin, Hà Nội.
14. Phạm Hữu Tòng (2001). Lý luận dạy học Vật lí ở trường trung học. NXB
GD, Hà Nội.
15. Phạm Hữu Tòng (2004). Dạy học Vật lí ở trường trung học phổ thông
theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư
duy khoa học. NXB SP, Hà Nội.
16. Rudof Batliner (2002). Sổ tay phương pháp luận dạy học của Chương
trình Hỗ trợ LNXH. NXB Bản đồ, Hà Nội.
17. Tạ Tri Phƣơng (2001). Giáo trình phương pháp giảng dạy Vật lí phổ
thông- phần thực hành thí nghiệm Vật lí , ĐHSP Hà Nội 2.
18. Trần Thùy Hƣơng, Tạ Tri Phƣơng (2007). Một số biện pháp có khả

năng nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên Vật lí của trường sư phạm.
Tạp chí khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, số 3/2007.
19. Viện Vật lí kỹ thuật (2006). Tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị Vật lí 10.
20. Vũ Văn Dụ (2007). Nâng cao chất lượng bồi dưỡng giáo viên phổ thông
về sử dụng thiết bị giáo dục. Tạp chí KHGD số 19, tháng 4 năm 2007
21. Wieland Muller (2007). Tài liệu hội thảo chuyên đề: Các phương pháp
dạy học hiện đại trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông. Khoa Vật lí ,
ĐHSP Hà Nội, 4/2009.

12


Tiếng Anh

22. A.V. Brioukhanov (1967). India physics secondary shool science
teaching project new delhi. Unesco, Pari, January 1967.
23. Australian Vice-Chanellors’ Committee (2005). Universities and their
Students: Principles for the Provision of Education by Australian
Universities.
24. Avi Hofstein, Vincent N. Lunetta (2003). The laboratory in Science
Eduaction: Foundation for the twenty-Fisrt Century. Wiley Periodicals,
Inc. USA.
25. B. VanGundy (2005). 101 Activities for teaching Creativity and Problem
solving. Copyright © 2005 by John Wiley & Sons, Inc. Published by
Pfeiffer. An Imprint of Wiley. USA.
26. C. Glava , A. E. Glava, and M. Bocoş (2000). Formative potential of
virtual instrumentation learning tools for lower secondary school students
acquisition of abstract concepts in Science education . UNESCO - World
Educational Report.
27. Carl J. Wenning (2004). Contrasting Cookbook with Inquiry-Oriented

Labs. Physics Teacher Education Program, Illinois State University.
/>28. Carl J.Wenning. Assessing Inquiry skill as a component of scientific
literacy (2000). Physics teacher education Coordinator, Illinoise State
University, Nomal, IL, 61790-4560.
29. Chris Chiaverina, and Michael Vollmer (2005) . Learning physics from
the experiments. />
13


30. Dave Pushkin (2001). Teacher Training: A reference handbook .
Contemporary education Issues. ABC Clio, Inc, Offord, England.
31. Dimitris Psillos, Hans Niedderer (2002).Teaching and learning in the
science laboratory. Springer.

14