Nghiên cứu chế tạo và sử dụng một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản kết hợp ứng dụng công nghệ thông tin để dạy học các kiến thức phần

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
--------------------------

TRỊNH PHI HIỆP

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ
DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN KẾT HỢP ỨNG DỤNG
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC
PHẦN "ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƢỜNG" VẬT LÝ 11
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học vật lí
Mã số: 60.14.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. TRẦN ĐỨC VƢỢNG

THÁI NGUYÊN - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên




i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết
quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và
chưa từng được công bố trong bất kì công trình nào khác.

Thái Nguyên, tháng 7 năm 2011
Tác giả

Trịnh Phi Hiệp

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên




ii

LỜI CẢM ƠN
Em xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Tiến Sĩ Trần Đức Vƣợng,
ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa sau đại học, khoa vật lý,
Thƣ viện – Trƣờng Đại học Sƣ Phạm – Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi
và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.
Em xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo và nghiên cứu khoa
học Trƣờng Đại học Sƣ Phạm – Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận
lợi để em hoàn thành luận văn.
Cuối cùng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và đồng ngiệp trƣờng
THPT Sơn Nam đã động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành nhiệm vụ
học tập và nghiên cứu của mình.

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2011

Trịnh Phi Hiệp

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

iii

MỤC LỤC
Lời cam đoan ....................................................................................................... i
Lời cảm ơn ....................................................................................................... ii

...................................................................................................... iii
Một số cụm từ viết tắt trong luận văn ................................................................. vii
Danh mục các hình vẽ và bảng .......................................................................... viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
I. Lý do chọn đề tài .......................................................................................... 1
II. Mục tiêu của đề tài ...................................................................................... 2
III. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu ............................................................. 3
IV. Giả thuyết khoa học ................................................................................... 3
V. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................. 3
VI. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 3
VII. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 3
VIII. Đóng góp của đề tài................................................................................. 4
IX. Cấu trúc và nội dung luận văn .................................................................... 4
Mục lục

CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC: NGHIÊN CỨU
CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM ĐƠN
GIẢN KẾT HỢP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ DẠY
HỌC CÁC KIẾN THỨC PHẦN "ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƢỜNG"
VẬT LÝ 11 THPT .......................................................................... 5

1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu ......................................................................... 5
1.2. Nhiệm vụ dạy học bộ môn vật lý ở trƣờng phổ thông.................................. 6
1.3. Một số quan điểm hiện đại về phƣơng pháp dạy học bộ môn vật lý ............. 7
1.4. Hứng thú, tính tích cực, tự lực của HS trong hoạt động học tập vật lý ở
trƣờng phổ thông ...................................................................................... 9
1.4.1. Hứng thú của HS trong học tập vật lý ở trƣờng phổ thông .................... 9
1.4.2. Tính tích cực của HS trong hoạt động học tập ..................................... 9
1.4.3. Tính tự lực trong hoạt động học tập của HS ....................................... 10
1.4.4. Quan hệ giữa tích cực, tự lực học tập và hứng thú nhận thức .............. 10

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên




iv

1.4.5. Phƣơng pháp hình thành, phát triển hứng thú, tích cực, tự lực học tập
của HS ............................................................................................ 11
1.5. Một số đặc điểm của HS phổ thông liên quan đến hứng thú và tính tích cực,
tự lực trong hoạt động học tập ................................................................. 11
1.6. Các phƣơng pháp dạy học phát huy tính tích cực, tự lực và hứng thú nhận
thức trong dạy học vật lý ......................................................................... 12
1.6.1. Khái niệm ........................................................................................ 12
1.6.2. Những dấu hiệu đặc trƣng của các phƣơng pháp nhằm phát huy tính
tích cực, tự lực và hứng thú cho HS .................................................. 12
1.6.3. Các phƣơng pháp dạy học tích cực cần đƣợc phát triển ...................... 14
1.6.3.1. Dạy học định hƣớng hoạt động tìm tòi ...........................................15
1.6.3.2. Dạy học định hƣớng khái quát chƣơng trình hóa ............................15
1.6.3.3. Dạy học theo phƣơng pháp hƣớng dẫn HS tự học ..........................15

1.6.3.4. Dạy học hợp tác theo nhóm nhỏ .....................................................16
1.6.3.5. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ..........................................16
1.7. Thí nghiệm trong dạy học Vật lý ............................................................. 16
1.7.1. Khái niệm về thí nghiệm Vật lý ........................................................ 16
1.7.2. Đặc điểm của thí nghiệm Vật lý ........................................................ 17
1.7.3. Vai trò của thí ngiệm trong dạy học Vật lý ........................................ 18
1.7.4. Phân loại thí nghiệm dạy học vật lý trong trƣờng phổ thông ............... 20
1.7.4.1. Thí nghiệm biểu diễn ......................................................................20
1.7.4.2. Thí nghiệm thực tập ........................................................................20
1.8. Thí nghiệm trực diện ............................................................................... 20
1.8.1. Khái niệm TN trực diện .................................................................... 20
1.8.2. Vị trí của TN trực diện ..................................................................... 21
1.8.3. Mục đích sử dụng TN trực diện ........................................................ 22
1.8.3.1. Sử dụng TN trực diện mở đầu .................................................... 22
1.8.3.2. Sử dụng TN trực diện nghiên cứu hiện tƣợng.................................22
1.8.3.3. Sử dụng TN vật lý trực diện để củng cố kiến thức .........................23
1.9. Yêu cầu về kỹ thuật và phƣơng pháp dạy dọc trong việc sử dụng TN ........ 23
1.9.1. Những yêu cầu chung trong việc sử dụng TN .................................... 24
1.9.2. Những yêu cầu đối với việc sử dụng TN ........................................... 24

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên




v

1.9.2.1. Yêu cầu về việc lựa chọn TN ..........................................................24
1.9.2.2. Yêu cầu về chuẩn bị ........................................................................24
1.9.3. Ƣu điểm khi chế tạo DCTN đơn giản từ vỏ lon và chai nhựa.............. 25

1.10. Thực trạng dạy học vật lý có sử dụng TN ở một số trƣờng PT ................. 26
1.10.1. Mục đích, phƣơng pháp điều tra ...................................................... 26
1.10.2. Kết quả điều tra .............................................................................. 26
KẾT LUẬN CHƢƠNG I ................................................................................... 29
CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ TIẾN HÀNH MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ĐƠN GIẢN
KHI DẠY PHẦN ĐIỆN TÍCH, ĐIỆN TRƢỜNG ........................... 31
2.1. Thiết kế, chế tạo DCTN đơn giản từ chai nhựa và vỏ lon .......................... 31
2.2. Tầm quan trọng của CNTT và ứng dụng của nó trong dạy học VL ............ 35
2.2.1. Mô phỏng các đối tƣợng vật lý cần nghiên cứu .................................. 36
2.2.2. Hỗ trợ xây dựng các mô hình ............................................................ 36
2.2.3. Hỗ trợ các TN vật lý ......................................................................... 36
2.2.4. Ứng dụng CNTT vào việc phân tích các đoạn phim ghi lại những quá
trình vật lý thực ............................................................................... 37
2.3. Quy trình thiết kế tiến trình dạy học vật lý với việc ứng dụng công nghệ
thông tin ................................................................................................. 37
2.3.1. Xác định mục tiêu bài học ................................................................ 37
2.3.2. Các mục tiêu trong dạy học .............................................................. 38
2.3.3. Hình thức......................................................................................... 38
2.3.4. Trình chiếu bài giảng điện tử ............................................................ 39
2.4. Thƣ viện tƣ liệu tranh, ảnh, hình vẽ và các video clip ............................... 39
2.4.1. Các thí nghiệm mô phỏng ................................................................. 40
2.4.2. Thƣ viện video clip .......................................................................... 41
2.5. Thiết kế phƣơng án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể.......................... 43
2.5.1. Xác định mục đích yêu cầu ............................................................... 43
2.5.2. Xác định các yếu tố cơ bản của nội dung kiến thức ............................ 43
2.5.3. Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức ............................................ 44
2.5.4. Xác định tiến trình dạy học cụ thể ..................................................... 44
2.6. Sử dụng TN trong giờ học vật lý nhằm kích thích hứng thú, phát huy tính
tích cực, tự lực học tập cho HS ................................................................ 45
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên

vi

2.6.1. Sơ đồ cấu trúc các bƣớc của pp thực nghiệm trong dạy học vật lý ...... 45
2.6.2. Sử dụng TN trong giờ học vật lý để xây dựng logic kiến thức của bài học ..... 46
2.6.3. Tổ chức và hƣớng dẫn TN ................................................................ 49
2.7. Cấu trúc và đặc điểm của chƣơng “Điện tích -Điện trƣờng” vật lý 11 THPT ........... 49
2.7.1. Phân tích cấu trúc nội dung cơ bản .................................................... 49
2.7.2. Chuẩn kiến thức, kĩ năng và thái độ của HS cần đạt đƣợc khi học phần
“Điện tích - Điện trƣờng” ................................................................. 50
2.7.3. Soạn thảo tiến trình dạy học các bài học cụ thể trong phần “Điện tích Điện trƣờng” .................................................................................. 51
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 .................................................................................. 61
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................ 62
3.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm ............................................................... 62
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm .............................................................. 62
3.3. Đối tƣợng và cơ sở thực nghiệm sƣ phạm ................................................ 62
3.4. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm ......................................................... 63
3.5. Phƣơng pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm ................................ 63
3.6. Khống chế các hoạt động ảnh hƣởng đến kết quả TNSP ........................... 64
3.7. Các giai đoạn thực nghiệm sƣ phạm......................................................... 64
3.7.1. Công tác chuẩn bị cho TNSP ............................................................ 64
3.7.2. Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm ....................................................... 64
3.7.3. Sử lý và phân tích kết quả thực nghiệm sƣ phạm ............................... 65
3.7.3.1. Đánh giá cụ thể tiến trình dạy học các bài học đã soạn thảo ..........65
3.7.3.2. Kết quả và sử lý kết quả thực nghiệm sƣ phạm ..............................68
3.8. Đánh giá chung về thực nghiệm sƣ phạm ................................................. 72
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 .................................................................................. 73

KẾT LUẬN CHUNG ........................................................................................ 75
1. Kết luận .................................................................................................... 75
2. Kiến nghị .................................................................................................. 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 76

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên




vii

MỘT SỐ CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
CNTT

:

Công nghệ thông tin

DCTN

:

Dụng cụ thí nghiệm

GV

:

Giáo viên

HS

:

Học sinh

HĐNT

:

Hoạt động nhận thức

KHVL

:

Khoa học vật lý

KH

:

Khoa học

MVT

:

Máy vi tính

PP

:

Phƣơng pháp

PPTN

:

Phƣơng pháp thực nghiệm

PT

:

Phổ thông

PPMH

:

Phƣơng pháp mô hình

SGK

:

Sách giáo khoa

SBT

:

Sách bài tập

TN

:

Thí nghiệm

TNSP

:

Thực nghiệm sƣ phạm

TĐK

:

Tĩnh điện kế

VL

:

Vật lý

VĐ

:

Vấn đề

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên




viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG
Hình 1.1. Cách chế tạo điện nghiệm ......................................................................... 31
Hình 1.2. Cách chế tạo TĐK với trục quay ở giữ kim .............................................. 31
Hình 1.3. Cách chế tạo DCTN nhiễm điện do tiếp xúc, cọ xát ................................. 32
Hình 1.4. Cách chế tạo DCTN nhiễm điện do hƣởng ứng, tiếp xúc, cọ xát ............. 33
Hình 1.5. Cách chế tạo DCTN điện trƣờng trong lòng vật dẫn bằng không ............ 33
Sơ đồ 2.1. Cấu trúc các bƣớc của PP thực nghiệm trong dạy học vật lý .................. 46
Sơ đồ 2.2. Lôgic kiến thức của chƣơng “Điện tích - Điện trƣờng” .......................... 50
Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số Xi của các bài KT .........................................69
Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất............................................................................69
Bảng 3.3: Phân phối tần suất luỹ tích........................................................................71
Biểu đồ 3.1: Phân bố điểm KT của hai nhóm ...........................................................69
Biểu đồ 3.2: Phân phối tần suất của hai nhóm ..........................................................70
Đồ thị 3.3: Đồ thị phân phối tần suất của hai nhóm..................................................70
Đồ thị 3.4: Phân phối tần suất luỹ tích của hai nhóm ...............................................71

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên




1

MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai Ban Chấp hành trung ƣơng Đảng Cộng sản
Việt Nam khóa VIII. Số 02-NQ/HNTW ngày 24/12/1996 về định hƣớng phát triển
GD&ĐT trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã xác định mục tiêu giáo dục
trong giai đoạn mới: “Nhiệm vụ cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng con người
và thế hệ thiết tha gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo
đức trong sáng, có ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ Tổ Quốc, công nghiệp hóa,
hiện hóa đất nước; giữ gìn và phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt
Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực năng lực cá nhân, làm chủ tri
thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi,
có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỷ luật, có sức khỏe, là những người thừa
kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên như lời dặn của Bác Hồ”.
Để đạt đƣợc mục tiêu trên, ngành giáo dục đã có nhiều đổi mới cả về cơ sở
vật chất lẫn phƣơng pháp dạy học cho phù hợp với thời đại và hoàn cảnh của đất
nƣớc ta. Việc nghiên cứu các phƣơng pháp giảng dạy nhằm phát huy tính tích cực
tự lực, sáng tạo của học sinh là một vấn đề đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm.
Đối với các môn khoa học thực nghiệm nói chung và môn Vật lý nói riêng thì việc
đổi mới đó gắn liền với việc tăng cƣờng sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy
học. Việc tăng cƣờng sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lý là vấn đề then chốt
trong đổi mới phƣơng pháp dạy học Vật lý. Đối với bộ môn Vật lý, xu hƣớng tích
cực hóa và cá thể hóa quá trình hoạt động nhận thức của học sinh đƣợc thể hiện
trên nhiều mặt, trong đó mặt đặc trƣng của bộ môn Vật lý đó là việc tăng cƣờng các

hoạt động thực nghiệm của học sinh. Qua đó học sinh không những đƣợc làm quen
và tiến hành các thí nghiệm với những thiết bị có sẵn trong phòng thí nghiệm mà
còn đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản để tiến
hành thí nghiệm với chúng. Những nhiệm vụ học tập này có tác dụng trên nhiều mặt,
đặc biệt là kích thích hứng thú học tập và phát triển năng lực hoạt động trí tuệ - thực tiễn

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên




data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not

read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....