Soạn thảo và sử dụng các bài tập chương “dòng điện xoay chiều” vật lí 12 có sử dụng dao động kí điện tử nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.65 MB, 119 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Ì PHẠM HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ
LÊ THỊ QUÝ
SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP CHƯƠNG
“DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” - VẬT LÍ 12
CÓ SỬ DỤNG DAO ĐỘNG KÍ ĐIỆN TỬ NHẰM BỒI DƯỠNG
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH
Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số
: 60 14 01 11
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. ĐỖ HƯƠNG TRÀ
1
HÀ NỘI, NĂM 2017
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được đề tài nghiên cứu này không chỉ có công sức của
riêng tôi mà tôi nhận được rất nhiều sự động viên giúp đỡ từ thầy cô, bạn bè và
người thân.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm, các quý thầy cô trong khoa
Vật lí, trường Đại học sư phạm Hà Nội đã trang bị cho tôi những kiến thức quý
báu và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này.
Đặc biệt tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS. ĐỖ
HƯƠNG TRÀ, người cô đã tận tình hướng dẫn và đóng góp những ý kiến quý
báu trong suốt quá trình tôi thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu, sự hỗ
trợ tích cực của thầy cô trong tổ Vật lí cùng các học sinh trường THPT Đoàn kết
– Nam định, nơi tôi công tác và tiến hành thực nghiệm sư phạm.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè, đồng
nghiệp đã luôn động viên, giúp đỡ là chỗ dựa tinh thần vững chắc giúp tôi vượt
qua mọi khó khăn để hoàn thành luận văn này. Đối với tôi, thực sự đã được giàu
thêm kiến thức để tiếp tục trên con đường sự nghiệp trồng người.
Hà nội, tháng 6 năm 2017
Học viên
LÊ THỊ QUÝ
2
DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
BTVL
: Bài tập Vật lí
NLTN
: Năng lực thực nghiệm
PATN
: Phương án thí nghiệm
THPT
: Trung học phổ thông
SGK
: Sách giáo khoa
PPDH
: Phương pháp dạy học
DĐKĐT
: Dao động kí điện tử
HS
: Học sinh
GV
: Giáo viên
3
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ………………………………………………………………… 1
1. Lí do chọn đề tài …….………………………………………………… 2
2. Mục đích nghiên cứu ………. ………………………………………… 2
3. Giả thuyết khoa học …………………………………………………… 2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu …………………………………….. 2
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ………………………………………………….. 2
6. Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………… 3
7. Đóng góp của luận văn …………………………………………........... 3
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY BÀI TẬP VẬT LÍ
CÓ SỬ DỤNG DAO ĐỘNG KÍ ĐIỆN TỬ NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC
NGHIỆM
1.1. Bài tập Vật lí……………………………………………………................. 4
1.1.1. Khái niệm……………………………………………………………. 4
1.1.2.Vai trò và tác dụng của bài tập Vật lí………………………………... 4
1.1.3. Phân loại bài tập Vật lí ……………………………………………… 5
1.1.4.Tư duy trong giải bài tập Vật lí ……………………………………… 8
1.1.5. Phương pháp giải bài tập Vật lí……………………………………… 9
1.1.6. Hướng dẫn giải bài tập Vật lí………………………………………… 10
1.2. Năng lực thực nghiệm ……………………………………………………… 14
1.2.1. Khái niệm năng lực ………………………………………………….. 14
1.2.2. Năng lực thực nghiệm ……………………………………………….. 14
1.2.3. Ý nghĩa của việc bồi dưỡng NLTN ở trường THPT …………………16
1.3. Dao động kí điện tử…………………………………………………………..16
1.3.1. Hình ảnh của dao động kí điện tử……………………………………. 16
1.3.2. Khái niệm……………………………………………………………. 16
4
1.3.3. Công dụng và phân loại……………………………………………… 16
1.3.4. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động chung của dao động kí điện tử……... 17
1.3.5. Ứng dụng trong dạy học Vật lí……………………………………….. 19
1.4. Cơ sở thực tiễn của việc dạy giải bài tập có sử dụng dao động kí điện tử trong dạy học
Vật lí ở trường phổ thông ……………………………………………………21
1.4.1. Mục đích nghiên cứu…………………………………………………21
1.4.2. Nội dung nghiên cứu ………………………………………………...21
1.4.3. Phương pháp nghiên cứu…………………………………….............21
1.4.4. Kết quả nghiên cứu ……………………………………………….....21
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1…………………………………………………….....22
CHƯƠNG 2: SOẠN THẢO VÀ THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI TẬP CÓ SỬ
DỤNG DAO ĐỘNG KÍ ĐIỆN TỬ CHƯƠNG "DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU" – VẬT LÍ
12 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM.
2.1. Phân tích kiến thức chương “Dòng điện xoay chiều”.......................................23
2.1.1. Tóm tắt kiến thức ...................................................................................23
2.1.2. Đại cương về dòng điện xoay chiều........................................................23
2.1.3. Phân loại bài tập chương “Dòng điện xoay chiều”.................................26
2.2. Mục tiêu dạy học bồi dưỡng năng lực thực nghiệm..........................................29
2.3. Soạn thảo một số bài tập khai thác kết quả trên màn hình DĐKĐT….............31
2.4. Cách thức sử dụng bài tập ................................................................................55
2.5. Dạy học về bài tập.............................................................................................56
2.5.1. Mục tiêu dạy học.....................................................................................59
2.5.2. Dạy học bài tập........................................................................................59
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2.......................................................................................76
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM…………………………………….77
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm……………………………………………….77
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm……………………………………………....77
3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm………………………………………………77
3.4. Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực nghiệm sư phạm…………77
3.5. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm……………………………………………….78
3.6. Tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm………………………………80
3.7. Công cụ đánh giá………………………………………………………………80
5
3.7.1. Các tiêu chí đánh giá …………………………………………………....81
3.7.2. Cách tính điểm…………………………………………………………...84
3.8. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ………………………………………………84
3.8.1. Phương pháp thực nghiệm sư phạm …………………………………….84
3.8.2. Phân tích diễn biến thực nghiệm sư phạm……………………………….85
3.9. Tính khả thi của các bài tập dòng điện xoay chiều khai thác kết quả trên màn hình dao
động kí điện tử………………………………………………………………………97
3.9.1. Tính khả thi………………………………………………………………97
3.9.2. Biểu hiện của tính tích cực học tập của học sinh………………………..98
3.9.3. Hiệu quả phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh………………..98
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3…………………………………………………………99
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………..99
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………100
6
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong vài thập kỉ gần đây, do sự phát triển nhanh chóng của khoa học, kĩ thuật và
công nghệ, cũng như quá trình hội nhập quốc tế; nền kinh tế nước ta trở thành nền kinh
tế - tri thức. Trong nền kinh tế - tri thức: kiến thức và kĩ năng, năng lực của con người
là nhân tố quyết định sự phát triển của xã hội. Nhiệm vụ quan trọng đặt ra cho nền
giáo dục là ngoài việc trang bị cho HS những kiến thức cần thiết, các môn học cần
phát triển cho HS các năng lực để khi tham gia sản xuất hoặc nghiên cứu khoa học, HS
có thể thích ứng được với các yêu cầu của xã hội. Quan điểm của Đảng về vấn đề này
thể hiện ở mục tiêu giáo dục [3], [8], [9] nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế, văn
hóa, xã hội của đất nước hiện tại và tương lai. Nghị quyết Hội nghị Trung ương VIII
khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo (2013) đã chỉ rõ: “Chuyển
mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng
lực và phẩm chất người học”, “Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm
chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp
cho học sinh”.
Chương trình Vật lí lớp 12 đóng vai trò quan trọng trong nội dung chương trình
Vật lí ở THPT, giúp củng cố đào sâu những kiến thức trọng tâm môn Vật lí cho HS,
việc nắm vững nội dung kiến thức ở lớp 12 sẽ giúp HS có nền tảng học tốt các kiến
thức ở bậc đại học. Chương ‘‘Dòng điện xoay chiều’’ là một trong những chủ đề quan
trọng đối với kiến thức Vật lí THPT. Trong chương này, việc nghiên cứu các đại lượng
biến đổi theo thời gian là một vấn đề quan trọng. Máy hiện sóng điện tử hay còn gọi là
dao động kí điện tử (DĐKĐT-electronic oscilloscope) là thiết bị điện tử cho phép quan
sát được các dao động điện hoặc các dao động được hiển thị dưới dạng sóng, từ đó đo
lường được các tham số của nó như biên độ, tần số, góc lệch pha giữa hai tín
hiệu...Khi khai thác các tín hiệu trên màn hình DĐKĐT, HS có thể xác định được: giá
trị điện áp tức thời và thời gian tương ứng của tín hiệu; tần số dao động của tín hiệu;
góc lệch pha giữa hai tín hiệu; dạng sóng tại mỗi điểm khác nhau trên mạch điện tử;
thành phần của tín hiệu gồm thành phần một chiều và xoay chiều như thế nào. Ngoài
ra HS còn có thể đo các thông số cường độ của tín hiệu như: đo điện áp từ đó xác định
được cường độ dòng điện; đo tần số, chu kì, khoảng thời gian của tín hiệu; đo độ lệch
pha của các tín hiệu,…Tuy nhiên, thực trạng dạy học hiện nay ở trường phổ thông,
DĐKĐT ít được sử dụng và khai thác. Với việc khai thác các kết quả trên màn hình
DĐKĐT có thể bồi dưỡng năng lực (NLTN) cho HS như: dự đoán các hiện tượng, đề
7
xuất phương án tiến hành thí nghiệm, thực hiện thí nghiệm, thu thập và phân tích các
dữ liệu thực nghiệm để rút ra kết luận. Do vậy, việc soạn thảo được các bài tập sử
dụng DĐKĐT chương ‘‘Dòng điện xoay chiều’’(DĐXC) nhằm bồi dưỡng NLTN là
hết sức cần thiết góp phần nâng cao chất lượng học môn Vật lí cho HS THPT.
Từ các lí do trên chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: SOẠN THẢO VÀ SỬ
DỤNG CÁC BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” - VẬT LÍ 12 CÓ
SỬ DỤNG DAO ĐỘNG KÍ ĐIỆN TỬ NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC THỰC
NGHIỆM CỦA HỌC SINH.
2. Mục đích nghiên cứu
Soạn thảo và sử dụng các bài tập chương "Dòng điện xoay chiều"- Vật lí 12 có sử
dụng dao động kí điện tử nhằm bồi dưỡng năng lực thực nghiệm của học sinh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu:
Hoạt động dạy và học khi giải BTVL về dao động kí điện tử thuộc chương "Dòng
điện xoay chiều"- Vật lí 12. Năng lực thực nghiệm của học sinh.
- Phạm vi nghiên cứu:
Học sinh lớp 12 trường THPT Đoàn Kết, tỉnh Nam Định. Nội dung kiến thức
chương “Dòng điện xoay chiều”.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu dựa trên cơ sở lí luận của hoạt động dạy và giải BTVL cùng với việc phân
tích được cấu trúc của NLTN và các biểu hiện hành vi của nó thì có thể biên soạn và tổ
chức dạy học một số bài tập khai thác kết quả trên màn hình DĐKĐT thuộc chương
“Dòng điện xoay chiều”- Vật lí lớp 12 đáp ứng yêu cầu phát triển NLTN của HS.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học bài tập vật lí.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về phát triển năng lực thực nghiệm.
- Tìm hiểu chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương DĐXC, Vật lí lớp 12.
- Phân tích đặc điểm nội dung kiến thức chương DĐXC.
- Xác định các dạng bài tập có sử dụng DĐKĐT thuộc chương DĐXC trong SGK.
- Xác định cấu trúc của NLTN và các biểu hiện hành vi của học sinh trong hoạt
động giải các bài tập khai thác kết quả trên màn hình DĐKĐT.
- Soạn thảo các bài tập khai thác kết quả trên màn hình DĐKĐT chương DĐXC Vật lí lớp 12 THPT.
- Thiết kế hoạt động dạy học với các bài tập đã soạn thảo.
8
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm định giả thuyết khoa học và đánh giá
tính khả thi, hiệu quả của các kết luận được rút ra từ luận văn.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: phương pháp thực nghiệm trong khoa học
Vật lí, nghiên cứu các tài liệu lý luận, hệ thống hoá các khái niệm, các lý thuyết có liên
quan đến vấn đề phát triển NLTN cho HS để xây dựng cơ sở lý luận của đề tài. Nghiên
cứu các tư liệu liên quan đến mục tiêu nội dung yêu cầu khi giảng dạy chương DĐXC.
- Phương pháp điều tra: tìm hiểu việc dạy và học nhằm sơ bộ đánh giá thực tế
chương “Dòng điện xoay chiều”. Trao đổi với GV và HS, dự giờ.
- Phương pháp thực nghiệm:
+ Thực nghiệm Vật lí: khảo sát thực nghiệm các bài tập khai thác kết quả trên màn
hình DĐKĐT chương DĐXC.
+ Thực nghiệm sư phạm: nhằm kiểm định giả thuyết khoa học và tính khả thi của
đề tài, phân tích mức độ đạt được mục tiêu của quá trình dạy học.
- Phương pháp xử lí số liệu: sử dụng phương pháp thống kê toán học xử lí các kết
quả thu được và rút ra kết luận.
7. Dự kiến kết quả và đóng góp mới của luận văn
- Về lý luận:
+ Hệ thống hoá những cơ sở lí luận về phát triển NL đối với nhiệm vụ phát triển
năng lực trong môn Vật lí, qua đó làm cơ sở cho việc phát triển NLTN chương DĐXC.
+ Đề xuất một số biện pháp phát triển NL, NLTN cho HS trong trường THPT.
+ Đề xuất quy trình dạy, phương án đánh giá và thiết kế bộ công cụ đánh giá bài
tập khai thác kết quả trên màn hình DĐKĐT chương DĐXC.
- Về thực tiễn:
+ Xây dựng được các bài tập khai thác kết quả trên màn hình DĐKĐT chương
DĐXC.
+ Thiết kế tiến trình dạy học: Tiến trình dạy, giải bài tập chương DĐXC có sử dụng
DĐKĐT phù hợp học sinh THPT (lớp 12 trong dạy học Vật lí nói chung).
9
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC BÀI TẬP
VẬT LÍ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH
1.1. Bài tập Vật lí
1.1.1. Khái niệm
Trong thực tế dạy học, người ta hay gọi một vấn đề, hay một câu hỏi cần được giải
đáp dùng lập luận logic, suy luận toán học hay thực nghiệm vấn đề Vật lí trên cơ sở sử
dụng các định luật và phương pháp của Vật lí học là bài tập Vật lí (BTVL).
BTVL, hay đơn giản gọi là các bài toán Vật lí, là một phần không thể thiếu của
quá trình dạy học Vật lí vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm,
phát triển tư duy và vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn, góp phần vào việc giáo
dục kĩ năng tổng hợp, hướng nghiệp.
1.1.2.Vai trò và tác dụng của bài tập Vật lí
Mục tiêu của dạy học Vật lí ở trường phổ thông là phải đảm bảo trang bị đầy đủ
cho HS kiến thức cơ bản, cần thiết để HS có thể vận dụng những kiến thức đó giải
quyết các nhiệm vụ học tập, các vấn đề trong cuộc sống. Để đạt được những nhiệm vụ
trên đòi hỏi HS phải được rèn luyện một cách thường xuyên, kết hợp bằng nhiều
phương pháp vận dụng linh hoạt. BTVL là một trong những vấn đề được vận dụng có
hiệu quả trong dạy học Vật lí, nó có tầm quan trọng đặc biệt góp phần vào việc hoàn
thành nhiệm vụ dạy học Vật lí ở phổ thông.
BTVL đóng vai trò quan trọng trong dạy học Vật lí, việc giải các BTVL được xem
như là mục đích, phương pháp dạy học. Vì vậy BTVL ngày càng được tăng cường và
đa dạng để phục vụ cho mục đích dạy học và giáo dục HS.
Tùy thuộc vào các tình huống cụ thể, BTVL được sử dụng với các mục đích khác
nhau như:
- BTVL là một phương tiện để học sinh ôn tập, củng cố kiến thức đã học một cách
sinh động và có hiệu quả.
Khi giải bài tập HS phải sử dụng các công thức, định luật, hiện tượng Vật lí, có khi
phải vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học trong một chương, một mảng kiến thức
do đó sẽ giúp HS hiểu rõ và ghi nhớ vững chắc các kiến thức đã học.
- BTVL có thể được sử dụng như là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi trang
bị kiến thức cho HS nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội được kiến thức sâu sắc và
vững chắc nhất.
- BTVL là một phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS.
10
Giải BTVL là phương pháp đơn giản để kiểm tra, hệ thống hóa lại kiến thức, kĩ
năng, thói quen thực hành cho phép mở rộng, làm sâu sắc các kiến thức đã học. Mặt
khác, khi giải bài tập đôi khi còn phải sử dụng các kiến thức liên môn như Sinh học,
Hóa học, Toán học,... đánh giá khả năng vận dụng linh hoạt và hiểu biết của HS.
- BTVL là một phương tiện để học sinh rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức đã
học với đời sống hàng ngày.
Giải các BTVL là giải các bài toán có liên hệ chặt chẽ với thực tế, các kiến thức đã
học được vận dụng để giải quyết các vấn đề đặt ra trong cuộc sống.
- BTVL là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong rèn luyện tư duy và
bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS.
Hoạt động giải BTVL là một hình thức làm việc tự lực của HS. Trong quá trình
giải BTVL HS phải biết phân tích các điều kiện trong đề bài, xây dựng những lập luận,
thực hiện việc tính toán, đôi khi phải tiến hành thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác
định sự phụ thuộc của các hàm số vào các đại lượng, kiểm tra các kết luận của mình.
Khi tiến hành giải BTVL tức là HS tiến hành tư duy logic, tư duy sáng tạo, cần cù,
kiên nhẫn tỉ mỉ làm việc được rèn luyện đó là các phẩm chất của các nhà khoa học.
1.1.3. Phân loại các bài tập Vật lí
Các bài tập Vật lí được phân loại theo nội dung, mục đích dạy học:
- Phân loại theo nội dung.
- Phân loại theo phương thức điều kiện và phương pháp giải.
- Phân loại theo luyện tập các kĩ năng và phát triển tư duy.
1.1.3.1. Phân loại theo nội dung
Nội dung trong BTVL có thể phân chia thành bài tập có nội dung cụ thể và trừu
tượng, lịch sử.
- Bài tập có nội dung cụ thể: là các dữ kiện đầy đủ và có kí hiệu cùng diễn đạt
bằng lời.
- Bài tập có nội dung trừu tượng: là các dữ kiện đều cho dưới dạng các kí hiệu, lời
giải dưới dạng các công thức chứa đựng ẩn số và dữ kiện đã cho.
- Bài tập có nội dung lịch sử: là chứa đựng các kiến thức có đặc điểm lịch sử, dữ
liệu về các thí nghiệm Vật lí, về các phát minh sáng chế hay lịch sử hình thành, các
câu chuyện có tính chất lịch sử.
Ngoài ra, để gây hứng thú và tò mò cho HS người ta thường sử dụng các BTVL
vui với các điều kiện bài tập thường chứa đựng các yếu tố nghịch lí.
1.1.3.2. Phân loại theo phương thức điều kiện và phương pháp giải
11
- Bài tập phân dạng: bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm, bài
tập đồ thị, bài tập trắc nghiệm khách quan.
- Bài tập định tính: có 2 loại bài tập định tính là: Giải thích hiện tượng và dự đoán
hiện tượng.
+ Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lí giải xem vì sao
hiện tượng lại xảy ra như thế. Trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập mối quan
hệ giữa hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay với một số định luật Vật
lí. Thực hiện phép suy luận logic luận ba đoạn trong đó tiền đề thứ nhất là một đặc tính
chung của sự vật hoặc định luật Vật lí tổng quát, tiền đề thứ hai là những điều kiện cụ
thể, kết luận về hiện tượng được nêu ra.
+ Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đề bài,
xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng gì xảy ra và
xảy ra như thế nào. Ta thực hiện suy luận lôgic, thiết lập luận ba đoạn, trong đó ta mới
biết tiền đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiền đề thứ nhất (phán
đoán khẳng định chung) và kết luận (phán đoán khẳng định riêng). Trong trường hợp
hiện tượng xảy ra phức tạp, ta phải xây dựng một chuỗi luận ba đoạn liên tiếp ứng với
các giai đoạn diễn biến của hiện tượng.
- Bài tập định lượng: đó là các bài tập khi giải phải sử dụng các phương pháp Toán
học (dựa trên các định luật và quy tắc, thuyết Vật lí). Dạng bài tập này có ưu điểm lớn
là làm sâu sắc các kiến thức của HS, rèn luyện cho học sinh vận dụng phương pháp
nhận thức đặc thù của Vật lí đặc biệt phương pháp suy luận Toán học. Tùy theo
phương pháp Toán học được vận dụng, bài tập tính toán được quy về các bài tập số
học, đại số, hình học.
Phương pháp phân tích:
+ Tìm một định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng
cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết.
+ Tiếp tục tìm những định luật, công thức khác cho biết mối quan hệ giữa đại
lượng chưa biết này với các đại lượng đã biết trong đề bài. Cuối cùng tìm được một
công thức chỉ chứa đại lượng cần tìm với đại lượng đã biết.
12
SƠ ĐỒ LẬP LUẬN THEO PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
Định luật 1(công thức 1)
x=f(y,z)
Định luật 2(công thức 2)
Định luật 4(công thức 4)
y=f(a,p)
z=f(c)
Định luật 3(công thức 3)
p=f(b)
Kết quả
X=f(a,b,c)
Phương pháp tổng hợp:
+ Từ những đại lượng đã cho ở đề bài, dựa vào các định luật, quy tắc Vật lí tìm
những công thức có chứa đại lượng đã cho với các đại lượng trung gian mà ta dự kiến
có liên quan đến đại lượng cần tìm.
+ Suy luận toán học, đưa đến công thức chỉ đại lượng phải tìm với các đại lượng
đã cho.
SƠ ĐỒ LẬP LUẬN THEO PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP
Định luật 1(công thức 1)
Định luật 3(công thức 3)
p=f(b)
z=f(c)
Định luật 2(công thức 2)
Định luật 4(công thức 4)
y=f(a,p)
x=f(y,z)=f(a,b,c)
Hai phương pháp trên đều có giá trị như nhau, chúng bổ sung cho nhau. Phương
pháp phân tích nếu tìm được công thức đúng thì nhanh chóng hướng tới kết quả bài
toán. Tuy nhiên, HS không tập chung chú ý nhiều vào các giai đoạn trung gian điều đó
nói chung là không có lợi, đặc biệt đối với HS yếu vì nắm bản chất Vật lí kém sâu sắc
hơn. Phương pháp tổng hợp cho phép đi sâu vào các giai đoạn trung gian, HS chú ý
hơn tới bản chất Vật lí và mối liên hệ giữa các đại lượng và hiện tượng.
- Bài tập thí nghiệm: là loại bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời
giải bằng lí thuyết hoặc tìm những số liệu cần thiết cho bài tập. Bài tập thí nghiệm có
nhiều tác dụng về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt làm sáng tỏ mối quan hệ
giữa lí luận và thực tiễn: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các số liệu
13
để giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế cho nên phần
vận dụng các định luật Vật lí để lí giải các hiện tượng mới là nội dung chính của bài
tập thí nghiệm.
- Bài tập đồ thị: là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để giải phải
tìm trong đồ thị đã cho trước hoặc ngược lại. Bài tập đòi hỏi HS phải biểu diễn quá
trình diễn biến của hiện tượng đã nêu trong bài tập. Bài tập đồ thị có tác dụng rèn
luyện kĩ năng đọc, vẽ đồ thị, mối quan hệ hàm số của các đại lượng mô tả trong đồ thị.
- Bài tập trắc nghiệm khách quan: thường được dùng để kiểm tra kiến thức trong
phạm vi rộng, số lượng người được kiểm tra nhiều, kết quả thu được khách quan
không phụ thuộc vào người chấm. Bài tập dạng này yêu cầu HS phải nhớ, hiểu, vận
dụng đồng thời rất nhiều các kiến thức liên quan.
Khi lựa chọn các nội dung bài tập nên đi từ đơn giản đến phức tạp, tăng cường cá
nhân hóa hoạt động của HS tương ứng với năng lực và kiến thức của họ.
1.1.3.3. Phân loại theo luyện tập các kĩ năng và phát triển tư duy trong quá trình
dạy học.
- Bài tập luyện tập: là loại bài tập dùng để rèn luyện cho HS áp dụng được những
kiến thức xác định để giải từng bài tập theo mẫu xác định. Ở đó không đòi hỏi HS phải
tư duy sáng tạo mà chủ yếu cho học sinh luyện tập, nắm vững cách giải đối với một
loại bài tập đã được chỉ dẫn.
- Bài tập sáng tạo: loại bài tập để phát triển tư duy sáng tạo của HS. Có thể chia
bài tập sáng tạo thành:
+ Bài tập nghiên cứu: khi cần giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở mô
hình trừu tượng thích hợp từ lí thuyết Vật lí.
+ Bài tập thiết kế: bài tập loại này là bài tập xây dựng mô hình thực nghiệm để
kiểm tra kết quả rút ra từ lí thuyết.
1.1.4. Tư duy trong giải bài tập Vật lí
Qúa trình giải một BTVL thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của một bài
toán, xem xét hiện tượng Vật lí được đề cập và dựa trên kiến thức Vật lí toán đã nghĩ
tới những mối liên hệ có thể có của cái đã cho với cái cần tìm sao cho có thể thấy được
cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho. Từ đó đi tới chỉ rõ được
mối liên hệ tường minh trực tiếp của cái phải tìm chỉ với những cái đã biết, tức là tìm
được lời giải đáp (Phạm hữu Tòng,1996, NXBGD).
Như vậy tư duy trong giải BTVL có 2 phần cơ bản, quan trọng như sau:
14
- Xác lập các mối liên hệ cơ bản cụ thể dựa trên cơ sở vận dụng kiến thức Vật lí
vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho.
- Sự tiếp tục luận giải, tính toán đi từ mối liên hệ đã xác lập được đến kết luận cuối
cùng của việc giải đáp vấn đề được đặt ra trong bài toán.
Tóm lại, để tìm được lời giải của một BTVL là phải trả lời được các câu hỏi:
- Để giải bài tập này cần xác lập được những mối liên hệ cơ bản nào?
- Sự xác lập các mối liên hệ cơ bản cụ thể này dựa trên sự vận dụng những kiến
thức gì, vào điều kiện cụ thể nào của bài tập?
Trả lời được những câu hỏi đó giúp GV định hướng trong phương pháp dạy học về
bài tập một cách đúng đắn, hiệu quả.
1.1.5. Phương pháp giải các bài tập Vật lí
Đối với HS phổ thông, vấn đề giải và sửa bài tập gặp không ít khó khăn vì HS
thường không có kiến thức lí thuyết vững chắc và kĩ năng vận dụng kiến thức Vật lí
còn hạn chế. Do đó HS thường giải bài tập một cách mò mẫm, không có định hướng rõ
ràng, áp dụng công thức máy móc và nhiều khi không giải được.
Nguyên nhân của vấn đề trên là:
- HS chưa có phương pháp khoa học để giải BTVL.
- HS chưa xác định được mục đích của việc giải bài tập là xem xét, phân tích các
hiện tượng Vật lí để đi đến bản chất Vật lí.
Do đó cần rèn luyện cho HS biết cách giải bài tập một cách khoa học, chính xác là
một việc làm cần thiết. Nó không những giúp HS có các kiến thức Vật lí chắc chắn mà
còn rèn luyện kĩ năng suy luận logic, làm việc một cách khoa học có kế hoạch.
Nói chung, tiến trình giải một BTVL trải qua các bước: tìm hiểu đề bài; xác lập
các mối liên hệ cơ bản của các dữ kiện xuất phát và của các cái phải tìm; rút ra kết quả
cần tìm, kiểm tra xác nhận kết quả.
Các hoạt động chính trong từng bước giải BTVL:
Bước thứ nhất: tìm hiểu đề bài
Đọc ngắn gọn các dữ liệu xuất phát và các cái phải tìm.
Mô tả lại tình huống được nêu trong đề bài, vẽ hình minh họa.
Nếu đề bài yêu cầu thì phải dùng đồ thị làm thí nghiệm để thu được các dữ liệu
cần thiết.
Bước thứ hai: xác lập các mối liên hệ cơ bản của các dữ liệu xuất phát và của
các cái phải tìm
15
Đối chiếu các dữ liệu xuất phát và cái phải tìm, xem xét bản chất Vật lí của tình
huống đã cho để nghĩ đến các kiến thức, các định luật, các công thức có liên quan.
Xác lập các mối liên hệ cơ bản cụ thể của các dữ liệu xuất phát của cái phải tìm.
Tìm kiếm, lựa chọn các mối liên hệ tối thiểu cần thiết, sao cho thấy được có mối
liên hệ của cái phải tìm với các dữ liệu xuất phát, từ đó hy vọng có thể rút ra cái cần
tìm.
Bước thứ ba: rút ra kết quả cần tìm
Từ các mối liên hệ cần thiết đã xác lập được, tiếp tục luận giải, tính toán để rút ra
kết quả cần tìm.
Bước thứ tư: kiểm tra xác nhận kết quả
Để có thể xác nhận kết quả cần tìm, cần kiểm tra lại việc giải, theo một hoặc một
số cách sau đây:
Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi, xem xét hết các trường hợp chưa.
Kiểm tra lại xem tính toán có đúng không.
Kiểm tra thứ nguyên xem có phù hợp không.
Xem xét kết quả về ý nghĩa thực tế xem có phù hợp không.
Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm xem có phù hợp không.
Giải bài toán bằng cách khác xem có cùng kết quả không.
Trong thực tế giải các BTVL ta thấy không nhất thiết phải có sự tách bạch một
cách cứng nhắc giữa bước thứ hai với thứ ba trình bày ở trên.
1.1.6. Hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lí
Muốn hướng dẫn HS giải một bài toán cụ thể nào đó thì dĩ nhiên là GV phải giải
được bài toán đó, nhưng như vậy vẫn chưa đủ. Muốn cho việc hướng dẫn giải bài toán
được định hướng một cách đúng đắn GV phải phân tích được phương pháp giải bài
toán cụ thể, bằng cách vận dụng những hiểu biết về tư duy giải toán Vật lí để xem xét
việc giải bài toán cụ thể này. Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể của
việc cho HS giải bài toán để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp. Cơ sở khoa học để suy
nghĩ xác định phương pháp hướng dẫn học sinh giải một BTVL cụ thể nào đó là những
hiểu biết khoa học về tư duy giải BTVL được vận dụng vào việc phân tích phương
pháp giải bài toán cụ thể này và những hiểu biết về đặc điểm của các kiểu hướng dẫn
giải bài toán, tương ứng với các mục đích sư phạm khác nhau.
16
SƠ ĐỒ PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP
Tư duy giải bài
toán Vật lí
Mục đích sư phạm
Phân tích phương pháp
giải bài toán cụ thể
Xác định kiểu hướng dẫn
Phương
pháp hướng
dẫn giải bài
toán cụ thể
Các kiểu hướng dẫn giải bài toán tùy theo mục đích sư phạm
Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn angôrit)
Hướng dẫn angôrit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS những hành động cụ thể
cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được kết quả mong muốn.
Những hành động này được coi là những hành động sơ cấp phải được HS hiểu một
cách đơn giá và HS đã nắm vững. Kiểu hướng dẫn này không đòi hỏi HS phải tự mình
tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi
HS chấp hành các hành động đã được GV chỉ ra, cứ theo đó HS sẽ đạt được kết quả, sẽ
giải được bài tập đã cho.
- Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việc giải bài
toán để xác định được một trình tự chính xác chặt chẽ các hành động cần thực hiện để
giải được bài toán và phải đảm bảo cho các hành động đó là sơ cấp đối với HS.
- Kiểu hướng dẫn này thường được áp dụng khi cần dạy cho HS phương pháp giải
một bài toán điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho HS kĩ năng giải một loại bài toán
xác định nào đó.
- Hướng dẫn angôrit có ưu điểm là đảm bảo cho HS giải được bài toán đã được
giao một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kĩ năng giải bài toán của HS có
hiệu quả. Nhược điểm của hướng dẫn angôrit là HS chỉ quen chấp hành những hành
động đã được chỉ dẫn theo một mẫu có sẵn, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho HS khả
năng tìm tòi, sáng tạo, sự phát triển tư duy sáng tạo của HS bị hạn chế.
- Hướng dẫn angôrit có thể theo những cách khác nhau. Có thể chỉ dẫn cho HS
dưới dạng có sẵn. Qua việc giải một vài bài toán mẫu GV phân tích phương pháp giải
và chỉ dẫn cho HS giải bài toán đó rồi cho HS tập áp dụng để giải bài toán tiếp theo.
Đối với những lớp có HS khá, thì để tăng cường rèn luyện tư duy cho HS trong quá
trình giải bài toán, người ta có thể lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình xây dựng
angôrit chung để giải các bài toán đã cho. Thông qua việc phân tích những bài toán
đầu tiên có thể yêu cầu HS tự vạch ra angôrit giải bài toán này rồi áp dụng vào việc
17
giải các bài toán tiếp theo. Trong trường hợp lớp HS yếu, có thể là HS chưa áp dụng
được ngay angôrit đã được đưa ra cho HS thì GV cần đưa ra những bài luyện tập riêng
nhằm đảm bảo cho HS thực hiện được những chỉ dẫn riêng lẻ trong angôrit giải này để
tạo điều kiện cho HS có thể áp dụng được angôrit đã cho.
Hướng dẫn tìm tòi (hướng dẫn Ơrixtic)
Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi
phát hiện cách giải quyết, không phải là GV chỉ dẫn cho HS chỉ việc chấp hành các
hành động theo một mẫu đã có để đi tới kết quả mà là GV gợi mở để HS tự tìm cách
giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả.
- Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ HS vượt qua khó khăn để
giải được bài toán, đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy HS, muốn tạo điều
kiện để HS tự lực tìm tòi cách giải quyết.
- Ưu điểm của kiểu hướng dẫn tìm tòi là tránh được tình trạng GV làm thay HS
trong việc giải bài toán. Nhưng vì kiểu hướng dẫn này đòi hỏi HS phải tự lực tìm tòi
các cách giải quyết chứ không phải là HS chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu
đã chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng có thể đảm bảo cho HS giải được bài toán một
cách chắc chắn. Khó khăn của kiểu hướng dẫn này chính là ở chỗ sự hướng dẫn của
GV phải sao cho không được đưa HS đến chỗ chỉ còn việc thừa hành các hành động
theo mẫu, nhưng đồng thời sự hướng dẫn đó lại không thể là một sự hướng dẫn viển
vông, quá chung chung không giúp ích được cho sự định hướng tư duy của HS. Nó
phải có tác dụng hướng tư duy của HS vào phạm vi cần có thể tìm tòi và phát hiện
cách giải quyết.
Định hướng khái quát chương trình hóa
Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là GV định hướng hoạt động tư duy của HS
theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề. Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự
tự lực tìm tòi giải quyết của HS. Nếu HS không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo
của GV là sự phát triển định hướng khái quát, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi
ý thêm cho HS, để thu hẹp hơn phạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho vừa với sức HS.
Nếu HS vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi giải quyết thì hướng dẫn của GV chuyển
dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho HS hoàn thành được yêu cầu của một
bước, sau đó tiếp tục yêu cầu HS tự lực, tìm tòi giải quyết bước tiếp theo. Nếu cần thì
GV lại giúp đỡ thêm. Cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra.
18
- Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt
động giải bài toán của HS, nhằm giúp cho HS tự giải được bài toán đã cho, đồng thời
dạy cho HS cách suy nghĩ trong quá trình giải bài toán.
- Thí dụ khi cần hướng dẫn chung cho HS giải bài toán cụ thể nào đó theo các
bước chung của việc giải một BTVL, GV hướng dẫn cho HS tự lực thực hiện bước
một. Nếu HS đáp ứng được thì tiếp tục thực hiện bước hai. Nếu HS không hoàn thành
được bước một thì GV giúp đỡ cho HS làm được bước này. Rồi lại để cho HS tự lực
giải quyết bước hai. Nếu HS hoàn thành được bước hai thì tiếp tục tự lực giải quyết
bước ba. Nếu HS không đáp ứng được thì GV lại giúp đỡ thêm cho HS hoàn thành
được bước hai...
SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH HƯỚNG DẪN
+
+
+
+
1
2
3
4
+
5
5
- 1
- 2
- 3
- 4
Hình kí hiệu sự hướng dẫn đòi hỏi HS tự lực tìm tòi giải quyết.
Hình kí hiệu sự hướng dẫn giúp đỡ của GV để HS thực hiện được các yêu cầu đã
đặt ra.
Dấu + ứng với trường hợp HS đáp ứng được yêu cầu tự lực.
Dấu - ứng với trường hợp HS không đáp ứng được yêu cầu tự lực của bước trước.
(1), (2), (3), (4), (5) là yêu cầu phải giải quyết trong tiến trình giải bài toán.
(1) đề bài cho gì? Hỏi gì?
(2) tình huống đã cho liên quan đến kiến thức gì? Do đó, có thể xác lập được các
mối liên hệ cụ thể gì đối với cái đã cho và cái phải tìm để qua đó hy vọng có thể tìm
mối liên hệ giữa cái phải tìm với cái đã cho?
(3) cái phải tìm có liên hệ thế nào với cái đã cho?
(4) rút ra kết quả cần tìm.
(5) kiểm tra, xác nhận kết quả.
Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm là kết hợp được việc thực hiện các yêu cầu: rèn
luyện tư duy của HS trong quá trình giải bài toán và đảm bảo cho HS giải được bài
toán đã cho. Tuy nhiên, sự hướng dẫn như vậy đòi hỏi phải theo sát tiến trình hoạt
động giải bài toán của HS, không thể chỉ dựa vào sự hướng dẫn có thể soạn sẵn mà
phải kết hợp được việc định hướng với việc kiểm tra kết quả hoạt động của HS để điều
chỉnh sự giúp đỡ thích ứng với trình độ của HS.
19
1.2. Năng lực thực nghiệm
1.2.1.Khái niệm về năng lực
Khái niệm năng lực (competency) có nguồn gốc tiếng Latinh “competenia”. Ngày
nay khái niệm năng lực được hiểu theo nhiều nghĩa:
- Năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp, là điểm hội tụ của nhiều yếu tố như
tri thức, kĩ năng, kĩ xảo, kinh nghiệm, sự sẵn sàng hành động và trách nhiệm đạo đức.
- Năng lực gồm những kĩ năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm
giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội và khả
năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm, hiệu quả trong
những tình huống linh hoạt (Weinert, 2001).
- Năng lực là sự biết sử dụng các kiến thức và các kĩ năng trong một tình huống có
ý nghĩa (Rogiers, 1996).
- Năng lực là một tập hợp các kiến thức, kĩ năng và thái độ phù hợp với một hoạt
động thực tiễn (Barnert, 1992).
- Năng lực là khả năng đáp ứng thích hợp và đầy đủ các yêu cầu của một lĩnh vực
hoạt động (Từ điển Webster’s New 20th Century, 1965).
Như vậy, năng lực là một tổng thể của nhiều yếu tố có liên hệ tác động qua lại và
hai đặc điểm phân biệt cơ bản của năng lực là: tính vận dụng và tính có thể chuyển đổi
và phát triển. Có thể đưa ra định nghĩa năng lực như sau:
Năng lực gồm những kĩ năng nhận thức và kĩ xảo của cá nhân có thể là học được
hoặc sẵn có, nhằm giải quyết các vấn đề xác định, cũng như sự sẵn sàng cho mọi hành
động có hiệu quả và có trách nhiệm trong các tình huống linh hoạt khác nhau. Năng
lực sẽ phản ánh khả năng của một cá nhân có thể giải quyết được các dạng khác nhau
của các vấn đề trong những tình huống cụ thể hoặc có thể vượt qua cả những tình
huống cụ thể đó.
1.2.2.Năng lực thực nghiệm
1.2.2.1. Khái niệm
Năng lực thực nghiệm, với tư cách là một năng lực nhận thức khoa học, được hiểu
là năng lực nghĩ ra (thiết kế) PATN khả thi cho phép đề xuất hoặc kiểm tra những giả
thuyết hay phỏng đoán khoa học và thực hành được thí nghiệm thành công để rút ra
kết luận cần thiết (không phải đơn thuần là năng lực thao tác thí nghiệm, hiểu theo
nghĩa năng lực thực hiện các thao tác bằng tay, quan sát, đo đạc). Như vậy NLTN bao
gồm năng lực thành phần sau:
Đưa ra các dự đoán giả thuyết và xác định vấn đề cần nghiên cứu;
20
Thiết kế các phương án thí nghiệm;
Tiến hành phương án thí nghiệm đã thiết kế;
Xử lí, phân tích và trình bày kết quả;
Chế tạo ứng dụng của thí nghiệm vào trong khoa học và đời sống.
NLTN là một trong những năng lực đặc thù được hình thành thông qua học bộ
môn Vật lí. Khi giải các bài tập thực nghiệm học sinh luôn phải vận dụng tổng hợp các
kiến thức lí thuyết kết hợp các kĩ năng, hoạt động trí óc và thực hành, các vốn hiểu biết
về Vật lí, kĩ thuật, thực tế đời sống. Vì vậy có thể từ các bài tập thí nghiệm bồi dưỡng
năng lực học sinh.
1.2.2.2. Những biểu hiện của năng lực thực nghiệm
Biểu hiện thứ nhất: đưa ra các dự đoán giả thuyết và xác định vấn đề cần nghiên
cứu. Tức là đưa ra được các dự đoán giả thuyết có căn cứ , giả thuyết này phải có được
câu trả lời hợp lí, có căn cứ.
Biểu hiện thứ hai: thiết kế các PATN bao gồm:
- Xác định mục đích thí nghiệm cần tiến hành;
- Xác định các biến số, chỉ số cần quan sát hoặc đo đạc;
- Lựa chọn dụng cụ thí nghiệm;
- Xây dựng sơ đồ thí nghiệm;
- Xác định cách thức quan sát, thu thập số liệu và trình bày số liệu;
- Phân tích số liệu và rút ra kết luận.
Biểu hiện thứ ba: thực hiện PATN đã thiết kế:
- Biết sử dụng các dụng cụ thí nghiệm;
- Chuẩn bị, lắp đặt thí nghiệm theo sơ đồ đã chuẩn bị;
- Tiến hành thí nghiệm.
Biểu hiện thứ tư: xử lí, phân tích và trình bày kết quả:
- Quan sát, thu thập thông tin, số liệu;
- Trình bày thông tin (hiện tượng Vật lí), số liệu (dưới dạng bảng số liệu) và xử lí
(tính giá trị trung bình, sai số, vẽ đồ thị);
- Đánh giá kết quả (nguyên nhân sai số, cách khắc phục cho các lần đo sau).
Biểu hiện thứ năm: chế tạo ứng dụng vào khoa học kỹ thuật và đời sống
- Xác định được cơ sở lí thuyết cần thiết (để làm gì, dùng ở đâu, ứng dụng);
- Tìm hiểu cụ thể về linh kiện cấu thành sản phẩm (tìm kiếm thông tin);
- Lên sơ đồ thiết kế mẫu về sản phẩm;
21
- Vẽ chi tiết chế tạo các bộ phận trên sản phẩm;
- Lắp ráp và vận hành thử sản phẩm;
- Biết hợp tác, vận động các cá nhân và tổ chức hỗ trợ về mọi mặt (kĩ thuật, tài
chính, nhân lực ...) để đạt được mục tiêu về sản phẩm.
1.2.3. Ý nghĩa của việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm ở trường phổ thông
Thực tiễn của việc dạy học ở các trường phổ thông hiện nay chủ yếu tập trung vào
việc dạy kiến thức nhằm đáp ứng nhu cầu thi cử, ngoài hoạt động của HS còn tham gia
các hoạt động ngoại khóa, hoạt động hướng nghiệp và các hoạt động của các tổ chức
đoàn thể khác, nhằm phát triển kỹ năng sống cho HS.
Với những yêu cầu mới về giáo dục việc bồi dưỡng NLTN cho HS có ý nghĩa rất
quan trọng vì khi có năng lực tức là HS có kiến thức kĩ năng, điều này giúp cho HS có
được sự tự tin trong hành động của mình khi tham gia vào các nhiệm vụ cụ thể, có
hiệu quả và có trách nhiệm trong các tình huống, có định hướng đúng khi thực hiện
hành động, dựa trên cơ sở hiểu biết về kiến thức khoa học, về kĩ năng thực hiện và
năng lực sở trường của bản thân.
Bồi dưỡng NLTN sẽ giúp HS điều chỉnh động cơ, hứng thú học tập, phát triển
năng lực, thiên hướng, để HS có ý thức và tâm thế sẵn sàng tham gia vào mọi nhiệm
vụ được giao.
1.3. Dao động kí điện tử
1.3.1. Hình ảnh một số máy dao động kí điện tử
1.3.2. Khái niệm
Máy hiện sóng điện tử hay còn gọi là DĐKĐT (electronic oscilloscope) là thiết
bị điện tử dùng để quan sát các dao động điện hoặc các dao động được hiển thị dưới
dạng sóng. Nó chủ yếu được sử dụng để vẽ dạng của tín hiệu điện thay đổi theo thời
gian.
1.3.3. Công dụng và phân loại
1.3.3.1.Công dụng:
Bằng cách sử dụng DĐKĐT ta xác định được:
22
Giá trị điện áp và thời gian tương ứng của tín hiệu;
Tần số dao động của tín hiệu;
Góc lệch pha giữa hai tín hiệu;
Dạng sóng tại mỗi điểm khác nhau trên mạch điện tử;
Thành phần của tín hiệu gồm thành phần một chiều và xoay chiều như thế
nào;
Trong tín hiệu có bao nhiêu thành phần nhiễu và nhiễu đó có thay đổi theo
thời gian không.
Đo các thông số cường độ của tín hiệu:
Đo điện áp, đo dòng điện, đo công suất;
Đo tần số, chu kì, khoảng thời gian của tín hiệu;
Đo độ di pha của tín hiệu;
Vẽ tự động và đo được đặc tính phổ của tín hiệu;
Vẽ đặc tuyến Vôn – ampe của linh kiện;
Vẽ tự động, đo đặc tuyến biên độ - tần số.
1.3.3.2. Phân loại
Dựa vào nguyên lí hoạt động của DĐKĐT được chia làm hai loại: máy hiện
sóng điện tử và máy hiện sóng cơ.
Máy hiện sóng điện tử có các loại được chia theo:
Theo số tia:
+ Máy hiện sóng một tia;
+ Máy hiện sóng hai tia;
+ Máy hiện sóng nhiều tia.
Theo độ lưu ảnh:
+ Máy hiện sóng lưu ảnh (tlưu > 0,1”);
+ Máy hiện sóng không lưu ảnh(tlưu < 0,1”).
Hiện nay cùng với sự phát triển của kĩ thuật số người ta còn tạo được các loại
máy hiện sóng sử dụng tín hiệu dạng số để lưu giữ vào bộ nhớ gọi là máy hiện sóng
số.
1.3.4. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động:
1.3.4.1. Cấu tạo:
Ảnh dưới là lát cắt dọc ống tia điện tử
23
Hình ảnh ống tia điện tử là một ống thủy tinh
Cấu tạo gồm ống tia điện tử là một ống thủy tinh chứa chân không bên trong có
các điện cực sắp xếp theo một quy luật nhất định gồm ba phần cơ bản: súng điện tử,
bộ phận làm lệch, màn huỳnh quang.
1.3.4.2. Nguyên lí chung của ống phóng tia điện tử
Phần thứ nhất: súng điện tử có tác dụng tạo ra chùm tia điện tử nhỏ, bắn tới màn
huỳnh quang và làm phát sáng ở màn huỳnh quang. Súng điện tử gồm: sợi đốt S,
katốt K, lưới điều chế L, các anốt 1 (A1), anốt 2 (A2).
Khi katốt K bị nung nóng bởi sợi đốt S nó sẽ phát xạ điện tử trên bề mặt của nó
xuất hiện một lớp mây điện tử. Dưới tác dụng của điện thế dương so với katốt trên
24
các anốt 1 (A1) khoảng 300V đến 500V và anốt 2 (A2) khoảng từ 1,5V đến 2kV các
điện tử bị hút về phía màn ảnh M.
Khi đi qua điện trường giữa lưới L và Anốt 1 (L - A1) và điện trường giữa anốt
1 (A1) và anốt 2 (A1 – A2) các điện tử này được hội tụ thành một tia mảnh. Các điện
trường nói trên đóng vai trò như một thấu kính hội tụ tia điện tử trong đó vai trò của
điện trường (A1 – A2) là quan trọng hơn cả. Vì vậy người ta dùng để thay đổi độ hội
tụ.
1.3.5. Sử dụng DĐKĐT trong dạy học Vật lí
DĐKĐT được ứng dụng trong việc đo lường các đại lượng Vật lí như:
Quan sát tín hiệu cần đo
Để quan sát được tín hiệu chỉ cần thiết lập máy ở chế độ đồng bộ trong và điều
chỉnh tần số quét và trigo để dạng sóng đứng yên trên màn hình. Khi này có thể xác
định được sự biến thiên của tín hiệu theo thời gian như thế nào. Các máy hiện sóng
hiện đại có thể cho phép cùng một lúc 2,4 hoặc 8 tín hiệu dạng bất kì cùng một lúc
và tần số quan sát có thể lên tới 400mhz.
Đo điện áp
Việc tính giá trị điện áp của tín hiệu được thực hiện bằng cách đếm số ô trên
màn hình và nhân với giá trị volts/div[quote]
25
