Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo hỗ trợ rèn luyện kỹ năng thí nghiệm trong dạy học bài thí nghiệm thực hành phần Quang hình học Vật lí 11

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

<b>TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC </b>

<b>PHẠM VĂN BÌNH </b>

<b>XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM ẢO </b>

<b>HỖ TRỢ RÈN LUYỆN KỸ NĂNG THÍ NGHIỆM </b>

<b>TRONG DẠY HỌC BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH </b>

<b>PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÍ 11 </b>

<b>LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM VẬT LÍ </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

<b>TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC </b>

<b>PHẠM VĂN BÌNH </b>

<b>XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM ẢO </b>

<b>HỖ TRỢ RÈN LUYỆN KỸ NĂNG THÍ NGHIỆM </b>

<b>TRONG DẠY HỌC BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH </b>

<b>PHẦN QUANG HÌNH HỌC VẬT LÍ 11 </b>

<b>LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM VẬT LÍ </b>

<b>Chun ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học (bộ mơn Vật lí) </b>

<b>Mã số: 60 14 01 11</b>

<b>Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Phạm Kim Chung </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

i

<b>LỜI CẢM ƠN </b>

<i>Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành: </i>

Trường Đại học Giáo dục-Đại học Quốc Gia Hà Nội, Các Khoa và các

phòng chức năng đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá trình học tập, nghiên

cứu, tiến hành luận văn.

Thầy giáo hướng dẫn: TS. Phạm Kim Chung đã tận tình chỉ dẫn, giúp

đỡ tác giả hồn thành luận văn này.

Gia đình và tồn thể anh em, bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm, động

viên, giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

ii

<b>DANH MỤC NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN </b>

<b>CNTT </b>

Công nghệ thông tin

<b>CSVC</b>

Cơ sở vật chất

<b>DH </b>

Dạy học

<b>DHVL </b>

Dạy học vật lí

<b>ĐHQGHN </b>

Đại học Quốc gia Hà Nội

<b>GD&ĐT </b>

Giáo dục và Đào tạo

<b>HS </b>

Học sinh

<b>KHKT </b>

Khoa học - kỹ thuật

<b>MTĐT</b>

Máy tính điện tử

<b>PTDH </b>

Phương tiện dạy học

<b>SGK</b>

Sách giáo khoa

<b>SP </b>

Sư phạm

<b>TH</b>

Thực hành

<b>THPT</b>

Trung học phổ thông

<b>TLGK</b>

Tài liệu giáo khoa

<b>TN </b>

Thí nghiệm

<b>TNSP</b>

Thực nghiệm sư phạm

<b>TNVL</b>

Thí nghiệm vật lí

<b>TNVLPT</b>

Thí nghiệm vật lí phổ thơng

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

iii

<b>MỤC LỤC </b>

Lời cảm ơn ... i

Danh mục những chữ viết tắt trong luận văn ... ii

Danh mục các bảng ... vi

Danh mục các hình ... vii

<b>MỞ ĐẦU</b>
1. Lí do chọn đề tài ... 1

2. Mục đích nghiên cứu ... 3

3. Nhiệm vụ nghiên cứu ... 3

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu ... 4

5. Vấn đề nghiên cứu... 4

6. Giả thuyết khoa học ... 4

7. Phạm vi nghiên cứu ... 4

8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ... 5

9. Phương pháp nghiên cứu ... 5

10. Cấu trúc của luận văn ... 5

<b>CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI</b> ... 7

1.1. Thí nghiệm Vật lí và vai trị trong dạy học ở trường phổ thơng ... 7

<i>1.1.1. Thí nghiệm Vật lí, các đặc điểm của thí nghiệm Vật lí</i> ... 7

<i>1.1.2. Vai trị của thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở THPT</i> ... 8

<i>1.1.3. Các loại thí nghiệm Vật lí ở phổ thơng</i> ... 15

<i>1.1.4. Một số yêu cầu đối với thí nghiệm Vật lí trong việc tổ chức hoạt động nhận </i>
<i>thức tích cực, tự lực của học sinh THPT</i> ... 17

<i>1.1.5. Xu hướng đổi mới tổ chức hoạt động thực hành thí nghiệm</i>... 17

1.2. Hệ thống các kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh phổ thơng trong dạy
học Vật lí ... 20

<i>1.2.1. Khái niệm kĩ năng</i> ... 20

<i>1.2.2. Kĩ năng thí nghiệm cần rèn luyện ở học sinh trong dạy học Vật lí ở trường </i>
<i>THPT</i> ... 20

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

iv

<i>1.2.4. Các giai đoạn phát triển kĩ năng</i> ... 28

1.3. Vai trị của thí nghiệm thực hành trong rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học
sinh trong dạy học vật lí ở trường THPT. ... 29

<i>1.3.1. Thí nghiệm thực hành Vật lí</i> ... 29

<i>1.3.2. Nội dung, hình thức tổ chức thí nghiệm thực hành trong dạy học Vật lí ở </i>
<i>trường THPT</i> ... 31

1.4. Sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lí ... 35

<i>1.4.1. Khái niệm phần mềm dạy học</i> ... 35

<i>1.4.2. Những yêu cầu chung đối với phần mềm dạy học</i> ... 36

<i>1.4.3. Phần mềm thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí</i> ... 39

1.5. Thực trạng của việc rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh trong dạy học
vật lí ở trường THPT ... 43

<i>1.5.1. Mục đích tìm hiểu</i> ... 43

<i>1.5.2. Nội dung tìm hiểu</i> ... 43

<i>1.5.3. Phương pháp tìm hiểu</i> ... 43

<i>1.5.4. Kết quả tìm hiểu</i> ... 44

1.6. Kết luận chương 1 ... 47

<b>CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM VẬT LÍ ẢO </b>
<b>HỖ TRỢ THỰC HÀNH VẬT LÍ PHẦN QUANG HÌNH HỌC </b>
<b>VẬT LÍ 11 CƠ BẢN THPT</b> ... 48

2.1. Phân tích nội dung, mục tiêu dạy học bài thí nghiệm thực hành phần Quang
hình học ... 48

<i>2.1.1. Vị trí của bài thực hành trong phần Quang hình học</i> ... 48

<i>2.1.2. Mục tiêu bài thí nghiệm thực hành phần Quang hình học</i>... 49

<i>2.1.3. Nội dung bài TH “Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì”</i> ... 50

<i>2.1.4. Những khó khăn khi làm thực hành phần Quang hình học</i> ... 57

2.2. Đề xuất các giải pháp xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ
trợ thực hành phần Quang hình học ... 58

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

v

<i>thiết bị thí nghiệm thực và xây dựng quy trình thao tác tiến hành thực hành thí </i>

<i>nghiệm thực</i> ... 60

<i>2.2.3. Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ quá trình kiếm </i>
<i>tra, đánh giá</i> ... 61

2.3. Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực hành Vật lí
phần Quang hình học ... 63

<i>2.3.1. Ý tưởng xây dựng phần mềm</i> ... 63

<i>2.3.2. Xây dựng bài thí nghiệm thực hành Vật lí ảo bằng Flash</i> ... 65

2.4. Sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo hỗ trợ thực hành Vật lí phần Quang
hình học ... 74

<i>2.4.1. Tổ chức thực hành TN với sự hỗ trợ của TN Vật lí ảo</i> ... 74

<i>2.4.2. Thiết kế tiến trình dạy học thực hành thí nghiệm “Xác định tiêu cự của thấu </i>
<i>kính phân kỳ”</i> ... 78

2.5. Kết luận chương 2 ... 82

<b>CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM</b> ... 84

3.1. Mục đích, đối tượng, nội dung thực nghiệm sư phạm. ... 84

<i>3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm.</i> ... 84

<i>3.1.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm.</i> ... 84

3.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm. ... 85

<i>3.2.1. Chuẩn bị thực nghiệm.</i> ... 85

<i>3.2.2. Phương thức tổ chức quá trình thực nghiệm sư phạm.</i> ... 86

3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm... 89

<i>3.3.1. Phân tích định tính</i> ... 89

<i>3.3.2. Phân tích kết quả định lượng</i> ... 92

3.4. Hiệu quả của biện pháp đề tài đã đề xuất ... 96

3.5. Kết luận chương 3 ... 97

<b>KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ</b> ... 99

<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO</b> ... 101

<b>PHỤ LỤC 1. CÁC CÂU HỎI KIỂM TRA SỬ DỤNG TRONG PHẦN MỀM</b>.... 103

<b>PHỤ LỤC 2. PHIẾU CHUẨN BỊ THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM</b> ... 105

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

vi

<b>DANH MỤC CÁC BẢNG </b>

Bảng 1.1. Đặc trưng của phịng thí nghiệm Tái tạo và phịng TN tìm tịi. ... 19

Bảng 1.2. Bảng các kĩ năng thí nghiệm cơ bản cần rèn luyện cho học sinh THPT
trong dạy học vật lí . ... 21

Bảng 1.3. Các cấp độ mục tiêu nhận thức ... 25

Bảng 1.4. Các cấp độ mục tiêu kĩ năng tâm vận. ... 26

Bảng 1.5. Thang đánh giá sự thực hiện (PRS). ... 27

Bảng 1.6. Các cấp độ mục tiêu kĩ năng thí nghiệm của học sinh trong dạy học vật lí
ở trường phổ thơng. ... 27

Bảng 1.7. Thống kê phiếu khảo sát ở học sinh THPT Lý Tử Tấn. ... 45

Bảng 2.1. Mục tiêu bài thí nghiệm thực hành phần Quang hình học ... 49

Bảng 2.2. Bảng số liệu bài thực hành số 1 - phương án 1... 55

Bảng 2.3. Bảng số liệu bài thực hành số 1 - phương án 2... 57

Bảng 3.1 - Bảng thống kê điểm số ... 93

Bảng 3.2 - Bảng thống kê số hoc sinh đạt từ điểm xi trở xuống (Bảng tần suất luỹ
tích hội tụ lùi) ... 93

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

vii

<b>DANH MỤC CÁC HÌNH </b>

Hình 1.1: Sơ đồ Chu trình sáng tạo theo Razumơpxki. ... 10

Hình 2.1. Sơ đồ thiết kế phương án 1, bài thí nghiệm Xác định tiêu cự của thấu kính
phân kì ... 51

Hình 2.2. Sơ đồ thiết kế phương án 2, bài thí nghiệm Xác định tiêu cự của thấu kính
phân kì ... 52

Hình 2.3. Hình ảnh bố trí thí nghiệm xác định ảnh của vật qua thấu kính hội tụ ... 53

Hình 2.4. Hình ảnh bố trí thí nghiệm xác định tiêu cự của thấu kính phân kì ... 54

Hình 2.5.Hình ảnh bố trí thí nghiệm xác định ảnh của vật qua thấu kính hội tụ ... 56

Hình 2.6. Hình ảnh bố trí thí nghiệm xác định tiêu cự của thấu kính phân kì ... 56

Hình 2.7. Màn hình lựa chọn dụng cụ thí nghiệm ... 59

Hình 2.9. Màn hình kiểm tra kiến thức trước khi thực hiện phần thí nghiệm ... 62

Hình 2.10. Màn hình kiểm tra kiến thức lí thuyết ... 66

Hình 2.11. Hình ảnh các dụng cụ thí nghiệm đưa vào phần mềm ... 66

Hình 2.12. Màn hình thực hiện thí nghiệm với menu lựa chọn ... 71

Hình 2.13. Màn hình giới thiệu phần thực hành các phương án thí nghiệm... 73

Hình 2.14. Các phần màn hình hiển thị kết quả ... 74

Sơ đồ 2.1. Sơ đồ kết hợp thí nghiệm ảo và thí nghiệm thật trong thực hành thí
nghiệm vật lí phổ thơng ... 75

</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

1

<b>MỞ ĐẦU </b>

<b>1. Lí do chọn đề tài </b>

Vật lí là một bộ mơn khoa học thực nghiệm, vì vậy việc sử dụng thí

nghiệm trong dạy học vật lí ở trường phổ thơng khơng chỉ là cơng việc bắt

buộc, mà nó còn là một trong những biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất

lượng dạy học, góp phần tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh. Một

trong những tác dụng của thí nghiệm vật lí là tạo ra sự trực quan sinh động

trước mắt học sinh và cũng chính vì thế mà sự cần thiết của thí nghiệm trong

dạy học vật lí cịn được quy định bởi tính chất của q trình nhận thức của

học sinh dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Thông qua thí nghiệm vật lí, có thể

tạo ra những tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối

tượng của hiện thực khách quan, với sự phân tích các điều kiện mà trong đó

đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận được

tri thức mới.

</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

2

<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO </b>

<b>Tiếng Việt </b>

1.

<b> Bộ Giáo dục và Đào tạo (2006),</b>

<i>Chương trình giáo dục phổ thơng, mơn Vật </i>

<i>lí</i>

. NXB Giáo dục, Hà Nội.

2.

<b> Bộ Giáo dục và Đào tạo (2007), </b>

<i>Tài liệu Bồi dưỡng Giáo viên thực hiện </i>

<i>chương trình, sách giáo khoa lớp 11 THPT</i>

.

3.

<b>Trần Tố Chinh (2013)</b>

,

<i>Xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo </i>

<i>hỗ trợ thực hành Vật lí chương Dịng điện khơng đổi – Vật lí 11 cơ bản Trung </i>

<i>học phổ thơng </i>

(Luận văn Thạc sĩ), Đại học Giáo dục, ĐHQGHN.

4.

<b> Phạm Xuân Quế (2004), “Xây dựng và sử dụng phần mềm dạy học”,</b>

Tạp

chí Giáo dục.

5.

<b> Vũ Trọng Rỹ (2005)</b>

, “

<i>Các yêu cầu sư phạm đối với thí nghiệm ảo – sản </i>

<i>phẩm multimedia”</i>

, Tạp chí Giáo dục, số 107.

6.

<b>Nguyễn Xuân Thành (2007)</b>

, Mơ phỏng thí nghiệm trên máy tính để sử

dụng phối hợp với thí nghiệm thật trong dạy học vật lí ở trong nhà trường phổ

thơng.

<i>Tạp chí Khoa học</i>

, 52(6), tr.82-86

7.

<b> Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2003),</b>

<i>Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông,</i>

NXB ĐHSP Hà Nội.

8.

<b> Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng (2001), Tổ chức hoạt động nhận </b>

<i>thức cho học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thơng, </i>

NXB Đại học Quốc

gia Hà Nội, Hà Nội.

9.

<b> Phạm Hữu Tịng (2001), </b>

<i>Lí luận dạy học vật lí ở trường trung học</i>

, NXB

Giáo dục, Hà Nội.

</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

3

<b>Tiếng Anh </b>

11.

<b>Avi Hofstein, Vincent N. Lunetta (2003),</b>

<i>The laboratory in Science </i>

<i>Education: Foundation for the twenty-Fisrt Century</i>

, Wiley Periodicals, New

York.

12.

<b> Dimitris Psillos, Hans Niedderer (2002)</b>

,

<i>Teaching and learning in the </i>

<i>science laboratory</i>

, Springer,

New York

13.

<b> Pham Xuan Que, Pham Kim Chung (2007)</b>

, Role, requiments oF online

interactive physics experiment and how to develop the experiment.

<i>Journal of </i>

<i>Science</i>

, 52(6), pp. 87-90.

14.

<b>Yogesh Kumar Singh, Ruchika Nath (2007)</b>

,

<i>Teaching of General </i>

</div>

<!--links-->