Biên soạn tài liệu hướng dẫn cho các bộ thí nghiệm vật lý đại cương mới theo định hướng phát triển năng lực
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.23 MB, 103 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA VẬT LÝ
HOÀNG THỊ PHƯƠNG
BIÊN SOẠN TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN
CHO CÁC BỘ THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG MỚI
THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đà Nẵng, 2017
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀ NẴNG
KHOA VẬT LÝ
HOÀNG THỊ PHƯƠNG
BIÊN SOẠN TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN
CHO CÁC BỘ THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG MỚI
THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
Chun ngành: Sư phạm Vật lý
Khóa học
: 2013 - 2017
Người hướng dẫn: TS. NGUYỄN QUÝ TUẤN
Đà Nẵng, 2017
LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành được bài khóa luận tốt nghiệp này, em đã nhận được sự hỗ trợ,
hướng dẫn về mặt chun mơn, sự góp ý chân thành và những lời động viên quý
báu từ quý thầy cô trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, bạn bè và người
thân.
Trước hết, em xin cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà
Nẵng, nhất là quý thầy cô trong khoa Vật lý đã dìu dắt chỉ dạy cho em rất nhiều về
kiến thức, kĩ năng quý báu.
Xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Q Tuấn. Trong q
trình làm khóa luận, em đã được thầy hướng dẫn tận tình, cung cấp nhiều kiến
thức bổ ích, giúp em nhận ra nhiều vấn đề để hồn thiện bài khóa luận tốt nghiệp
của mình.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên và tạo mọi điều
kiện thuận lời nhất cho em hồn thành khóa luận này.
Mặc dù em đã cố gắng hết sức để hoàn thiện bài khóa luận của mình tuy nhiên
trình độ lý luận cũng như kỹ năng thực hành còn hạn chế nên bài khóa luận khơng
thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ q thầy
cơ, bạn bè để bài khóa luận của em được hồn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, tháng 5 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Hoàng Thị Phương
i
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
MỤC LỤC.................................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... viii
PHẦN THỨ NHẤT: MỞ ĐẦU ..................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài ......................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ...............................................................................................2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ..............................................................................................2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................2
5. Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................3
PHẦN THỨ HAI: NỘI DUNG...................................................................................4
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC NGƯỜI HỌC ........................................................................................4
1.1. Lý luận về dạy học theo định hướng phát triển năng lực người họ ..................4
1.2. Xây dựng các năng lực theo định hướng phát triên năng lực cho người học ...7
1.2.1. Xây dựng các năng lực chung .....................................................................7
1.2.2. Năng lực chuyên biệt môn Vật lý ............................................................11
1.2.3. Cấu trúc các năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lý .........................13
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH GIẢNG DẠY CÁC BÀI THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI
CƯƠNG MỚI............................................................................................................15
2.1. Bài thí nghiệm: “Xác định momen quán tính của các vật rắn đối xứng” .......15
2.1.1. Chuẩn đầu ra của bài thí nghiệm...............................................................15
2.1.2. Dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................15
2.1.3. Cơ sở lý thuyết ..........................................................................................16
ii
2.1.4. Tiến trình thực hành ..................................................................................17
2.1.5. Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu ..........................................................18
2.2. Bài thí nghiệm: “Xác định sức căng bề mặt chất lỏng” ..................................21
2.2.1. Chuẩn đầu ra của bài thí nghiệm...............................................................21
2.2.3. Cơ sở lý thuyết ..........................................................................................22
2.2.4. Tiến trình thực hành ..................................................................................23
2.2.5. Kết quả thí nghiệm và sử lý số liệu...........................................................24
2.3. Bài thí nghiệm: “Đo vận tốc âm thanh trong khơng khí bằng ống Kundt và
máy phát chức năng” ..............................................................................................26
2.3.1. Chuẩn đầu ra của bài thí nghiệm ..................................................................26
2.3.2. Dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................26
2.3.4. Cơ sở lý thuyết ..........................................................................................29
2.3.5. Tiến trình thực hành ..................................................................................30
2.3.6. Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu ..........................................................31
2.4. Bài thí nghiệm: “Xác định điện tích riêng e/m của electron” ........................33
2.4.1. Chuẩn đầu ra của bài thí nghiệm...............................................................33
2.4.2. Dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................33
2.4.3. Cơ sở lý thuyết ..........................................................................................36
2.4.4. Tiến trình thực hành ..................................................................................37
2.4.5. Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu ..........................................................38
CHƯƠNG 3: TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH VÀ SỐ LIỆU KẾT QUẢ
MẪU .........................................................................................................................41
3.1. Bài thí nghiệm: “Xác định momen quán tính của các vật rắn đối xứng” .......41
3.1.1. Chuẩn đầu ra của bài thực hành ................................................................41
3.1.2. Dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................41
3.1.3. Cơ sở lý thuyết ..........................................................................................44
3.1.4. Lắp đặt và tiến trình thí nghiệm ................................................................48
iii
3.1.5. Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu ..........................................................49
3.2. Bài thí nghiệm: “Xác định sức căng bề mặt chất lỏng” .................................56
3.2.1. Chuẩn đầu ra của bài thí nghiệm...............................................................56
3.2.2. Dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................56
3.2.3. Cơ sở lý thuyết ..........................................................................................58
3.2.4. Lắp đặt và tiến hành thí nghiệm ................................................................60
3.2.5. Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu ..........................................................62
3.3. Bài thí nghiệm: “Đo vận tốc âm thanh trong khơng khí bằng ống Kundt và
máy phát chức năng” ..............................................................................................66
3.3.1. Chuẩn đầu ra của bài thí nghiệm...............................................................66
3.3.2. Dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................66
3.3.3. Cơ sở lý thuyết ..........................................................................................71
3.3.4. Lắp đặt và tiến hành thí nghiệm ................................................................71
3.3.5. Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu ..........................................................73
3.4. Bài thí nghiệm: “Xác định điện tích riêng e/m của electron” .........................77
3.4.1. Chuẩn đầu ra của bài thí nghiệm...............................................................77
3.4.2. Dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................77
3.4.3. Cơ sở lý thuyết ..........................................................................................81
3.4.4. Lắp đặt và tiến hành thí nghiệm ................................................................83
3.4.5. Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu ..........................................................86
KẾT LUẬN ...............................................................................................................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................92
Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN ....................................................................93
iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT
Viết tắt
Nội dung
1
GV
Giáo viên
2
HS
Học sinh
3
ICT
Công nghệ thông tin và truyền thông
4
NLTP
Năng lực thành phần
5
NXB
Nhà xuất bản
6
TW
Trung ương
v
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1.1: Các đặc trưng cơ bản của chương trình định hướng nội dung và chương
trình định hướng phát triển năng lực ...........................................................................6
Bảng 1.2.1: Bảng năng lực chung ...............................................................................7
Bảng 1.2.2: Năng lực chuyên biệt môn Vật lý ..........................................................11
Bảng 2.1.1: Đường kính của rịng rọc .......................................................................18
Bảng 2.1.2: Thời gian chuyển động đĩa quay ở góc 𝜃 = ⋯ .....................................19
Bảng 2.1.3: Thời gian chuyển động của đĩa quay gắn thêm hình trụ ở góc 𝜃 = ⋯ .19
Bảng 2.1.4: Thời gian chuyển động của đĩa quay gắn thêm khối cầu đặc ở góc 𝜃 =
⋯ ...............................................................................................................................19
Bảng 2.1.5: Thời gian chuyển động của đĩa quay gắn thêm khối nón đặc ở góc 𝜃 =
⋯ ...............................................................................................................................19
Bảng 2.1.6: Momen qn tính các vật rắn đối xứng (lý thuyết) ...............................20
Bảng 2.2.1: Đường kính ngồi và trong của vịng nhơm ..........................................24
Bảng 2.2.2: Lực căng bề mặt chất lỏng đối với nước ở nhiệt độ phịng ...................24
Bảng 2.3.1: Sóng dừng xảy ra trong ống trụ với chiều dài l1 ....................................31
Bảng 2.3.2: Sóng dừng xảy ra trong ống trụ với chiều dài l2 ....................................31
Bảng 2.3.3: Sóng dừng xảy ra trong ống trụ với chiều dài l3 ....................................31
Bảng 2.4.1: Đường kính của vịng dây Helmoltz......................................................38
Bảng 2.4.2: Hiệu điện thế gia tốc của electron U1 =... (V)........................................38
Bảng 2.4.3: Hiệu điện thế gia tốc của electron U2 =... (V)........................................38
Bảng 2.4.4: Hiệu điện thế gia tốc của electron U3 =... (V)........................................38
Bảng 3.1.1: Bán kính của rịng rọc ............................................................................49
Bảng 3.1.2: Thời gian chuyển động của đĩa quay và ròng rọc ở góc 𝜃 = 180° .......50
Bảng 3.1.3: Thời hian chuyển động của đĩa quay gắn thêm khối trụ đặc ở góc 𝜃 =
180° ...........................................................................................................................51
Bảng 3.1.4: Thời gian chuyển động của đĩa quay gắn thêm khối cầu đặc ở góc 𝜃 =
180° ...........................................................................................................................52
Bảng 3.1.5: Thời gian chuyển động của đĩa quay gắn thêm khối nón đặc ở góc 𝜃 =
180° ...........................................................................................................................53
Bảng 3.1.6: Momen quán tính các vật rắn đối xứng .................................................54
vi
Bảng 3.2.1: Đường kính ngồi và trong của vịng nhơm .........................................62
Bảng 3.2.2: Lực căng bề mặt chất lỏng đối với nước cất ở nhiệt độ phòng .............62
Bảng 3.2.3: Lực căng bề mặt chất lỏng đối với nước phụ thuộc vào nhiệt độ .........63
Bảng 3.3.1: Sóng dừng xảy ra trong ống trụ với chiều dài l1=550mm .....................73
Bảng 3.3.2: Sóng dừng xảy ra trong ống trụ với chiều dài l2=500mm .....................73
Bảng 3.3.3: Sóng dừng xảy ra trong ống trụ với chiều dài l3=450mm .....................73
Bảng 3.4.1: Đo đường kính của vịng dây Helmholtz...............................................86
Bảng 3.4.2: Hiệu điện thế gia tốc của electron U = 150V .......................................86
Bảng 3.4.3: Hiệu điện thế gia tốc của electron U = 175V ........................................86
Bảng 3.4.4: Hiệu điện thế gia tốc của electron U = 200V ........................................87
Đồ thị 3.1.1: Mối quan hệ giữa t2 và 1/m của đĩa quay và ròng rọc .........................50
Đồ thị 3.1.2: Mối quan hệ giữa t2 và 1/m của khối trụ đặc .......................................51
Đồ thị 3.1.3: Mối quan hệ giữa t2 và 1/m của khối cầu đặc ......................................52
Đồ thị 3.1.4: Mối quan hệ giữa t2 và của khối nón đặc ............................................53
Đồ thị 3.2.1: Sự phụ thuộc sức căng mặt ngoài của nước vào nhiệt độ ....................63
Đồ thị 3.3.1: Sự phụ thuộc của bước sóng λ vào 1/f .................................................74
Đồ thị 3.4.1: Đồ thị sự phụ thuộc của I vào 1/r.........................................................88
vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1.1: Mơ tả cổng quang điện với đồng hồ đo thời gian hiện số ......................15
Hình 2.2.1: Mô tả các nút chức năng của máy khuấy từ ...........................................21
Hình 2.3.1: Mơ tả cấu tạo của máy phát chức năng ..................................................27
Hình 2.3.2: Mơ tả cách điều chỉnh tần số..................................................................27
Hình 2.3.3: Mô tả các nút của máy khuếch đại tần số ..............................................28
Hình 2.4.1: Mơ tả các nút chức năng của nguồn cơng suất “Netigerat universal” ...34
Hình 2.4.2: Mơ tả các nút chức năng của nguồn công suất “DC – Constanter
Geregeltes Netzgerat 0...600V...” .............................................................................35
Hình 2.4.3: Từ trường tạo bởi vịng dây mang dịng điện.........................................36
Hình 3.1.1: Mơ tả các nút chức năng của cổng quang điện với đồng hồ đo thời gian
hiện số .......................................................................................................................44
Hình 3.1.2 ..................................................................................................................47
Hình 3.1.3: Bố trí thí nghiệm để xác định momen qn tính ....................................48
Hình 3.2.1: Mơ tả cấu tạo của máy khuấy từ gia nhiệt .............................................58
Hình 3.2.2: Bố trí thí nghiệm khảo sát sức căng mặt ngồi của nước ......................60
Hình 3.2.2: Mơ tả cách đặt đầu đo nhiệt ...................................................................60
Hình 3.3.1: Mơ tả các nút chức năng của máy phát chức năng ................................68
Hình 3.3.2: Mơ tả cách điều chỉnh tần số..................................................................69
Hình 3.3.3: Mơ tả các nút chức năng của máy khuếch đại tần số .............................70
Hình 3.3.4: Lắp đặt thí nghiệm để xác định vận tốc truyền âm trong không khí .....71
Hình 3.3.6: Mơ tả cách nối loa với máy khuếch đại tần số .......................................72
Hình 3.4.1: Mơ tả các nút chức năng của nguồn cơng suất “Netigerat universal” ...79
Hình 3.4.2 Mô tả các nút chức năng của nguồn công suất “DC – Constanter
Geregeltes Netzgerat 0...600V...” .............................................................................80
Hình 3.4.3: Từ trường tạo bởi vịng dây mang dịng điện.........................................81
Hình 3.4.4: Từ trường tạo bởi hai cuộn Helmholtz...................................................82
Hình 3.4.5: Bố trí thí nghiệm để xác định điện tích riêng e/m ..................................83
Hình 3.4.6: Sơ đồ đấu dây cuộn Helmholtz ..............................................................84
Hình 3.4.7: Sơ đồ đấu dây ống chùm tia hẹp ............................................................84
viii
PHẦN THỨ NHẤT: MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
UNESCO đã xác định mục tiêu học tập: Học để biết, học để làm, học để chung
sống, học để khẳng định mình. Tuy nhiên, lâu nay giáo dục nước ta chỉ dạy để biết,
chưa chú trọng dạy để người học có thể làm được những gì. Muốn cho người học ra
trường có thể đi làm được thì phải chú trọng giờ học thực hành . Đặc biệt Vật lý học
là một môn khoa học thực nghiệm. Thực hành Vật lý là một khâu quan trọng trong
việc rèn luyện cho sinh viên có khả năng vận dụng các kiến thức vào thực tiễn,
trang bị cho sinh viên các phương pháp và kĩ năng thực hành Vật lý, đây cũng là
khâu giúp cho sinh viên có khả năng xây dựng thí nghiệm để kiểm chứng lý
thuyết. Ngoài ra rèn luyện cho sinh viên những đức tính cẩn thận, khéo léo cần
thiết cho nghề nghiệp tương lai sau này.
Hiện nay có rất nhiều tài liệu, sách, giáo trình, bài viết,...liên quan đến việc xây
dựng một số bài thực hành vật lý đại cương dành cho các sinh viên chun và
khơng chun như: Giáo trình thí nghiệm Vật lý đại cương của tác giả Tạ Thị
Huỳnh Như (chủ biên) giành cho sinh viên ngành kĩ thuật; Thí nghiệm Vật lý đại
cương NXB Đại học Quốc gia TP.HCM - 2008 dành cho sinh viên Bách khoa; Giáo
trình thực hành Vật lý đại cương của tác giả Bùi Văn Thiên – Nguyễn Quang Đông
dành cho sinh viên ngành y dược...Tuy nhiên, phịng thí nghiệm Vật lý đại cương
khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng đang đầu tư thêm một số
bộ thí nghiệm mới, hiện đại. Các bộ tài liệu thí nghiệm này chỉ có tài liệu bằng
tiếng anh và được viết rất ngắn gọn. Điều đó, gây khó khăn cho người học trong
việc tiếp cận các bộ thí nghiệm mới này. Hơn nữa, tài liệu hướng dẫn này chỉ chú
trọng đến quy trình thực hiện mà chưa chú trọng đến hướng dẫn theo hướng phát
triển năng lực người học.
Từ những lí do trên, tôi đã quyết định chọn đề tài: “Biên soạn tài liệu hướng
dẫn cho các bộ thí nghiệm vật lý đại cương mới theo định hướng phát triển
năng lực”
1
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng được tiến trình và tài liệu hướng dẫn cho 4 bài thí nghiệm Vật lí đại
cương mới tại Khoa Vật lý theo hướng hình thành năng lực người học:
+ Xác định momen quán tính của các vật rắn đối xứng
+ Xác định sức căng bề mặt chất lỏng
+ Đo vận tốc âm thanh trong khơng khí bằng ống Kundt và máy phát chức
năng
+ Xác định điện tích riêng 𝑒/𝑚 của electron
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Xác định mục đích thí nghiệm của những bài thí nghiệm có trong đề tài.
- Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết của những bài thí nghiệm có trong đề tài.
- Biên soạn hướng dẫn sử dụng các thiết bị thí nghiệm mới có trong đề tài.
- Xây dựng các bước tiến hành thí nghiệm của từng bài thí nghiệm có trong đề
tài:
+ Xác định momen qn tính của các vật rắn đối xứng
+ Xác định sức căng bề mặt chất lỏng
+ Đo vận tốc âm thanh trong không khí bằng ống kundt và máy phát chức
năng
+ Xác định điện tích riêng 𝑒/𝑚 của electron
- Thực hiện thí nghiệm trên các bước tiến trình đã đề xuất và xử lý số liệu kết
quả thu được.
- Đưa ra các nhận xét về sai số của bài thí nghiệm và một số lưu ý, kinh
nghiệm rút ra được trong quá trình làm thí nghiệm.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu:
- Các tài liệu liên quan đến cơ sở lý thuyết của các bài thí nghiệm: Từ trường,
Chất lỏng, Cân bằng và chuyển động của vật rắn, Sóng âm.
- Các tài liệu liên quan đên phương pháp dạy học theo hướng hình thành năng
lực người học đối với chuyên ngành Vật lý.
- Các dụng cụ thí nghiệm mới có trong đề tài.
* Phạm vi nghiên cứu:
- Xây dựng 4 bài thí nghiệm mới tại phịng Vật lý đại cương khoa Vật lý:
2
+ Xác định momen quán tính của các vật rắn đối xứng
+ Xác định sức căng bề mặt chất lỏng
+ Đo vận tốc âm thanh trong khơng khí bằng ống Kundt và máy phát chức năng
+ Xác định điện tích riêng 𝑒/𝑚 của electron.
5. Phương pháp nghiên cứu
Để hoàn thành tốt các nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài, tôi sử dụng các phương
pháp sau đây:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu những tài liệu hướng dẫn sử
dụng các bộ thí nghiệm; Nghiên cứu những tài liệu về phương pháp dạy học thí
nghiệm Vật lý; Nghiên cứu những tài liệu liên quan đến cơ sở lý thuyết của các
bài thí nghiệm có trong đề tài.
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Tiến hành các bài thí nghiệm trên các
bước thực hành đã biên soạn, từ kết quả thí nghiệm kết hợp với quá trình quan sát
rút ra những kết luận và những hướng dẫn sư phạm cần thiết.
- Xử lý số liệu bằng phương pháp đồ thị.
3
PHẦN THỨ HAI: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG
PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGƯỜI HỌC
1.1. Lý luận về dạy học theo định hướng phát triển năng lực người học [6]
Nghị quyết TW8 về đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục đào tạo xác định:
“Đổi mới hình thức, phương pháp thi, kiểm tra và đánh giá kết quả GD-ĐT; Phát
triển đội ngũ nhà giáo, cán bộ quản lý,..”. Trong đó, việc đổi mới dạy - học theo
hướng phát triển phẩm chất, năng lực người học được chú trọng để nâng cao chất
lượng nguồn nhân lực.
Cốt lõi của đổi mới dạy - học là chuyển quá trình dạy của thầy sang quá trình
dạy - học của cả thầy và trò, tức là thầy chuyển từ vai trị thuyết trình, giảng giải
sang vai trị gợi mở, định hướng và chỉ đạo quá trình tự học, tự nghiên cứu của
người học.
Giáo dục định hướng phát triển năng lực được bàn đến nhiều từ những năm 90
của thế kỷ XX và ngày nay đã trở thành xu hướng giáo dục quốc tế. Giáo dục định
hướng phát triển năng lực nhằm mục tiêu phát triển năng lực người học, đảm bảo
chất lượng đầu ra của việc dạy - học, thực hiện mục tiêu phát triển toàn diện các
phẩm chất nhân cách, chú trọng năng lực vận dụng tri thức trong những tình huống
thực tiễn nhằm chuẩn bị cho người học năng lực giải quyết các tình huống của cuộc
sống và nghề nghiệp sau này. Chương trình này nhấn mạnh vai trò của người học
với tư cách chủ thể của quá trình nhận thức. Dạy học định hướng phát triển năng lực
được sử dụng như sau:
- Năng lực liên quan đến bình diện mục tiêu của dạy học:
+ Mục tiêu dạy học được mô tả thông qua các năng lực cần hình thành
+ Trong các mơn học, những nội dung và hoạt động cơ bản được liên kết với
nhau nhằm hình thành các năng lực
+ Năng lực là sự kết nối tri thức, hiểu biết, khả năng, mong muốn.
+ Mục tiêu hình thành năng lực định hướng cho việc lựa chọn, đánh giá mức độ
quan trọng và cấu trúc hóa các nội dung và hoạt động và hành động dạy học về mặt
phương pháp.
+ Năng lực mô tả việc giải quyết những địi hỏi về nội dung trong các tình
huống cụ thể.
4
- Các năng lực chung cùng với các năng lực chuyên môn tạo thành nền tảng
chung cho công việc giáo dục và dạy học.
+ Mức độ đối với sự phát triển năng lực có thể được xác định trong các chuẩn.
Để hình thành và phát triển năng lực cần xác định các thành phần và cấu trúc của
chúng.
+ Có nhiều loại năng lực khác nhau nên việc mô tả cấu trúc và các thành phần
năng lực cũng khác nhau. Cấu trúc chung của năng lực hành động được mô tả là sự
kết hợp của 4 năng lực thành phần: Năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp,
năng lực xã hội, năng lực cá nhân.
Mơ hình bốn thành phần năng lực trên phù hợp với bốn trụ cốt giáo dục theo
UNESCO:
Các thành phần năng lực
Các trụ cột giáo dục của UNESO
Năng lực chuyên môn
Học để biết
Năng lực phương pháp
Học để làm
Năng lực xã hội
Học để cùng chung sống
Năng lực cá thể
Học để tự khẳng định
Khác với dạy học truyền thống, chương trình dạy học định hướng phát triển
năng lực tập trung vào việc mơ tả chất lượng đầu ra, có thể coi là ”sản phẩm cuối
cùng” của quá trình dạy học. Việc quản lý chất lượng dạy học chuyển từ việc điều
khiển “đầu vào” sang điều khiển “đầu ra”, tức là kết quả học tập của học sinh. Có
thể so sánh đặc trưng của dạy học truyền thống và dạy học mới như sau:
5
Bảng 1.1.1: Các đặc trưng cơ bản của chương trình định hướng nội dung và
chương trình định hướng phát triển năng lực
Chương trình định hướng
Chương trình định hướng phát
nội dung
triển năng lực
Mục tiêu
Mục tiêu dạy học được mô tả Kết quả học tập cần đạt được mô tả
giáo dục
không chi tiết và khơng nhất chi tiết và có thể quan sát, đánh giá
thiết phải quan sát, đánh giá được; thể hiện được mức độ tiến bộ
được.
của HS một cách liên tục.
Nội dung
Việc lựa chọn nội dung dựa Lựa chọn những nội dung nhằm đạt
giáo dục
vào các khoa học chuyên được kết quả đầu ra đã quy định,
môn, không gắn với các tình gắn với các tình huống thực tiễn.
huống thực tiễn. Nội dung Chương trình chỉ quy định những
được quy định chi tiết trong nội dung chính, khơng quy định chi
chương trình.
Phương
tiết.
GV là người truyền thụ tri - GV chủ yếu là người tổ chức, hỗ
pháp dạy thức, là trung tâm của quá trợ HS tự lực và tích cực lĩnh hội tri
học
trình dạy học. HS tiếp thu thụ thức. Chú trọng sự phát triển khả
động những tri thức được quy năng giải quyết vấn đề, khả năng
định sẵn.
giao tiếp.
- Chú trọng sử dụng các quan điểm,
phương pháp và kỹ thuật dạy học
tích cực, các phương pháp dạy học
thí nghiệm, thực hành.
Hình
Chủ yếu dạy học lý thuyết Tổ chức hình thức học tập đa dạng;
thức dạy
trên lớp học
chú ý các hoạt động xã hội, ngoại
khóa, nghiên cứu khoa học, trải
học
nghiệm sáng tạo; đẩy mạnh ứng
dụng công nghệ thông tin và truyền
thông trong dạy và học.
6
Đánh giá
Tiêu chí đánh giá được xây Tiêu chí đánh giá dựa vào năng lực
kết quả
dựng chủ yếu dựa trên sự ghi đầu ra, có tính đến sự tiến bộ trong
học tập
nhớ và tái hiện nội dung đã quá trình học tập, chú trọng khả
của HS
học.
năng vận dụng trong các tình huống
thực tiễn.
Ưu điểm của chương trình giáo dục định hướng phát triển năng lực là tạo điều
kiện quản lý chất lượng theo kết quả đầu ra đã quy định, nhấn mạnh năng lực vận
dụng của HS. Tuy nhiên nếu vận dụng một cách thiên lệch, không chú ý đầy đủ đến
nội dung dạy học thì có thể dẫn đến các lỗ hổng tri thức cơ bản và tính hệ thống của
tri thức. Ngồi ra chất lượng giáo dục khơng chỉ thể hiện ở kết quả đầu ra mà còn
phụ thuộc quá trình thực hiện.
1.2. Xây dựng các năng lực theo định hướng phát triên năng lực cho người học
1.2.1. Xây dựng các năng lực chung [6]
Bảng 1.2.1: Bảng năng lực chung
Các năng lực
Biểu hiện
chung
1. Năng lực tự a) Xác định được nhiệm vụ học tập một cách tự giác, chủ
học
động; tự đặt được mục tiêu học tập để đòi hỏi sự nỗ lực phấn
đấu thực hiện.
b) Lập và thực hiện kế hoạch học tập nghiêm túc, nề nếp; thực
hiện các cách học: Hình thành cách ghi nhớ của bản thân;
phân tích nhiệm vụ học tập để lựa chọn được các nguồn tài
liệu đọc phù hợp: các đề mục, các đoạn bài ở sách giáo khoa,
sách tham khảo, internet; lưu giữ thơng tin có chọn lọc bằng
ghi tóm tắt với đề cương chi tiết, bằng bản đồ khái niệm, bảng,
các từ khóa; ghi chú bài giảng của GV theo các ý chính; tra
cứu tài liệu ở thư viện nhà trường theo yêu cầu của nhiệm vụ
học tập.
c) Nhận ra và điều chỉnh những sai sót, hạn chế của bản thân
khi thực hiện các nhiệm vụ học tập thông qua lời góp ý của
GV, bạn bè; chủ động tìm kiếm sự hỗ trợ của người khác khi
gặp khó khăn trong học tập.
7
2.
Năng
lực a) Phân tích được tình huống trong học tập; phát hiện và nêu
giải quyết vấn được tình huống có vấn đề trong học tập.
đề
b) Xác định được và biết tìm hiểu các thơng tin liên quan đến
vấn đề; đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề.
c) Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề và nhận ra sự phù
hợp hay không phù hợp của giải pháp thực hiện.
3.
Năng
sáng tạo
lực a) Đặt câu hỏi khác nhau về một sự vật, hiện tượng; xác định
và làm rõ thông tin, ý tưởng mới; phân tích, tóm tắt những
thơng tin liên quan từ nhiều nguồn khác nhau.
b) Hình thành ý tưởng dựa trên các nguồn thông tin đã cho; đề
xuất giải pháp cải tiến hay thay thế các giải pháp khơng cịn
phù hợp; so sánh và bình luận được về các giải pháp đề xuất.
c) Suy nghĩ và khái quát hoá thành tiến trình khi thực hiện một
cơng việc nào đó; tơn trọng các quan điểm trái chiều; áp dụng điều
đã biết vào tình huống tương tự với những điều chỉnh hợp lý.
d) Hứng thú, tự do trong suy nghĩ; chủ động nêu ý kiến; khơng
q lo lắng về tính đúng sai của ý kiến đề xuất; phát hiện yếu
tố mới, tích cực trong những ý kiến khác.
4. Năng lực tự a) Nhận ra được các yếu tố tác động đến hành động của bản
quản lý
thân trong học tập và trong giao tiếp hàng ngày; kiềm chế
được cảm xúc của bản thân trong các tình huống ngồi ý
muốn.
b) Ý thức được quyền lợi và nghĩa vụ của mình; xây dựng và
thực hiện được kế hoạch nhằm đạt được mục đích; nhận ra và
có ứng xử phù hợp với những tình huống khơng an toàn.
c) Tự đánh giá, tự điều chỉnh những hành động chưa hợp lý
của bản thân trong học tập và trong cuộc sống hàng ngày.
d) Đánh giá được hình thể của bản thân so với chuẩn về chiều
cao, cân nặng; nhận ra được những dấu hiệu thay đổi của bản
thân trong giai đoạn dậy thì; có ý thức ăn uống, rèn luyện và
nghỉ ngơi phù hợp để nâng cao sức khoẻ; nhận ra và kiểm soát
8
được những yếu tố ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ và tinh thần
trong môi trường sống và học tập.
5.
Năng
giao tiếp
lực a) Bước đầu biết đặt ra mục đích giao tiếp và hiểu được vai trò
quan trọng của việc đặt mục tiêu trước khi giao tiếp.
b) Khiêm tốn, lắng nghe tích cực trong giao tiếp; nhận ra được
bối cảnh giao tiếp, đặc điểm, thái độ của đối tượng giao tiếp.
c) Diễn đạt ý tưởng một cách tự tin; thể hiện được biểu cảm
phù hợp với đối tượng và bối cảnh giao tiếp.
6.
Năng
hợp tác
lực a) Chủ động đề xuất mục đích hợp tác khi được giao các
nhiệm vụ; xác định được loại cơng việc nào có thể hồn thành
tốt nhất bằng hợp tác theo nhóm với quy mơ phù hợp.
b) Biết trách nhiệm, vai trị của mình trong nhóm ứng với cơng
việc cụ thể; phân tích nhiệm vụ của cả nhóm để nêu được các hoạt
động phải thực hiện, trong đó tự đánh giá được hoạt động mình có
thể đảm nhiệm tốt nhất để tự đề xuất cho nhóm phân cơng.
c) Nhận biết được đặc điểm, khả năng của từng thành viên
cũng như kết quả làm việc nhóm; dự kiến phân cơng từng
thành viên trong nhóm các cơng việc phù hợp.
d) Chủ động và gương mẫu hồn thành phần việc được giao,
góp ý điều chỉnh thúc đẩy hoạt động chung; chia sẻ, khiêm tốn
học hỏi các thành viên trong nhóm.
e) Biết dựa vào mục đích đặt ra để tổng kết hoạt động chung của
nhóm; nêu mặt được, mặt thiếu sót của cá nhân và của cả nhóm.
7. Năng lực sử a) Sử dụng đúng cách các thiết bị ICT để thực hiện các nhiệm
dụng
công vụ cụ thể; nhận biết các thành phần của hệ thống ICT cơ bản;
nghệ thông tin sử dụng được các phần mềm hỗ trợ học tập thuộc các lĩnh vực
và
thông
truyền khác nhau; tổ chức và lưu trữ dữ liệu vào các bộ nhớ khác
nhau, tại thiết bị và trên mạng.
b) Xác định được thông tin cần thiết để thực hiện nhiệm vụ
học tập; tìm kiếm được thơng tin với các chức năng tìm kiếm
đơn giản và tổ chức thông tin phù hợp; đánh giá sự phù hợp
9
của thơng tin, dữ liệu đã tìm thấy với nhiệm vụ đặt ra; xác lập
mối liên hệ giữa kiến thức đã biết với thông tin mới thu thập
được và dùng thơng tin đó để giải quyết các nhiệm vụ học tập
và trong cuộc sống.
8. Năng lực sử a) Nghe hiểu nội dung chính hay nội dung chi tiết các bài đối
dụng
ngơn thoại, chuyện kể, lời giải thích, cuộc thảo luận; nói chính xác,
đúng ngữ điệu và nhịp điệu, trình bày được nội dung chủ đề thuộc
ngữ
chương trń h học tập; đọc hiểu nội dung chính hay nội dung chi
tiết các văn bản, tài liệu ngắn; viết đúng các dạng văn bản về
những chủ đề quen thuộc hoặc cá nhân ưa thích; viết tóm tắt nội
dung chính của bài văn, câu chuyện ngắn.
b) Phát âm đúng nhịp điệu và ngữ điệu; hiểu từ vựng thông
dụng được thể hiện trong hai lĩnh vực khẩu ngữ và bút ngữ,
thông qua các ngữ cảnh có nghĩa; phân tích được cấu trúc và
ý nghĩa giao tiếp của các loại câu trần thuật, câu hỏi, câu
mệnh lệnh, câu cảm thán, câu khẳng định, câu phủ định, câu
đơn, câu ghép, câu phức, câu điều kiện.
c) Đạt năng lực bậc 2 về 1 ngoại ngữ.
Năng
lực a) Sử dụng được các phép tính (cộng, trừ, nhân, chia, luỹ thừa,
tính toán
khai căn) trong học tập và trong cuộc sống; hiểu và có thể sử
9.
dụng các kiến thức, kĩ năng về đo lường, ước tính trong các
tình huống quen thuộc.
b) Sử dụng được các thuật ngữ, kí hiệu tốn học, tính chất các
số và của các hình hình học; sử dụng được thống kê toán học
trong học tập và trong một số tình huống đơn giản hàng ngày;
hình dung và có thể vẽ phác hình dạng các đối tượng, trong
mơi trường xung quanh, nêu được tính chất cơ bản của chúng.
c) Hiểu và biểu diễn được mối quan hệ toán học giữa các yếu
tố trong các tình huống học tập và trong đời sống; bước đầu
vận dụng được các bài toán tối ưu trong học tập và trong cuộc
sống; biết sử dụng m
ột số yếu tố của lơgic hình thức để lập luận và diễn đạt ý
10
tưởng.
d) Sử dụng được các dụng cụ đo, vẽ, tính; sử dụng được máy
tính cầm tay trong học tập cũng như trong cuộc sống hàng
ngày; bước đầu sử dụng máy vi tính để tính tốn trong học tập.
1.2.2. Năng lực chuyên biệt môn Vật lý [6] [1]
Dựa trên cơ sở những năng lực chung, người ta sẽ phát triển thành những năng
lực chuyên biệt phù hợp với yêu cầu mục tiêu, nội dung kiến thức của từng môn học
khác nhau. Với đặc điểm là môn khoa học thực nghiệm, môn Vật lý có những năng
lực như sau:
Bảng 1.2.2: Năng lực chun biệt mơn Vật lý
Nhóm năng
lực thành
Năng lực thành phần trong mơn Vật lí
phần
Nhóm NLTP
HS có thể:
liên quan đến
- K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng,
sử dụng kiến
định luật, nguyên lí vật lý cơ bản, các phép đo, các hằng số vật
thức vật lí
lý.
- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lý.
- K3: Sử dụng được kiến thức vật lý để thực hiện các nhiệm
vụ học tập.
- K4: Vận dụng (giải thích, dự đốn, tính tốn, đề ra giải
pháp, đánh giá giải pháp… ) kiến thức vật lý vào các tình huống
thực tiễn.
Nhóm NLTP
HS có thể:
về phương
- P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lý.
pháp (tập
- P2: Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngơn ngữ vật
trung vào
năng lực thực
nghiệm và
năng lực mơ
hình hóa)
lí và chỉ ra các quy luật vật lý trong hiện tượng đó.
- P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thơng tin từ các
nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập vật lý.
- P4: Vận dụng sự tương tự và các mơ hình để xây dựng kiến
thức vật lý.
- P5: Lựa chọn và sử dụng các cơng cụ tốn học phù hợp
11
trong học tập vật lý.
- P6: Chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lý
- P7: Đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm
tra được.
- P8: Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến
hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét.
- P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính
đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm
này.
Nhóm NLTP
trao đổi thơng
tin
HS có thể
- X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lý bằng ngôn ngữ
vật lí và các cách diễn tả đặc thù của vật lý.
- X2: phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên
bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lý (chuyên ngành)
- X3: Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác
nhau.
- X4: Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các
thiết bị kĩ thuật, công nghệ.
- X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lý
của mình (nghe giảng, tìm kiếm thơng tin, thí nghiệm, làm việc
nhóm).
- X6: trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lý của
mình (nghe giảng, tìm kiếm thơng tin, thí nghiệm, làm việc
nhóm… ) một cách phù hợp.
- X7: Thảo luận được kết quả cơng việc của mình và những
vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lý.
- X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lý.
Nhóm NLTP
liên quan đến
cá nhân
HS có thể
- C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng,
thái độ của cá nhân trong học tập vật lý.
- C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế
hoạch học tập vật lý nhằm nâng cao trình độ bản thân.
12
- C3: Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan
điểm vật lí đối trong các trường hợp cụ thể trong mơn Vật lý và
ngồi mơn Vật lý.
- C4: So sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lý- các
giải pháp kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi
trường.
- C5: Sử dụng được kiến thức vật lý để đánh giá và cảnh báo
mức độ an tồn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống
và của các công nghệ hiện đại.
- C6: Nhận ra được ảnh hưởng vật lý lên các mối quan hệ xã
hội và lịch sử.
1.2.3. Cấu trúc các năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lý [6]
Kiến thức
Kỹ năng
Năng lực thực
nghiệm
Thái độ
* Kiến thức
+ Kiến thức vật lí liên quan đến q trình cần khảo sát.
+ Kiến thức về thiết bị, về an toàn.
+ Kiến thức về xử lí số liệu, kiến thức về sai số.
+ Kiến thức về biểu diễn số liệu dưới dạng bảng biểu, đồ thị.
* Kĩ năng
+ Thiết kế phương án thí nghiệm.
+ Chế tạo dụng cụ.
+ Lựa chọn dụng cụ.
+ Lắp ráp dụng cụ thí nghiệm (Quan sát, đo đạc, ghi kết quả, tính tốn, bểu
diễn kết quả đánh giá)
13
+ Thay đổi các đại lượng.
+ Sử dụng dụng cụ đo: hiệu chỉnh dụng cụ đo, đọc số liệu.
+ Sửa chửa các sai hỏng thông thường.
+ Quan sát diễn biến hiện tượng.
+ Ghi lại kết quả.
+ Biểu diễn kết quả bằng bảng biểu, đồ thị.
+ Tính tốn sai số.
+ Biện luận, trình bày kết quả.
+ Tự đánh giá cải tiến phép đo.
* Thái độ
+ Thái độ kiên nhẫn.
+ Thái độ trung thực.
+ Thái độ tỉ mỉ.
+ Thái độ hợp tác
+ Thái độ tích cực
14
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH GIẢNG DẠY CÁC BÀI THÍ NGHIỆM VẬT LÝ
ĐẠI CƯƠNG MỚI
2.1. Bài thí nghiệm: “Xác định momen quán tính của các vật rắn đối xứng”
2.1.1. Chuẩn đầu ra của bài thí nghiệm
Sau khi tiến hành thí nghiệm, người học phải:
- Đề xuất được phương án đo momen quán tính của vật rắn.
- Xác định được momen quán tính của một số vật rắn đối xứng: Khối trụ đặc,
khối nón đặc, khối cầu đặc.
- Sử dụng thành thạo, an toàn các dụng cụ đo như thước kẹp, cân đo, đồng hồ
đo thời gian hiện số.
2.1.2. Dụng cụ thí nghiệm
2.1.2.1. Dụng cụ thí nghiệm
- 1 Đế 3 chân
- 1 Đĩa quay
- 1 Máy đo thời gian hiện số
- 2 Dây nối
- 1 Nguồn điện 5V DC/2,2A
- 1 Đĩa tròn đồng chất
- 2 Kẹp
- 1 Khối cầu đồng chất
- 1 Cáp giữ
- 1 Khối nón đặc đồng chất
2.1.2.2. Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm mới
Hình 2.1.1: Mơ tả cổng quang điện với đồng hồ đo thời gian hiện số
(1) Màn hình điện tử 4 chữ số
(2) Nút SET: Đưa về trạng thái chuẩn bị đo.
(3) Công tắc chuyển đổi chế độ
Count: Đếm xung
15
