MỞ ĐẦU 1. Lý do nghiên cứu Đối với môn vật lí bậc THPT, quan điểm xây dựng chương trình là coi trọng phương pháp thực nghiệm. Yêu cầu rèn luyện cho học sinh những kĩ năng như quan sát hiện tượng vật lí trong tự nhiên, trong đời sống hoặc trong các thí nghiệm, sử dụng được các dụng cụ đo phổ biến của vật lí, biết lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm vật lí đơn giản, thu thập và xử lí thông tin thu được để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình vật lí, cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra. Do các thiết bị thí nghiệm đắt tiền, cồng kềnh, tốn nhiều thời gian chuẩn bị dụng cụ, việc tiến hành thí nghiệm có nhiều khó khăn cho giáo viên trong dạy học.
Một số bộ thí nghiệm phần Điện học được thiết kế với bảng mạch lắp sẵn có ưu điểm dễ thao tác tiến hành thí nghiệm và đảm bảo thí nghiệm thành công, tuy nhiên do các bảng mạch và thiết bị nhỏ chỉ phù hợp với các thí nghiệm thực hành của học sinh, việc tiến hành thí nghiệm biểu diễn của giáo viên là hạn chế. Để đáp ứng việc giảng dạy chương trình vật lí ở Trung học phổ thông, việc nghiên cứu, chế tạo bộ thí nghiệm Vật lí bằng các vật liệu rẻ tiền, tiết kiệm, dễ sử dụng trong dạy học, đồng thời nghiên cứu kết hợp thí nghiệm thật và các phần mềm trên máy tính nhằm nâng cao hiệu quả của các thí nghiệm. Có khả năng thiết kế, lắp ráp các mạch điện linh hoạt, dễ thao tác, thực hiện được nhiều thí nghiệm phần Điện học trong môn Vật lí ở bậc THPT (lớp 11 và lớp 12) các thí nghiệm biểu diễn của giáo viên trên mặt bảng từ, đảm bảo học sinh dễ quan sát, giáo viên dễ tiến hành thí nghiệm nhanh và chính xác là cần thiết. Với những lý do trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC PHẦN DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VẬT LÍ 12” 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Mục đích nghiên cứu Xây dựng thí nghiệm và thiết kế phương án sử dụng một số thí nghiệm phần Điện học trong dạy học Vật lí lớp 12 nhằm rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh THPT. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học có sử dụng thí nghiệm trong bộ môn Vật lí THPT. - Xây dựng bộ thí nghiệm trong môn Vật lí phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ kết nối máy vi tính. - Nghiên cứu về nội dung, phương pháp tổ chức dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12.
- Thiết kế tiến trình dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12 với các bộ thí nghiệm đã xây dựng được. - Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các bài thí nghiệm và các tiến trình dạy học đã xây dựng. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy và học thực hành Vật lí của giáo viên và học sinh lớp 12 trường THPT Hồng Hà, thành phố Hà Nội. - Đối tượng nghiên cứu: + Thiết bị thí nghiệm Vật lí và sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12.
11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Vấn đề nghiên cứu Đề tài tập trung vào nghiên cứu vấn đề cơ bản sau: Làm thế nào để xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm kết nối máy vi tính trong việc dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12 nhằm rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh THPT. Giả thuyết khoa học Việc xây dựng các thiết bị thí nghiệm phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12 - kết nối máy vi tính bằng các vật liệu đơn giản, dễ chế tạo và thiết kế tiến trình dạy học theo con đường thực nghiệm sẽ nâng cao trình độ kiến thức, kĩ năng thí nghiệm cho học sinh trong dạy học Vật lí phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ - Vật lí 12. Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Các nghiên cứu khảo sát được tiến hành trên phạm vi các trường trung học phổ thông trên địa bàn thành phố Hà Nội, với đơn cử là trường THPT Hồng Hà - Hà Nội - Số liệu sử dụng đề tài này được thu thập trong khoảng thời gian từ 2009 đến 2013, những số liệu khảo sát mới được điều tra trong năm 2014.
- Thời gian dự kiến thực hiện đề tài: từ tháng 8/2014 đến tháng 5/2015. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa lý luận của đề tài : Đề tài phát triển lí luận về rèn luyện kĩ năng thí nghiệm Vật lí cho học sinh THPT. - Ý nghĩa thực tiễn của đề tài : Kết quả nghiên cứu có thể được vận dụng vào việc rèn luyện kĩ năng thí nghiệm cho học sinh THPT môn Vật lí. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Phƣơng pháp nghiên cứu * Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu lý thuyết về sử dụng thí nghiệm trong dạy học bộ môn Vật lí THPT. - Nghiên cứu nội dung và cách thức tổ chức hoạt động sử dụng thí nghiệm trong việc dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ – Vật lí 12. * Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, điều tra về thực tiễn hoạt động sử dụng thí nghiệm trong việc dạy học Vật lí. * Nhóm các phương pháp thực nghiệm: - Tiến hành tổ chức hoạt động dạy học một số nội dung trong phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ – Vật lí 12 có sử dụng các thí nghiệm tại trường THPT Hồng Hà – Hà Nội.
* Nhóm phương pháp xử lý thông tin: Định lượng, định tính, thống kê và phân tích thống kê. Cấu trúc của luận văn Chƣơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài. Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm kết nối máy tính trong dạy học phần Dòng điện xoay chiều và dao động điện từ -Vật lí 12.
Thực nghiệm sư phạm. 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1. Thí nghiệm Vật lí và đặc điểm thí nghiệm Vật lí 1. Thí nghiệm Vật lí Thí nghiệm Vật lí là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào các đối tượng của hiện thực khách quan.
Thông qua 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. Cụ thể, thí nghiệm là quá trình tạo ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để quan sát, thu thập dữ liệu. [14,tr 124] Mục đích của thí nghiệm là tạo ra được hiện tượng và thu được các dữ liệu quan sát, đo đạc, còn mục đích của thực nghiệm khoa học là dựa trên việc tiến hành thí nghiệm để đề xuất hoặc kiểm tra xác minh giả thuyết khoa học. Dựa trên việc thiết kế phương án thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm (thao tác với các vật thể, thiết bị, dụng cụ, quan sát, đo đạc, xử lý số liệu) để thu được thông tin trả lời cho vấn đề đặt ra.
Đặc điểm thí nghiệm Vật lí Thí nghiệm Vật lí có các đặc điểm sau: - Quan sát được các biến đổi của đại lượng nào đó (biến phụ thuộc) do sự biến đổi của đại lượng khác (biến độc lập). - Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần được xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu; phương tiện gây tác động lên đối tượng nghiên cứu và phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động. - Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác giữ không đổi. 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Các điều kiện của thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự định nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ cần thiết.
- Có thể lặp lại thí nghiệm. Vai trò thí nghiệm trong dạy học Vật lí ở trƣờng phổ thông 1. Vai trò thí nghiệm trong DHVL ở trường phổ thông theo quan điểm của lý luận nhận thức Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức: Khi học sinh chưa có hoặc có ít hiểu biết về đối tượng cần nghiên cứu thì thí nghiệm được sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó, các dữ liệu này tạo điều kiện cho học sinh đưa ra những giả thuyết. Việc thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lý kết quả quan sát, đo đạc được từ thí nghiệm là cơ sở cho những khái quát về tính chất, mối liên hệ phổ biến, có tính chất quy luật của các đại lượng vật lí trong hiện tượng, quá trình vật lí được nghiên cứu.
Như vậy, thí nghiệm được sử dụng như là kẻ phân tích hiện thực khách quan và thông qua quá trình thiết lập nó một cách chủ quan để thu nhận tri thức khách quan. [11, tr 289-290] Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được. Mọi giả thuyết khoa học trong quá trình nghiên cứu vật lí đều phải được kiểm tra bằng thực nghiệm trước khi coi chúng là các quy luật vật lí. Trong nhiều trường hợp, kết quả thí nghiệm phủ nhận tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải đưa ra giả thuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra nó ở các thí nghiệm khác.
Nhờ vậy, người ta sẽ thu được những tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm các tri thức đã biết trước đó như là những trường hợp riêng, trường hợp giới hạn. Một số kiến thức có thể được rút ra nhờ suy luận 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com logic chặt chẽ từ kiến thức đã biết, cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của chúng. [11, tr 290-291] Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực tiễn.