Sáng kiến kinh nghiệm Ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy thí nghiệm Vật lí

Nội dung tài liệu: Sáng kiến kinh nghiệm Ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy thí nghiệm Vật lí

1. UBND HUYỆN GIA BÌNH TRƯỜNG THCS ĐẠI LAI SÁNG KIẾN ĐỀ NGHỊ THẨM ĐỊNH ĐÁNH GIÁ Ở CẤP CƠ SỞ TÊN SÁNG KIẾN: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG GIẢNG DẠY THÍ NGHIỆM VẬT LÍ Tác giả Sáng kiến: Đỗ Danh Hưng Chức vụ: giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Đại Lai Bộ môn (chuyên ngành): Vật lí ĐẠI LAI, THÁNG 1 NĂM 2021 1
2. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Cấp cơ sở đơn vị Trường THCS Đại Lai Kính gửi: Hội đồng sáng kiến cấp trường 1. Tên sáng kiến: Ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy thí nghiệm Vật lí 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Đổi mới phương pháp dạy học 3. Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Đỗ Danh Hưng - Cơ quan, đơn vị: Trường THCS Đại Lai - Địa chỉ: Đại Lai - Đại Lai – Gia Bình – Bắc Ninh - Điện thoại: 0989 706 492 - Email: dodanhhungc2gsgb@bacninh.edu.vn 4. Các tài liệu kèm theo: Thuyết minh mô tả giải pháp và kết quả thực hiện sáng kiến Đại Lai, ngày 15 tháng 1 năm 2021 Tác giả sáng kiến Đỗ Danh Hưng 2
3. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc THUYẾT MINH MÔ TẢ GIẢI PHÁP VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN SÁNG KIẾN 1. Tên sáng kiến: Ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy thí nghiệm Vật lí 2. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu: 9/2020 3. Mô tả các giải pháp cũ thường làm Trong quá trình làm các bài thí nghiệm Vật lí thực tế tôi thấy tốn nhiều thời gian, khó thực hiện do thiết bị làm thí nghiệm còn thiếu thốn và không đồng bộ, chất lượng kém, sai số lớn 4. Sự cần thiết phải áp dụng giải pháp sáng kiến: Với thời buổi công nghệ thông tin lan rộng trong xã hội, và cả ngành giáo dục, nên việc áp dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy nói chung, môn Vật lí nói riêng là một vấn đề rất cần thiết. 5. Mục đích của giải pháp sáng kiến Lồng ghép các thí nghiệm ảo vào trong các bài học Vật lí nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, góp phần tích cực trong hoạt động truyền đạt kiến thức cho học sinh. 6. Nội dung: 6.1. Thuyết minh giải pháp mới hoặc cải tiến - Trước hết để xây dựng một thí nghiệm ảo có hiệu quả, người giáo viên cần xác định đúng mục đích yêu cầu, kiến thức cơ bản, kiến thức trọng tâm của bài học. Từ đó chọn lọc các nguồn tư liệu có liên quan. 3
4. - Thứ hai, thí nghiệm ảo cần phải được thiết kế một cách khoa học, cần chú ý đến tính hệ thống của kết cấu bài giảng. - Thứ ba, giáo viên cần lưu ý khi sử dụng cách phần mềm tạo hiệu ứng, âm thanh phải phù hợp, hài hoà, biểu hiện tốt mục đích sư phạm. 6.2. Thuyết minh về phạm vi áp dụng sáng kiến Sáng kiến được áp dụng trong chương trình dạy học bộ môn Vật lí THCS 6.3. Thuyết minh về lợi ích kinh tế, xã hội của sáng kiến Sáng kiến có thể được sử dụng trong các bài giảng môn Vật lí và làm tài liệu cho đồng nghiệp tham khảo. Tôi xin cam đoan những điều khai trên đây là đúng sự thật và không sao chép hoặc vi phạm bản quyền. Xác nhận của cơ quan Tác giả sáng kiến Đỗ Danh Hưng 4
5. MỤC LỤC Nội dung Trang PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1. Mục đích của sáng kiến 6 2.Tính mới và ưu điểm nổi bật của sáng kiến 6 3. Đóng góp của sáng kiến 7 PHẦN 2. NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 1. Vai trò của công nghệ thông tin trong dạy học 7 2. Thực trạng 8 CHƯƠNG 2: NHỮNG BIỆN PHÁP ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG 1. Cơ sở xuất phát những biện pháp giải quyết vấn đề 9 2. Diễn biến quá trình tác động của biện pháp 10 3.Tác động của biện pháp 23 CHƯƠNG 3: KIỂM CHỨNG CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ TRIỂN KHAI CỦA 23 SÁNG KIẾN PHẦN 3. KẾT LUẬN 24 PHẦN 4. PHỤ LỤC 26 CÁC KÝ HIỆU TRONG SÁNG KIẾN Sáng kiến kinh nghiêm SKKN Giáo dục và đào tạo GD - ĐT Công nghệ thông tin CNTT 5
6. PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1. Mục đích của sáng kiến Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, vì vậy trong giảng dạy môn Vật lí làm thí nghiệm là một khâu có vai trò rất quan trọng, nó không chỉ làm tăng tính hấp dẫn của môn học, giúp học sinh hiểu sâu sắc các kiến thức lý thuyết mà còn làm tăng tính nhạy bén trực quan của học sinh. Việc lồng ghép các thí nghiệm vào trong các bài học Vật lí là một biện pháp quan trọng nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, góp phần tích cực trong hoạt động truyền đạt kiến thức cho học sinh. Đổi mới nội dung và phương pháp trong dạy học Vật lí phải gắn liền với việc tăng cường sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học. Bên cạnh đó, có những bài có khối lượng kiến thức nhiều, hầu hết trong các bài đều có thí nghiệm. Nếu dạy theo phương pháp truyền thống và với những thí nghiệm thật thì đôi khi sẽ không đủ thời gian. Mặt khác, với điều kiện cơ sở vật chất hiện nay thì các trường phổ thông cơ sở vẫn chưa có nhiều dụng cụ thí nghiệm để đáp ứng yêu cầu của bài học theo sách giáo khoa mới. Do đó, việc ứng dụng công nghệ thông tin và tiến hành các thí nghiệm ảo trên máy vi tính là một giải pháp quan trọng trong việc giảng dạy, giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng, sâu sắc, tin tưởng vào kiến thức mà mình chiếm lĩnh được, đồng thời tạo hứng thú học tập cho học sinh trong từng bài học. Trên cơ sở đó nên tôi chọn sáng kiến kinh nghiệm “ Ứng dụng công nghệ thông tin trong việc giảng dạy thí nghiệm Vật lí 9” để tạo hứng thú học tập cho học sinh, từ đó nâng cao kết quả học tập của các em. 2.Tính mới và ưu điểm nổi bật của sáng kiến Tính mới của sáng kiến: Sử dụng các phần mềm máy tính để mô phỏng các thí nghiệm hoặc cấu tạo, nguyên lí hoạt động của thiết bị điện một cách sinh động thay 6
7. cho việc mô phỏng bằng hình vẽ đơn sơ và sự giải thích đơn điệu của người giáo viên. - Sáng kiến được áp dụng tại Trường THCS Đại Lai từ đầu năm học 2017 – 2018. - Ưu điểm nổi bật của sáng kiến: việc sử dụng các phần mềm máy tính trong dạy học thí nghiệm Vật lí sẽ có được những ưu điểm sau: + Người giáo viên không phải mất nhiều thời gian trong việc mô phỏng về các hiện tượng xảy ra, cấu tạo, nguyên lí hoạt động của thiết bị điện. + Xóa bỏ cảm giác nhàm chán của các em học sinh đối với các hình ảnh đơn điệu trong sách giáo khoa. + Tạo nên một bài giảng sinh động, thu hút sự chú ý tập trung của học sinh. + Tiết kiệm được thời gian trong việc mô phỏng kết quả thí nghiệm hoặc cấu tạo, nguyên lí hoạt động của thiết bị điện. + Học sinh dễ dàng hình dung về các hiện tượng trong thí nghiệm. + Học sinh tự giác, sẵn sàng tham gia vào các hoạt động học tập. + Học sinh chủ động trao đổi với nhau với giáo viên nhiều hơn. + Học sinh không tiếp thu kiến thức một cách thụ động. 3. Đóng góp của sáng kiến - Khi áp dụng sáng kiến vào trong thực tế sẽ giúp cho giờ dạy của giáo viên đạt hiệu quả cao với các thí nghiệm mô phỏng sinh động. - Thu hút được sự chú ý của học sinh, tạo sự hứng thú cho các em từ đó nâng cao được kết quả học tập của các em học sinh. 7
8. PHẦN 2. NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 1. Vai trò của công nghệ thông tin trong dạy học Việc ứng dụng Công nghệ thông tin (CNTT) được xác định là một trong 9 nhiệm vụ trong giai đoạn tới của ngành giáo dục. Theo báo cáo của Bộ Giáo dục - Đào tạo (GD-ĐT), trong những năm qua, toàn ngành giáo dục và đào tạo đã tích cực triển khai, ứng dụng CNTT trong quản lý, điều hành, bước đầu đã xây dựng cơ sở dữ liệu toàn ngành về GD-ĐT phục vụ thông tin quản lý giáo dục. Khẳng định tầm quan trọng của CNTT trong đổi mới giáo dục, Thứ trưởng Bộ GD-ĐT Nguyễn Văn Phúc phát biểu tại Hội thảo “Chính phủ điện tử ngành giáo dục và đào tạo, Công nghệ thiết kế bài giảng E-learning” nhấn mạnh sự phát triển của CNTT, của cách mạng công nghiệp 4.0 trong giáo dục đang tới rất nhanh, buộc chúng ta phải phát triển và theo kịp, chủ động đón nhận. Ngành giáo dụng đang triển khai một loạt các hệ thống CNTT dùng chung như PCGD XMC, EMIS, EQMS để ứng dụng phần mềm quản lý trường học trực tuyến. Từ nền tảng CNTT hiệu quả, ngành triển khai quản lý hành chính điện tử (e-office); triển khai họp, tập huấn chuyên môn qua mạng, tích cực triển khai dịch vụ công trực tuyến (phục vụ phụ huynh, học sinh, giáo viên ); xét tuyển đầu cấp Từ phía các nhà trường, CNTT cũng được ứng dụng trong việc kết nối nhà trường với phụ huynh, sử dụng sổ điểm điện tử, học bạ điện tử Trong việc đổi mới phương pháp dạy và học, vai trò của CNTT đã thể hiện ngày một rõ nét. Trong thời gian qua, Bộ GD-ĐT liên tục xây dựng kho học liệu số, thư viện điện tử, sách giáo khoa điện tử, kho bài giảng e-learning dùng chung. Từ đây, CNTT được ứng dụng để triển khai các giải pháp lớp học điện tử, lớp học thông minh. Với sự phát triển của khoa học - kỹ thuật, nhiều phương tiện hỗ trợ dạy học ra đời, đã mang lại hiệu quả, giúp giáo viên có thể định hướng học sinh tiếp cận với nguồn tri thức phong phú, dễ hiểu nhất. Từ việc lên lớp bằng giáo án điện tử, dạy 8
9. học bằng trình chiếu trên màn hình (Powerpoint), những năm gần đây còn xuất hiện thêm những thiết bị công nghệ dạy học hiện đại như: Bảng điện tử thông minh, sách giáo khoa điện tử, phần mềm thiết kế bài giảng E-learning Phòng giáo dục đào tạo huyện Gia Bình thường xuyên tổ chức tập huấn về xây dựng bài giảng điện tử cho giáo viên ở tất cả các bậc học, giúp giáo viên có thể thành thạo ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học, xây dựng tiết dạy sinh động, hiệu quả. Hiện nay, ác bậc học từ mầm non đến THPT đều đã đưa các phần mềm thiết kế bài giảng trên thiết bị công nghệ vào giảng dạy tại tất cả các tiết học. 2. Thực trạng a. Thuận lợi - Các thí nghiệm trong sách giáo khoa đa số là dễ thực hiện, và dụng cụ thí nghiệm ngày càng được chú trọng đầu tư ở các trường phổ thông cơ sở nên tạo điều kiện để giáo viên Vật lí dùng thí nghiệm thật truyền đạt kiến thức. - Đội ngũ giáo viên trẻ nhiệt tình hăng say trong công việc giảng dạy và thực hiện tốt các thí nghiệm theo như trong sách giáo khoa mới. - Việc ứng dụng CNTT trong giảng dạy ngày càng được áp dụng nhiều như sử dụng Microsoft Powerpoint để soạn giáo án điện tử. b. Khó khăn - Có những thí nghiệm thời gian thực hiện tốn nhiều thời gian, khó thực hiện. - Thiết bị thí nghiệm không đồng bộ, chất lượng kém, sai số lớn - Thí nghiệm xẩy ra trong các điều kiện đặc biệt: Buồng tối (đường đi của tia sáng), chân không, nhiệt độ cao - Hiện tượng xẩy ra trong thí nghiệm quá nhanh hoặc là quá chậm. - Thường thì khi gặp các trở ngại trên giáo viên sẽ phải dạy "chay" dẫn đến tốn thời gian và chất lượng giờ học không cao. 9
10. CHƯƠNG 2: NHỮNG BIỆN PHÁP ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG 1. Cơ sở xuất phát những biện pháp giải quyết vấn đề - Hiện nay việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy đã và đang ngày càng được nhân rộng trong các trường học. Nhưng làm thế nào để một tiết dạy bằng giáo án điện tử trở nên hứng thú và thành công hơn một tiết lên lớp truyền thống ? Điều này còn phụ thuộc vào khâu thiết kế và việc lồng ghép các thí nghiệm mô phỏng, tranh ảnh minh họa,của người giáo viên. - Thí nghiệm là phương tiện để học sinh thu nhận tri thức, kiểm tra tính đúng đắn của tri thức và là phương tiện để vận dụng tri thức đó vào thực tiễn. Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức Vật lí và có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học. Thí nghiệm góp phần phát triển toàn diện nhân cách của học sinh, đơn giản hóa và trực quan các hiện tượng trong dạy học Vật lí. - Thí nghiệm ảo được thực hiện trên một màn chiếu lớn nên tất cả học sinh trong lớp học có thể nhìn rõ tất cả những gì thực hiện trên đó, đồng thời giáo viên có thể chỉnh kích cỡ của dụng cụ đủ lớn để cả lớp đều có thể quan sát rõ ràng, kể cả các em ngồi ở cuối lớp học. Có những quá trình trong thực tế không thể quan sát bằng mắt thường nhưng thí nghiệm ảo trên máy vi tính thì có thể mô phỏng các quá trình một cách chính xác và trực quan. Thí nghiệm ảo do đã được lập trình sẵn nên gần như tất cả các thí nghiệm đều chuẩn xác, thực hiện thí nghiệm đem lại kết quả như mong đợi. Với một thí nghiệm mà dụng cụ cồng kềnh thì việc chuẩn bị và chuyển thí nghiệm từ lớp học này sang lớp học khác rất khó khăn và mất thời gian. Còn với thí nghiệm ảo thì các dụng cụ có sẵn trong máy vi tính, giáo viên chỉ cần một lần thực hiện đưa phần mềm thiết kế thí nghiệm vào trong máy tính, lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về dụng cụ thí nghiệm. - Qua tìm tòi và nghiên cứu, tôi thấy việc đưa thí nghiệm ảo vào trong dạy học Vật lí là một trong những biện pháp ứng dụng công nghệ thông tin đạt hiệu quả. 10
11. 2. Diễn biến quá trình tác động của biện pháp a. Sự cản trở của thực tế: - Điều kiện cở sở vật chất của nhà trường còn hạn chế, chỉ có một phòng máy chiếu cho toàn bộ các môn, nên việc giảng dạy các tiết có ứng dụng CNTT còn hạn chê. - Do mới tiếp thu với phương pháp dạy học mới nên học sinh còn gặp nhiều bở ngở, khả năng tiếp thu còn hạn chế, năng lực quan sát kết hợp ghi bài chưa được phát huy. - Việc sử dụng thí nghiệm mô phỏng cần phải đảm bảo tính chính xác và trực quan để làm được điều đó phải chú ý đến hai yếu tố: + Trước hết là phụ thuộc vào mức độ nhận thức của người nghiên cứu về quy luật phản ánh hiện tượng, quá trình vật lý. + Sau đó phụ thuộc vào khả năng của người lập trình, những ưu việt của phần mềm mô phỏng để phản ánh các quy luật, hiện tượng Vật lí chính xác đến chừng nào. - Thời gian thiết kế một thí nghiệm ảo rất nhiều, và rất khó nếu trình độ CNTT của giáo viên còn hạn chế. b. Biện pháp thực hiện: - Với sự kết hợp giữa phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Physics 605 với phần mềm Microsoft Powerpoint để tạo lên các thí nghiệm ảo mô phỏng cho học sinh hiểu rõ hơn về nội dung bài học. Phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Physics 605 được xây dựng dựa trên khả năng thao tác nhanh của các thế hệ máy tính cá nhân hiện nay. Nó có khả năng thiết lập được hầu hết các thí nghiệm trong chương trình Vật lí phổ thông, cung cấp một số chủ đề có sẵn theo chương trình và có thể tạo ra được các chủ đề mới theo từng 11
12. nội dung thí nghiệm. Khi xây dựng thí nghiệm ảo bằng phần mềm Crocodile Physics 605 chúng ta có thể đưa vào các hình ảnh được ghi lại sẵn từ ngoài chương trình, có thể sắp xếp các dụng cụ thí nghiệm trong một hoạt cảnh giống như không gian của một phòng thí nghiệm. Thiết kế thí nghiệm ảo bằng phần mềm Crocodile Physics 605 chúng ta có thể sử dụng chuột một cách dễ dàng để lựa chọn, di chuyển hay thay đổi các dụng cụ thí nghiệm. Mặt khác cũng có thể di chuyển, copy một dụng cụ hoặc toàn bộ thí nghiệm đã xây dựng ra môi trường Word hoặc Powerpont để đưa hình ảnh, kết quả thí nghiệm vào bài giảng điện tử hay giáo án điện tử. Để thiết lập một thí nghiệm Vật lí ảo bằng phần mềm Crocodile Physics 605 chúng ta có thể tiến hành thao tác theo trình tự chung gồm 5 bước cơ bản sau đây: Bước 1: Khởi động phầm mềm Khởi động máy xong, nháy đúp chuột biểu tượng của file Crocodile Physics 605 trên Desktop. Bước 2: Lưa chọn dụng cụ thí nghiệm - Phần chuyển động: Di chuyển chuột chọn Part Library, trong menu của Part Library chọn Motion &Forces và di chuyển con trỏ xuống để chọn tiếp Motion. Trong Motion có thể lựa chọn các dụng cụ để thiết kế thí nghiệm về chuyển động trong bảng dưới đây. Trong các dụng cụ này, chọn dụng cụ nào thì di chuyển con trỏ đến biểu tượng của dụng cụ đó, bấm-giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần đặt rồi thả chuột. Space Trường không trọng lượng Grounds Ideal elastic ground Mặt tiếp xúc hoàn toàn đàn hồi (Trường trọng Ideal inelastic ground Mặt tiếp xúc không đàn hồi lực) Wooden ground Mặt tiếp xúc bằng gỗ 12
13. Metal ground Mặt tiếp xúc bằng kim loại Rubber ground Mặt tiếp xúc bằng cao su Glass ground Mặt tiếp xúc bằng thuỷ tinh Ice ground Mặt tiếp xúc là mặt băng Concrete ground Mặt tiếp xúc bằng bê tông Ideal elastic slope Mặt phẳng nghiêng hoàn toàn đàn hồi Ideal inelastic slope Mặt phẳng nghiêng không đàn hồi Wooden slope Mặt phẳng nghiêng bằng gỗ Slopes Metal slope Mặt phẳng nghiêng bằng kim loại (Mặt phẳng Rubber slope Mặt phẳng nghiêng bằng cao su nghiêng) Glass slope Mặt phẳng nghiêng bằng thuỷ tinh Ice ground Mặt phẳng nghiêng là mặt băng Motion Concrete ground Mặt phẳng nghiêng bằng bê tông Chuyển Ideal elastic ball Quả cầu hoàn toàn đàn hồi động Ideal inelastic ball Quả cầu xúc không đàn hồi Soccer ball Quả bóng đá Basket ball Quả bóng rổ Cricket ball Quả bóng Criket Balls Golf ball Quả bóng sân Golf (Quả câu) Tennis ball Quả bóng Tennis Billiard ball Quả bóng Bida Wooden ball Quả cầu bằng gỗ Rubber ball Quả cầu bằng cao su Metal ball Quả cầu bằng kim loại 13
14. Concrete ball Quả cầu bằng bê tông Glass ball Quả cầu bằng thuỷ tinh Ice ball Quả cầu bằng nước đá Ideal elastic block Khối hộp chữ nhật hoàn toàn đàn hồi Ideal inelastic block Khối hộp chữ nhật không đàn hồi Brick Viên gạch xây Wooden block Khối hộp chữ nhật bằng gỗ Blocks Metal block Khối hộp chữ nhật bằng kim loại (Vật nặng) Rubber block Khối hộp chữ nhật bằng cao su Glass block Khối hộp chữ nhật bằng thuỷ tinh Ice block Khối hộp chữ nhật băng Concrete block Khối hộp chữ nhật bằng bê tông Cart Xe lăn Rod Thanh gắn thẳng Spring Lò xo - Phần sóng: Di chuyển chuột chọn chọn Part Library trong menu của Part Library chọn Waves. Trong Waves có thể lựa chọn các dụng cụ để thiết kế thí nghiệm về sóng trong bảng dưới đây. Các dụng cụ này nếu chọn dụng cụ nào thì chỉ cần di chuyển con trỏ đến biểu tượng của dụng cụ đó, bầm-giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần đặt rồi thả chuột. Sự truyền sóng trong môi 1D Wave propagation space trường Các sóng quan sát được theo Sự truyền sóng qua hai môi một mặt cắt Wave penetration space trường 14
15. Sự tổng hợp của sóng tới và sóng phản xạ đầu tự do Waves Wave reflection space Sự giao thoa của hai sóng Các truyền ngược chiều nhau sóng Wave interference space Sự tổng hợp của sóng tới và Wave pinned space sóng phản xạ đầu cố định. Sự truyền sóng trên dây căn Wave plucking space hai đầu cố định Elictromagnetic wave space Môi trường truyền sóng Sound wave space Môi trường truyền sóng âm Water wave space Môi trường truyền sóng nước Point source Nguồn điểm Sources Line source Nguồn có dạng là đoạn Nguồn thẳng 2D sóng Moving point source Nguồn điểm có thể chuyển Các sóng quan động sát được theo Reflectors mọi phương Mặt phản xạ phẳng truyền của Mặt phản xạ Plane reflector sóng Block Dạng hình chữ nhật Obstacles Sloped block Dạng hình thang Vùng cản trở Trialgle Dạng hình tam giác sóng Circle Dạng hình tròn Slits Single slits Khe hở đơn Khe hở Double slits Khe hở đôi 15
16. Measurement Detector Vị trí đặt thiết bị đo Đo lường Bước 3: Di chuyển, lắp ghép, thiết đặt thông số và xoá dụng cụ thí nghiệm Sau khi đã lựa chọn được các dụng cụ có thể di chuyển, lắp ghép, thay đổi thông số, hoặc xoá các dụng cụ theo phương pháp sau: Khi cần di chuyển dụng cụ, cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ bấm-giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần chuyển đến rồi thả chuột. Khi cần kết nối các dụng cụ, cần di chuyển các các dụng cụ để các điểm nối lại trùng nhau (điểm nối của các vật ở tâm). Khi cần thiết lập các thông số của dụng cụ, cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ, bấm chuột phải và chọn Properties thì trong menu dọc Properties sẽ hiện ra các tuỳ chọn về các thông số dụng cụ để bạn thay đổi. Khi cần xoá dụng cụ, cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ bấm chuột trái rồi bấm Delete hoặc bấm chuột phải và di chuyển chọn Delete trong menu. Nếu muốn xoá nhiều dụng cụ trước khi đặt lệnh xoá, lựa chọn các dụng cụ cần xoá trước. Bước 4: Chọn hình thức thể hiện thông số của thí nghiệm Sau khi lắp đặt các dụng cụ thí nhiệm cần phải lựa chọn các công cụ hỗ trợ để thể hiện các thông số của thí nghiệm, phần này rất quan trọng của thí nghiệm. Bởi nếu đã thiết lập thí nghiệm thành công nhưng không đưa ra được kết quả thì việc thiết lập thí nghiệm sẽ không mang lại kết quả gì. Trong Presentation bao gồm các công cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng thí nghiệm hay thực hiện lại thí nghiệm Khi thiết lập thí nghiệm chúng ta cần thiết phải biết cách biểu diễn kết quả thí nghiệm bằng đồ thị hoặc bằng số đo cụ thể. - Phương pháp biểu diễn kết quả thí nghiệm bằng đồ thị 16
17. + Di chuyển con trỏ đến biểu tượng của đồ thị (Graph) trong Presentation, giữ chuột và chuyển đến nơi cần đặt, thả chuột rồi thiết lập thông số cho đồ thị bằng cách bấm chuột phải, di chuyển chuột và chọn Properties sẽ hiện lên danh mục các tuỳ chọn của đồ thị trong Properties bao gồm: +Trances (các đường đồ thị): có thể lựa chọn thêm, bớt đi số đường biểu diễn trong đồ thị; kiểu của các đường đồ thị bao gồm: màu sắc, cách vẽ, độ dày nét vẽ và mức độ rộng hẹp. - Y-axis (trục tung 0y): có thể có thể lựa chọn độ rộng (Range) gồm mức thấp nhất và cao nhất, bớt đi số đường biểu diễn đường kẻ (Gridliner) về khoảng cách giữa các đường kẻ. - X-axis (trục hoành 0x): có thể có thể lựa chọn đại lượng đo (Measure) gồm: toàn bộ thông số của thí nghiệm (Golban property), một số thông số của thí nghiệm Local part property), (specific part property) thông số riêng của thí nghiệm. Có thể có thể lựa chọn độ rộng (Range) gồm mức thấp nhất và cao nhất, bớt đi số đường biểu diễn đường kẻ (Gridliner) về khoảng cách giữa các đường kẻ. - Visual settings (thiết lập màu sắc của đồ thị): có thể lựa chọn màu sắc cho các đường kẻ đồ thị (Apperance) gồm: màu của các đường kẻ chính (Major grid), các đường kẻ phụ (Minor grid), trục hoành 0x (X-axis), trục tung 0y (Y-axis) Sau khi tuỳ chọn kiểu các thông số của đồ thị, di chuyển chuột vào vùng kẻ của đồ thị sẽ xuất menu gồm: mở rộng kích thước trục hoành, mở rộng kích thước trục tung, phóng to, thu nhỏ đồ thị và khởi động lại đồ thị. - Phương pháp biểu diễn kết quả thí nghiệm bằng số Di chuyển con trỏ đến biểu tượng thể hiên bằng số (Number) trong Presentation, giữ chuột và chuyển đến nơi cần đặt rồi thả chuột. Bước 5: Chạy thí nghiệm và chuyển các thông số thí nghiệm ra ngoài 17
18. Để chạy chương trình trước hết cần thay đổi thông số của đường biểu diễn trên đồ thị và thể hiện bằng số theo cách di chuyển chuột vào vòng tròn kí hiệu, thông số sẽ xuất hiện dòng chữ (Click and drag to choose a part), rê chuột đến dụng cụ cần kết nối để đo, khi đó chữ mờ Property sẽ đậm lên màu đen và có viền đỏ. Tiếp tục di chuyển chuột vào chữ Property con chuột sẽ đổi sang kí hiệu bàn tay và nổi lên chữ Property khi đó bấm chuột vào chữ Property sẽ hiện lên một loạt danh mục các tuỳ chọn bạn di chuyển chuột để lựa chon mục thể hiện thích hợp bao gồm: 1 Acceleration (magniude) Độ lớn gia tốc 2 Acceleration (x) Gia tốc theo trục hoành 3 Acceleration (y) Gia tốc theo trục tung 4 Angle of rotation Góc quay 5 Anglar acceleration Gia tốc góc 6 Anglar velocity Vận tốc góc 7 Density Gia tốc trọng trường 8 Displacement (x) Độ lệch theo phương ngang 9 Displacement (y) Độ cao 10 Distance Khoảng cách 11 Drag coefficient Hệ số trượt 12 Driving force (magniude) Độ lớn của lực kéo 13 Driving force (x) Lực tác dụng theo phương thẳng đứng 14 Driving force (y) Lực tác dụng theo phương ngang 15 Elasticity Khả năng đàn hồi 16 Gravitatinal potential enery Thế năng trong trường 17 Kinetic enery (rotational) Động năng chuyển động quay 18
19. 18 Kinetic enery (total) Động năng toàn phần 19 Kinetic enery (translational) Động năng chuyển động tịnh tiến 20 Kinetic fiction Hệ số ma sát trượt 21 Mass Khối lượng 22 Moment of inertia Mô men quán tính 23 Momentum (x) Động lượng theo trục hoành 24 Momentum (y) Động lượng theo trục tung 25 Net force (translational) Độ lớn hợp lực 26 Radius Bán kính 27 Speed Vận tốc 28 Static friction Masát nghỉ 29 Torque Mômen quay 30 Velocity (magniude) Độ lớn vận tốc 31 Velocity (x) Vận tốc theo trục hoành 32 Velocity (y) Vận tốc theo trục tung 33 Weight Trọng lượng Sau khi chọn được thông số của đường biểu diễn trên đồ thị và thể hiện bằng số thích hợp thì dừng thí nghiệm, khởi động lại đồ thị và chạy lại thí nghiệm với tốc độ được chọn từ 1 10 trong menu ngang ta sẽ quan sát được trình tự của thí nghiệm, các đường biểu diễn của các thông số cần khảo sát trên đồ thị và đọc được các thông số đó trên công cụ hiển thị số. Nếu thấy kết quả chưa hợp lí có thể dừng lại (nút dừng trên menu ngang hoặc lấy ra từ Presentation), thay đổi các thông số, khởi động lại đồ thị và chạy lại thí nghiệm để thu được kết quả thích hợp, bấm nút tạm dừng để quan sát tính toán kết quả hoặc chuyển kết quả thí nghiệm ra môi trường Word hoặc Powerpoint. 19
20. - Ví dụ 1: Khi dạy bài “Định luật Jun - Len-xơ” Phần xử lí kết quả của thí nghiệm kiểm tra: Nếu chỉ dừng lại ở việc giáo viên yêu cầu học sinh quan sát hình 16.1 (SGK) rồi lấy kết quả thí nghiệm để xử lí thì học sinh sẽ rất khó để hình dung ra quá trình làm thí nghiệm và hiện tượng xảy ra là gì, dẫn đến việc học sinh cảm thấy nhàm chán, không hứng thú với môn học. Thay vào đấy tôi sẽ thiết kế thí nghiệm ảo mô phỏng lại thí nghiệm để các em có thể quan sát được quá trình làm thí nghiệm và hiện tượng xảy ra là gì, từ đấy sẽ tạo được hứng thú học tập cho các em. - Ví dụ 2: Khi dạy bài :Động cơ điện một chiều” Phần hoạt động của động cơ điện một chiều, nếu chỉ dừng lại ở việc giáo viên mô tả hoạt động của động cơ điện một chiều thông qua hình 28.1 (SGK) thì học sinh rất khó hình dung ra động cơ hoạt động như thế nào dẫn đến việc học sinh khó tiếp thu kiến thức khoa học. Thay vì thế, tôi sẽ trình chiếu thí nghiệm ảo để mô phỏng hoạt động của động cơ điện một chiều để học sinh có cái nhìn trực quan hơn, từ đó giúp các em tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn. 20
21. - Ví dụ 3: Khi dạy bài “Hiện tượng khúc xạ ánh sáng” Phần làm thí nghiệm truyền tia sáng từ không khí vào nước, học sinh sẽ khó quan sát thấy sự gãy khúc của tia sáng tại mặt phân cách do điều kiện ánh sáng tại phòng học không hợp lí. Thay vào đó, tôi có thể làm thí nghiệm ảo để mô phỏng sự gãy khúc của tia sáng tại mặt phân cách rõ nét hơn. - Ví dụ 4: Khi dạy bài “Sự phân tích ánh sáng trắng” Phần phân tích một chùm sáng trắng bằng lăng kính, nếu chiếu một chùm sáng qua lăng kính để phân tích ánh sáng trắng thì sẽ rất khó quan sát chùm ánh sáng màu thu được vì điều kiện ánh sáng tại phòng học không hợp lí. Thay vào đó tôi có 21
22. thể làm thí nghiệm ảo để mô phỏng sự phân tích ánh sáng trắng giúp các em học sinh quan sát rõ nét hơn. - Ví dụ 5: Khi dạy bài các bài về sự chuyển hóa năng lượng tôi có thể làm thí nghiệm ảo để mô phỏng sự chuyển hóa năng lượng một cách rõ nét tạo hứng thú học tập cho học sinh. 22
23. Khi thực hiện các thí nghiệm ảo giáo viên cần phải phân tích rõ cho học sinh biết các dụng cụ có trong thí nghiệm, tính lịch sử và khoa học của thí nghiệm. Ngoài ra, phần mềm vừa nêu còn có thể làm rất nhiều các thí nghiệm khác nữa mà thí nghiệm thực không đạt hiệu quả. 3.Tác động của biện pháp Dạy học có ứng dụng CNTT mang lại tính sinh động và hấp dẫn trong quá trình dạy và học của giáo viên và học sinh, giúp học sinh dễ dàng tiếp thu kiến thức lâu, và bền. Bên cạnh đó việc ứng dụng CNTT vào dạy và học vật lí giúp cho giáo viên và học sinh tiếp cận phương pháp dạy học mới, không còn bị động trong quá trình giảng dạy, năng cao hiệu quả giảng dạy. Là một giáo viên giảng dạy bộ môn Vật lí gắn liền với thực nghiệm, tổ chức nhiều thí nghiệm trực quan, việc sử dụng thí nghiệm ảo thay thế cho thí nghiệm là một phương pháp hữu hiệu. Mặt khác với thời buổi CNTT lan rộng trong xã hội, và cả nghành giáo dục, nên việc áp dụng CNTT vào giảng dạy nói chung, môn Vật lí nói riêng là một vấn đề rất cần thiết. 23
24. CHƯƠNG 3: KIỂM CHỨNG CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ TRIỂN KHAI CỦA SÁNG KIẾN Khi CNTT được sử dụng rộng rãi ở trường học trong năm học 2020 – 2021, tôi đã tiến hành dạy thực nghiệm (có sử dụng thí nghiệm ảo) ở các lớp 9, và khảo sát ý kiến học sinh sau các buổi học. - Kết quả chất lượng trước khi áp dụng phương pháp mới ở khối 9 Lớp Sĩ số Thích Bình thường Không thích 9A 43 18 29 6 9B 40 8 25 7 - Kết quả chất lượng sau khi áp dụng phương pháp mới ở khối 9 Lớp Sĩ số Thích Bình thường Không thích 9A 43 36 7 0 9B 40 34 6 0 Từ kết quả trên đã cho ta thấy được việc ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học Vật lí (làm thí nghiệm ảo) đã tạo ra được hứng thú học tập cho hoc sinh từ đó góp phần nâng cao kết quả học tập của học sinh. 24
25. PHẦN 3. KẾT LUẬN 1. Những vấn đề quan trọng nhất được đề cập đến của sáng kiến - Việc ứng dụng CNTT vào giảng dạy là một việc rất cần thiết hiện nay, nó là phương giảng dạy rất có hiệu quả, giúp cho học sinh tíếp thu kiến thức một cách dễ dàng, và lâu dài. Các thí nghiệm ảo giúp học sinh có thể quan sát rõ ràng hơn và dễ nhận biết được các hiện tượng xảy ra. - Để sử dụng phần mềm máy tính tạo ra các thí nghiệm ảo một cách sinh động đòi hỏi người giáo viên phải có kiến thức và kỹ năng sử dụng máy tính thành thạo, thường xuyên học cập nhật các ứng dụng Vật lí mới. - Để xây dựng một thí nghiệm ảo có hiệu quả, người giáo viên cần xác định đúng mục đích yêu cầu, kiến thức cơ bản, kiến thức trọng tâm của bài học. Từ đó chọn lọc các nguồn tư liệu có liên quan. - Thí nghiệm ảo cần phải được thiết kế một cách khoa học, cần chú ý đến tính hệ thống của kết cấu bài giảng - Giáo viên cần lưu ý khi sử dụng cách phần mềm tạo hiệu ứng, âm thanh phải phù hợp, hài hoà, biểu hiện tốt mục đích sư phạm. 2. Hiệu quả thiết thực của sáng kiến - Khi áp dụng sáng kiến vào trong thực tế sẽ giúp cho giờ dạy của giáo viên đạt hiệu quả cao với các thí nghiệm mô phỏng sinh động, - Thu hút được sự chú ý của học sinh, tạo sự hứng thú cho các em từ đó nâng cao được kết quả học tập của các em học sinh. 3. Kiến nghị với các cấp quản lý Các giải pháp được đưa ra trên đây đòi hỏi nhiều ở phần chuẩn bị của giáo viên. Rất mong sự ủng hộ và đầu tư của lãnh đạo nhà trường, bộ phận thư viện thiết bị về 25
26. việc cung cấp kịp thời các thiết bị dạy học như máy chiếu, máy tính cho phòng Vật lí. Đề tài “Ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy thí nghiệm Vật lí” được nghiên cứu trên đây tuy kết quả đạt được chưa cao nhưng được tiến hành theo tinh thần đổi mới phương pháp dạy học môn Vật lí trung học cơ sở. Đó chỉ là ý kiến của cá nhân tôi nên không thể tránh đựơc sự thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của đồng nghiệp và hội đồng khoa học để sáng kiến ngày càng hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Đại Lai, ngày 15 tháng 1 năm 2021 Người viết Đỗ Danh Hưng 26