MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa .i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn .iii MỤC LỤC Trang BẢNG GHI CHÚ CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Giả thuyết khoa học Đối tượng nghiên cứu Giới hạn đề tài 7 Nhiệm vụ nghiên cứu 8 Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc đề tài NỘI DUNG 10 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY TÍNH TRONG DẠY HỌC 10 1.1 Thí nghiệm vật lí 10 1.1.1 Khái niệm 10 1.1.2 Phân loại thí nghiệm 11 1.1.3 Vai trò thí nghiệm vật lí 12 1.2 Sự hỗ trợ máy vi tính phần mềm dạy học vật lí 13 1.2.1 Sự hỗ trợ máy vi tính dạy học vật lí 13 1.2.1.1.Tổng quan vai trò máy tính dạy học 13 1.2.1.2 Máy tính với thí nghiệm vật lí 14 1.2.2 Phần mềm dạy học .15 1.2.2.1 Khái niệm phần mềm 15 1.2.2.2 Phân loại phần mềm 16 1.2.2.3 Đặc điểm phần mềm 16 1.2.2.4 Vai trò phần mềm dạy học 16 1.3 Tổng quan phần mềm Crocodile Physics 18 1.3.1 Giới thiệu chung phần mềm Crocodile Physics 18 1.3.2 Khảo sát giao diện Crocodile Physics 20 20 1.3.3 Khai thác chức phần mềm Crocodile Physics 22 1.3.4 Khả hỗ trợ phần mềm Crocodile Physics việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS 25 1.4 Sử dụng thí nghiệm mô thí nghiệm ảo dạy học vật lí 26 1.4.1 Khái niệm thí nghiệm mô thí nghiệm ảo 26 1.4.2 Khả sử dụng thí nghiệm mô dạy học vật lí 27 1.4.3 Một số yêu cầu sử dụng thí nghiệm mô dạy học vật lí 27 1.4.4 Hiện trạng việc sử dụng thí nghiệm mô dạy học vật lí 28 Chương XÂY DỰNG THƯ VIỆN CÁC THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG VỀ VẬT LÍ THPT BẰNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS .30 2.1 Tổng quan chương trình vật lí THPT 30 2.2 Các bước thiết kế thí nghiệm mô phần mềm Crocodile Physics 34 2.3 Hướng dẫn sử dụng thí nghiệm mô phần mềm Crocodile Physics dạy học vật lí THPT 37 2.4 Xây dựng thư viện lưu trữ thí nghiệm 59 2.4.1 Lưu trữ sản phẩm 59 2.4.2 Hướng dẫn sử dụng thư viện (Website) .60 2.5 Thiết kế tiến trình dạy học có hỗ trợ phần mềm Crocodile Physics 62 2.5.1 Quy trình thiết kế tiến trình dạy học 62 2.5.1.1 Xác định mục tiêu học 62 2.5.1.2 Xác định kiến thức xếp theo cấu trúc thích hợp 62 2.5.1.3 Xác định phương pháp dạy học 62 2.5.1.4 Chuẩn bị thí nghiệm mô phần mềm Crocodile Physics.63 2.5.1.5 Xác định hoạt động chủ yếu tiến trình dạy học 63 2.5.2 Thiết kế tiến trình dạy học số cụ thể chương trình vật lí THPT .64 2.6 Kết luận chương 65 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 67 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 67 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 67 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 67 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 68 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm .68 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 68 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm .68 3.4 Đánh giá thực nghiệm sư phạm 70 3.4.1 Kết định tính 70 3.4.2 Kết định lượng .70 3.4.3 Đánh giá giả thuyết thống kê .74 3.5 Kết luận chương 75 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 BẢNG GHI CHÚ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CNTT Công nghệ thông tin ĐC Đối chứng GD&ĐT Giáo dục đào tạo GV Giáo viên HS Học sinh MVT Máy vi tính PMDH Phần mềm dạy học PPDH Phương pháp dạy học QTDH Quá trình dạy học 10 THPT Trung học phổ thông 11 TN Thực nghiệm MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Sự phát triển khoa học kĩ thuật công nghệ thông tin làm thay đổi mạnh mẽ mặt đời sống kinh tế, xã hội nói chung ngành Giáo dục Đào tạo nói riêng Tuy nhiên đặt cho ngành Giáo dục Đào tạo thách thức, đòi hỏi phải có đổi toàn diện nội dung, chương trình sách giáo khoa phương pháp dạy học, nhằm đào tạo nguồn nhân lực mới, đáp ứng nghiệp công nghiệp hoá – đại hoá đất nước Nghị Ban chấp hành Trung ương lần khoá VIII rõ: “Đổi phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học, bảo đảm điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho HS…” [14] Điều 24 Luật giáo dục quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” [26] Chiến lược phát triển giáo dục 2001- 2010, mục 5.2 ghi rõ: “Đổi đại hóa phương pháp giáo dục Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin cách có hệ thống có tư phân tích, tổng hợp, phát triển lực cá nhân; tăng cường tính chủ động, tính tự chủ học sinh, sinh viên trình học tập…” [9] Chỉ thị 29/2001/CT-BGD&ĐT Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào tạo ghi rõ: “Đối với giáo dục đào tạo, công nghệ thông tin có tác động mạnh mẽ, làm thay đổi nội dung, phương pháp, phương thức dạy học, công nghệ thông tin phương tiện để tiến tới “xã hội học tập” Mặt khác giáo dục đào tạo đóng vai trò quan trọng bậc thúc đẩy phát triển công nghệ thông tin…” [10] Hơn việc ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học Ngành giáo dục xác định nhiệm vụ trọng tâm năm học 2008 - 2009 Đây năm học triển khai thực thị số 55/2008/CT-BGDĐT ngày 30/9/2008 Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào tạo tăng cường giảng dạy, đào tạo ứng dụng công nghệ thông tin ngành giáo dục giai đoạn 2008 - 2012 Năm học 2008 - 2009 chọn là: “Năm học đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin” [11], [12] Vật lí học khoa học thực nghiệm, việc sử dụng thí nghiệm vật lí dạy học nhằm phát huy tính tích cực học sinh biện pháp hữu hiệu Việc đổi nội dung phương pháp dạy học vật lí phải gắn với việc tăng cường sử dụng thí nghiệm trình dạy học vật lí Tuy nhiên thực tế cho thấy thí nghiệm vật lí chưa chiếm vị trí xứng đáng dạy học vật lí trường phổ thông nay, điều mặt thiếu thốn sở vật chất thiết bị thí nghiệm trường phổ thông Mặt khác, việc đánh giá, thi cử chưa coi trọng mức thí nghiệm vật lí, hay nói cách khác nội dung thí nghiệm chưa đưa vào kiểm tra, đánh giá kết học tập học sinh [16] Hơn yêu cầu thời gian việc tiến hành số thí nghiệm thực lại mâu thuẫn với thời gian cho phép tiết học Sự phát triển khoa học kĩ thuật công nghệ thông tin tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng công nghệ thông tin dạy học Với hỗ trợ máy vi tính phần mềm dạy học, giáo viên tổ chức tốt trình dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo học sinh Đặc biệt với dạy học vật lí, việc ứng dụng công nghệ thông tin khắc phục khó khăn thí nghiệm cho giáo viên Hiện có nhiều phần mềm để thiết kế thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô dạy học vật lí như: Pakma, Flash, Working Model, Crocodile Physics… phần mềm phần mềm Crocodile Physics đáp ứng hầu hết yêu cầu thí nghiệm vật lí chương trình trung học phổ thông Crocodile Physics phần mềm mô mạnh, góp phần giúp cho giáo viên học sinh việc thiết kế thí nghiệm mô Đây phần mềm thí nghiệm mô cơ, quang, điện, sóng chuyên dùng cho trường trung học phổ thông Với Crocodile Physics, thí nghiệm tiến hành cách dễ dàng, đơn giản cho kết tương đối trung thực Ngoài Crocodile Physics thiết kế với giao diện đẹp mắt, thân thiện với tính ưu việt, kết hợp hài hoà hai chuyên gia dạy học tin học [1] Tuy nhiên để thiết kế thí nghiệm phần mềm Crocodile Physics cho phù hợp với nội dung dạy học đòi hỏi người giáo viên phải đầu tư nhiều công sức, thời gian vốn kiến thức vững công nghệ thông tin Vì việc thiết kế sẵn thí nghiệm mô phần mềm Crocodile Physics phù hợp với chương trình vật lí trung học phổ thông xây dựng thư viện để lưu trữ giúp cho giáo viên khỏi phải tốn công sức thời gian vào việc thiết kế từ kịch thiết kế mô hình thí nghiệm, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên học sinh khai thác sử dụng cách dễ dàng vào trình dạy học Với lí trên, chọn đề tài: “Xây dựng thư viện thí nghiệm vật lí THPT phần mềm Crocodile Physics” làm đề tài luận văn Thạc sĩ Lịch sử vấn đề nghiên cứu Tác giả Lê Thị Ngọc Thuỷ (2005) thực đề tài “Khai thác sử dụng phần mềm Crocodile Physics dạy học vật lí trường THPT” Trong đề tài này, tác giả sử dụng phần mềm để thiết kế số thí nghiệm mô phần cơ, điện, quang, sóng Tuy nhiên đề tài đề cập đến chương trình sách giáo khoa vật lí thí điểm, có nhiều thí nghiệm chưa phù hợp với chương trình sách giáo khoa hành Tác giả Nguyễn Đình Chiến (2005) thực đề tài “Nghiên cứu xây dựng thí nghiệm với hỗ trợ máy vi tính dạy học Vật lí trường THPT” Trong đề tài này, tác giả tập trung nghiên cứu xây dựng số thí nghiệm phần động học Vật lí lớp 10 với hỗ trợ máy vi tính phần mềm Datastudio Trong tuyển tập báo cáo “Hội sinh viên nghiên cứu khoa học” năm 2008 Đại học Đà Nẵng, có sinh viên Lê Phước Hải với đề tài: “Sử dụng phần mềm Crocodile Physics kết hợp với Microsoft Powerpoint dạy học Vật lí” (thể qua chương “Dòng điện không đổi” - sách giáo khoa vật lí 11) sinh viên Phạm Phú Thanh Sơn với đề tài: “Ứng dụng phần mềm Crocodile Physics vào thiết kế giảng bài: “Thấu kính mỏng” chương trình vật lí lớp 11 nâng cao” Cả hai tác giả tiến hành khai thác phần mềm Crocodile Physics để thiết kế đưa thí nghiệm ảo vào giảng máy vi tính Tuy nhiên đề tài đề cập đến chương “Dòng điện không đổi” “Thấu kính mỏng” chương trình Vật lí 11 Trên website: www.thuvienvatly.com, có sinh viên Trần Triệu Phú với đề tài: “Khai thác chương trình Crocodile Physics vào thiết kế thí nghiệm vật lí trường phổ thông” Trong đề tài tác giả thiết kế 32 thí nghiệm mô gồm: 16 thí nghiệm nhiệt, thí nghiệm điện, 10 thí nghiệm quang thí nghiệm sóng Tuy nhiên sản phẩm nhìn chung có giao diện chưa đẹp, chưa tiện lợi cho người sử dụng Như có nhiều tác giả nghiên cứu phần mềm Crocodile Physics để thiết kế thí nghiệm mô ứng dụng vào dạy học vật lí Tuy nhiên việc tập hợp thí nghiệm thiết kế phần mềm xây dựng thư viện lưu trữ chúng, tạo điều kiện cho giáo viên học sinh dễ khai thác sử dụng vào trình dạy học chưa có nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng thư viện thí nghiệm mô vật lí THPT phần mềm Crocodile Physics hướng dẫn sử dụng chúng trình dạy học Giả thuyết khoa học Nếu sử dụng hệ thống thí nghiệm mô thư viện theo hướng dẫn tổ chức hoạt động dạy học cách hợp lí góp phần nâng cao chất lượng dạy học trường phổ thông Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học môn vật lí trường phổ thông với hỗ trợ thí nghiệm mô thiết kế phần mềm Crocodile Physics Giới hạn đề tài - Đề tài xây dựng thư viện thí nghiệm mô vật lí THPT phần mềm Crocodile Physics thuộc phần học, điện học, quang học sóng - Đề tài tiến hành thực nghiệm sư phạm số trường THPT địa bàn tỉnh Quảng Bình tỉnh Thừa Thiên Huế 7 Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục tiêu đề nhiệm vụ nghiên cứu đề tài là: - Nghiên cứu vai trò thí nghiệm dạy học vật lí, nghiên cứu khả sử dụng thí nghiệm mô dạy học vật lí, - Nghiên cứu hỗ trợ máy vi tính phần mềm dạy học vật lí THPT, - Nghiên cứu chương trình vật lí THPT, - Nghiên cứu phần mềm Crocodile Physics website có liên quan đến phần mềm này, - Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Crocodile Physics, tài liệu hướng dẫn cách thiết kế thí nghiệm, - Sưu tầm, cải tiến, thiết kế thí nghiệm mô phần mềm Crocodile Physics phù hợp với chương trình vật lí THPT viết tài liệu hướng dẫn sử dụng thí nghiệm vào tổ chức hoạt động dạy học, - Xây dựng thư viện thí nghiệm mô vật lí THPT phần mềm Crocodile Physics viết website để quản lí thư viện này, - Thực nghiệm sư phạm, thống kê toán học, tiến hành đánh giá hiệu việc sử dụng thí nghiệm mô thiết kế phần mềm Crocodile Physics có thư viện vào trình dạy học vật lí trường THPT Phương pháp nghiên cứu Những phương pháp nghiên cứu chủ yếu sử dụng thực đề tài là: 8.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu văn kiện Đảng, Nhà nước Bộ giáo dục Đào tạo việc nâng cao chất lượng dạy học - Nghiên cứu sách, báo, tạp chí chuyên ngành, luận án, luận văn có liên quan đến đề tài - Chương trình sách giáo khoa vật lí 10, 11, 12 THPT 8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Đàm thoại với giáo viên, học sinh để tìm hiểu thực trạng việc ứng dụng công nghệ thông tin nói chung phần mềm Crocodile Physics nói riêng dạy học vật lí - Nghiên cứu số khả hỗ trợ phần mềm Crocodile Physics dạy học vật lí THPT 8.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tiến hành thực nghiệm sư phạm số trường THPT địa bàn tỉnh Quảng Bình tỉnh Thừa Thiên Huế - Quan sát, kiểm tra, đánh giá hoạt động học sinh học học - So sánh với lớp đối chứng, kết hợp với việc trao đổi ý kiến với giáo viên giảng dạy 8.4 Phương pháp thống kê toán học - Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết thực nghiệm sư phạm - So sánh kết học tập hai nhóm thực nghiệm đối chứng, từ rút số nhận xét nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học đề tài Cấu trúc đề tài Luận văn có cấu trúc sau: PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG Chương Cơ sở lí luận thí nghiệm vật lí với hỗ trợ máy tính dạy học Chương Xây dựng thư viện thí nghiệm mô vật lí THPT phần mềm Crocodile Physics Chương Thực nghiệm Sư phạm PHẦN KẾT LUẬN PHẦN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN PHỤ LỤC NỘI DUNG Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ THÍ NGHIỆM VẬT LÍ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY TÍNH TRONG DẠY HỌC 1.1 Thí nghiệm vật lí 1.1.1 Khái niệm Theo từ điển tiếng Việt, thí nghiệm gây tượng, biến đổi điều kiện xác định để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh Một vài quan quan điểm khác cho rằng: Thí nghiệm thử nghiệm hay kiểm tra lí thuyết khoa học cách thao tác với yếu tố môi trường để quan sát kết có phù hợp với tiên đoán lí thuyết hay không Một số nhà nghiên cứu cho rằng: Thí nghiệm trình tạo dựng quan sát hay thực phép đo Hay hiểu, thí nghiệm quan sát tượng nghiên cứu điều kiện kiểm tra xác, cho phép theo dõi tiến trình tượng tái tạo lần lặp lại tượng Theo nghĩa rộng, thí nghiệm PPDH vật lí Đó cách thức thao tác GV HS trình giảng dạy học tập nhằm đạt hiệu cao việc truyền thụ việc lĩnh hội tri thức vật lí, đồng thời rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành cho HS Dù hiểu theo cách thí nghiệm vật lí có đặc điểm sau: + Phải lựa chọn điều kiện thí nghiệm có chủ định cho thông qua thí nghiệm tìm câu trả lời cho vấn đề đặt ra, kiểm tra giả thuyết hệ suy từ giả thuyết Muốn vậy, thí nghiệm cần phải xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện tác động lên đối tượng cần nghiên cứu phương tiện quan sát, đo đạc + Có thể làm biến đổi điều kiện thí nghiệm để nghiên cứu phụ thuộc hai đại lượng đại lượng khác giữ không đổi 10 Số HS khảo sát trình TN gồm 211 HS thuộc hai nhóm: Nhóm TN (106 HS/3lớp), nhóm ĐC (105 HS/3lớp) Bảng 3.1 Bảng số liệu HS làm chọn mẫu TN Trường Trường THPT số Quảng Trạch Nhóm TN 11A6 (39 HS) Nhóm ĐC 11A5 (36 HS) (147 HS) Trường THPT Hương Vinh (64 HS) 3.3.2 Quan sát học 12A9 (36 HS) 12A8 (36 HS) 11B9 (31 HS) 11B8 (33 HS) Tất học lớp TN quan sát hoạt động GV HS trình diễn dạy học theo tiêu chí: - Mức độ học hiểu nhà HS qua câu hỏi kiểm tra cũ - Các bước lên lớp GV, điều khiển gợi ý cho hoạt động HS thông qua câu hỏi GV - Các thao tác mức độ xử lí GV tiến hành thí nghiệm - Tính tích cực HS thông qua không khí lớp học, tập trung nghiêm túc, số lượng chất lượng câu trả lời phát biểu xây dựng HS - Mức độ đạt mục tiêu dạy thông qua câu hỏi GV phần củng cố vận dụng Sau dạy học có trao đổi với GV HS, lắng nghe ý kiến để rút kinh nghiệm cho dạy học khác cho đề tài nghiên cứu 3.3.3 Các kiểm tra Sau thực nghiệm sư phạm, HS hai nhóm ĐC TN đánh giá kiểm tra tổng hợp nhằm: - Đánh giá định tính mức độ lĩnh hội khái niệm bản, định luật, nguyên lí, tính chất vật, tượng vật lí - Đánh giá định lượng mức độ lĩnh hội định luật, công thức điều kiện để xảy tượng vật lí, khả vận dụng kiến thức để giải số toán cụ thể 69 3.4 Đánh giá thực nghiệm sư phạm 3.4.1 Kết định tính Qua quan sát học lớp TN ĐC tiến hành theo tiến trình dạy học, rút số nhận xét sau: Đối với lớp ĐC, dạy theo chương trình sách giáo khoa số lượng thí nghiệm tiến hành không nhiều Cách dạy có đổi chưa thấy có chuyển biến rõ rệt GV chủ yếu truyền giảng, HS tập trung lắng nghe ghi chép Tuy HS có trả lời câu hỏi GV đặt chưa thể rõ hứng thú tự giác Đối với lớp TN, hầu hết thí nghiệm sách giáo khoa thực thông qua thí nghiệm mô thiết kế phần mềm Crocodile Physics Các hoạt động GV HS diễn học thật chủ động tích cực Giờ học rút ngắn thời gian diễn giảng GV tăng cường hoạt động HS Với thí nghiệm câu hỏi gợi ý, HS hứng thú tự giác hoạt động học tập, HS tập trung theo dõi trình định hướng GV, nhiệt tình việc phát biểu xây dựng bài, câu trả lời HS đưa có chất lượng so với lớp ĐC Đặc biệt, trình kiểm tra cũ củng cố vận dụng, HS tích cực, hào hứng sôi trả lời Nội dung kiến thức củng cố vận dụng nhiều lại không làm nhiều thời gian GV HS Như vậy, dạy lớp TN có hỗ trợ phần mềm Crocodile Physics góp phần phát huy tính tích cực chủ động hoạt động HS 3.4.2 Kết định lượng Qua kiểm tra đánh giá, tiến hành thống kê, tính toán thu bảng số liệu sau: Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số (Xi) kiểm tra Tổng Nhóm Điểm số (Xi) số HS Thực nghiệm (TN) 106 0 15 27 23 16 Đối chứng (ĐC) 105 12 21 32 14 10 Biểu đồ 3.1 Biểu đồ phân phối điểm hai nhóm TN ĐC 70 10 Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất Tổng Nhóm số Số % HS đạt điểm Xi 10 TN 106 0 4.7 5.6 14.2 25.5 21.7 15.1 8.5 4.7 ĐC 105 1.9 7.6 11.4 20 30.5 13.3 9.5 3.8 1.9 Đồ thị 3.1 Đồ thị phân phối tần suất hai nhóm Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất lũy tích 71 Tổng Nhóm số Số % HS đạt điểm Xi trở xuống TN HS 106 0 ĐC 105 1.9 4.7 10.3 24.6 50.1 71.8 86.9 95.4 100 9.5 20.9 40.9 71.4 84.7 94.2 98 100 Biểu đồ 3.2 Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích hai nhóm Đồ thị 3.2 Đồ thị phân phối tần suất lũy tích hai nhóm Bảng 3.5 Bảng phân loại theo học lực 72 10 Nhóm Tổng số HS TN ĐC 106 105 Kém Yếu Số % HS TB (0-2) 1.9 (3-4) 10.4 19 (5-6) 39.6 50.5 Khá Giỏi (7-8) 36.8 22.9 (9-10) 13.2 5.7 Biểu đồ 3.3 Biểu đồ phân loại theo học lực hai nhóm Các tham số cụ thể - Giá trị trung bình cộng: Là tham số đặc trưng cho tập trung số liệu, tính theo công thức: X = ∑ - Phương sai: S ∑n ( X = i i ni X i n −X ) n −1 - Độ lệch chuẩn S cho biết độ phân tán quanh giá trị X tính theo công thức S = ∑n (X i i −X n −1 ) , S nhỏ tức số liệu phân tán Bảng 3.6 Bảng tham số thống kê 73 Nhóm Tổng số HS Điểm trung bình ( X ) Độ lệch chuẩn (S) TN 106 6.57 1.68 ĐC 105 5.78 1.67 Dựa vào thông số tính toán trên, từ bảng phân loại theo học lực (bảng 3.5), bảng tham số thống kê (bảng 3.6), đồ thị phân phối tần suất (đồ thị 3.1) đồ thị phân phối tần suất lũy tích (đồ thị 3.2), rút nhận xét sau: - Điểm trung bình X kiểm tra HS nhóm TN (6.57) cao so với nhóm ĐC (5.78) - Độ lệch chuẩn S có giá trị tương ứng nhỏ (S TN = 1.68 SĐC = 1.67) nên số liệu thu phân tán, trị trung bình có độ tin cậy cao - Tỉ lệ HS đạt loại yếu, nhóm TN giảm nhiều so với nhóm ĐC Ngược lại, tỉ lệ HS đạt loại khá, giỏi nhóm TN cao nhóm ĐC (Bảng 3.5) - Đường lũy tích ứng với nhóm TN nằm bên phải, phía đường lũy tích ứng với nhóm ĐC Như kết học tập nhóm TN cao kết học tập nhóm ĐC Tuy nhiên kết ngẫu nhiên mà có Vì vậy, để độ tin cậy cao hơn, cần kiểm định thống kê 3.4.3 Đánh giá giả thuyết thống kê Giả thuyết H0: “Sự khác giá trị trung bình điểm số nhóm ĐC nhóm TN ý nghĩa thống kê” (Hai PPDH cho kết ngẫu nhiên không thực chất) Giả thuyết H1 (đối thuyết): Sự khác X TN X ĐC có ý nghĩa thống kê (“Điểm trung bình nhóm thực nghiệm lớn điểm trung bình nhóm đối chứng cách có ý nghĩa”) Dùng phương pháp kiểm định khác hai trung bình cộng (kiểm định t-student) để kiểm định khác hai điểm trung bình HS hai nhóm TN ĐC Tính đại lượng kiểm định t theo công thức 74 t= với S = X TN − X ĐC S nTN nĐC nTN + n ĐC ( nTN − 1) STN2 + ( nĐC − 1) S ĐC nTN + nĐC − (1) (2) Sau tính t, ta so sánh với giá trị tới hạn tα tra bảng Student ứng với mức ý nghĩa α bậc tự f = nTN + nĐC – - Nếu t ≥ tα bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận giả thuyết H1 - Nếu t ≤ tα bác bỏ giả thuyết H1, chấp nhận giả thuyết H0 Vận dụng công thức (1) (2) tính toán ta S = 1,68 t = 3,42 Tra bảng phân phối Student với mức ý nghĩa α = 0,05 bậc tự f với f = nTN + nĐC – = 106 + 105 – =209, ta có tα = 1,96 Như rõ ràng t ≥ tα chứng tỏ khác X TN X ĐC có ý nghĩa Do ta kết luận: Giả thuyết nêu kiểm chứng, HS nhóm TN nắm vững kiến thức truyền thụ so với HS nhóm ĐC Như việc dạy học có sử dụng phần mềm Crocodile Physics đạt hiệu cao so với dạy học thông thường 3.5 Kết luận chương Trong trình thực nghiệm sư phạm, từ thực tế giảng dạy lớp TN số liệu TN xử lí phương pháp thống kê toán học, từ việc điều tra, thăm dò ý kiến GV dạy vật lí lấy ý kiến HS, có sở để khẳng định tính đắn giả thuyết khoa học đề tài Cụ thể, thông qua kết thu từ sáu tiết dạy thực nghiệm sư phạm thuộc phần Quang hình học lớp 11 phần Dao động lớp 12, thấy việc sử dụng thí nghiệm mô thiết kế sẵn phần mềm Crocodile Physics dạy học vật lí tạo điều kiện giúp cho GV giảm thời gian truyền giảng, thời gian lắp đặt dụng cụ việc tiến hành lặp lại số thí nghiệm dạy GV, tăng thời gian trao đổi GV HS, tăng thời gian hoạt động nhóm HS GV chủ động sáng tạo việc tổ chức hoạt động học tập cho HS, HS tích cực, chủ động, tự giác hứng thú học tập 75 Việc giảng dạy với hỗ trợ thí nghiệm mô có thư viện vật lí THPT tích cực hóa hoạt động nhận thức HS, thực góp phần đổi phương pháp dạy học trường phổ thông Theo kết thống kê phân tích số liệu điều tra thu cho thấy kết học tập nhóm TN cao kết học tập nhóm ĐC Cụ thể điểm trung bình nhóm TN cao nhóm ĐC, tỉ lệ HS đạt loại yếu nhóm TN giảm nhiều so với nhóm ĐC, ngược lại tỉ lệ HS đạt loại khá, giỏi nhóm TN cao nhóm ĐC Sau kiểm định giả thuyết thống kê, kết luận HS nhóm TN nắm vững kiến thức truyền thụ so với HS nhóm ĐC Như vậy, việc sử dụng thí nghiệm mô thiết kế phần mềm Crocodile Physics có thư viện theo hướng dẫn tổ chức hoạt động dạy học cách hợp lí thực mang lại hiệu cao dạy học vật lí trường THPT 76 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu đề tài “Xây dựng thư viện vật lí THPT phần mềm Crocodile Physics”, đối chiếu với mục tiêu, nhiệm vụ kết nghiên cứu, đạt kết sau: Thí nghiệm có vai trò quan trọng dạy học vật lí Vì việc sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí cần thiết Tuy nhiên việc sử dụng thí nghiệm thực dạy học vật lí gặp phải khó khăn định Việc áp dụng thành tựu CNTT, đặc biệt MVT PMDH việc tạo thí nghiệm mô để tổ chức hoạt động dạy học vật lí trường phổ thông khắc phục hạn chế việc sử dụng thí nghiệm thực, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng dạy học Đây giải pháp ứng dụng CNTT vào dạy học vật lí có hiệu nhiều nước sử dụng Phần mềm Crocodile Physics phần mềm mô có nhiều tính hay dễ sử dụng Thông qua nghiên cứu phần mềm này, đã: + Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Crocodile Physics + Đưa bước để thiết kế thí nghiệm mô phần mềm Crocodile Physics viết tài liệu hướng dẫn cách thiết kế thí nghiệm mô phần mềm + Thiết kế, sưu tầm 126 thí nghiệm mô (về cơ, điện, quang, sóng) viết tài liệu hướng dẫn cách đưa số thí nghiệm vào dạy học + Xây dựng thư viện (Website) để quản lí thí nghiệm thiết kế Đưa quy trình để thiết kế dạy học có sử dụng thí nghiệm mô thư viện, tiến hành thiết kế giáo án có sử dụng thí nghiệm mô phần mềm Crocodile Physics thư viện theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức HS Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm chứng tính hiệu việc sử dụng thí nghiệm mô thiết kế phần mềm Crocodile Physics có thư viện Qua kết thực nghiệm sư phạm , thấy việc sử dụng 77 phần mềm Crocodile Physics dạy học vật lí trường phổ thông, với tư cách phương tiện dạy học góp phần đạt mục tiêu đổi PPDH nay, tăng cường hứng thú, tính tích cực, chủ động, tự giác sáng tạo hoạt động học tập HS Từ làm cho HS lĩnh hội kiến thức cách sâu sắc, kĩ càng, khả vận dụng kiến thức vào tình khác xác sáng tạo Với phát triển mạnh mẽ khoa học kĩ thuật CNTT chắn tương lai phần mềm Crocodile Physics có phiên có nhiều lợi so với phiên tại, xuất nhiều phần mềm hỗ trợ tốt cho trình dạy học vật lí trường phổ thông Chính GV phải thường xuyên cập nhật thông tin, đặc biệt thông tin mạng internet PMDH vật lí 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Hữu Anh (2007), Sử dụng phần mềm Crocodile Physics version 605 dạy học Vật lí trung học phổ thông, trường ĐHSP Huế Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) (2006), Vật lí 10 (sách giáo khoa), NXB Giáo dục, Hà Nội Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên ) (2006), Vật lí 10 (sách giáo viên), NXB Giáo dục, Hà Nội Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) (2007), Vật lí 11 (sách giáo khoa), NXB Giáo dục, Hà Nội Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên ) (2007), Vật lí 11 (sách giáo viên), Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) (2008), Vật lí 12 (sách giáo khoa), NXB Giáo dục Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) (2008), Vật lí 12 (sách giáo viên), NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Thanh Bình (2008), Trực quan hóa thí nghiệm với hỗ trợ máy vi tính dạy học phần quang hình học vật lí 11 nâng cao trung học phổ thông, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục, trường Đại học Sư phạm Huế Bộ GD & ĐT, Chiến lược phát triển giáo dục 2001- 2010, Hà Nội 10 Bộ GD&ĐT (2001), Chỉ thị việc tăng cường giảng dạy ứng dụng CNTT ngành GD giai đoạn 2001 - 2005, số 29/2001/CT-BGD&ĐT, Hà Nội 11 Bộ GD & ĐT (2008), Chỉ thị tăng cường giảng dạy, đào tạo ứng dụng công nghệ thông tin ngành giáo dục giai đoạn 2008 - 2012, số 55/2008/CT-BGDĐT, Hà Nội 12 Bộ GD & ĐT (2008), Chỉ thị việc hướng dẫn thực nhiệm vụ công nghệ thông tin năm học 2008, số 9772/BGDĐT-CNTT, Hà Nội 13 Hoàng Chúng (1983), Phương pháp thống kê toán học nghiên cứu khoa học giáo dục, NXB Giáo dục, Hà Nội 79 14 Đảng Cộng Sản Việt Nam (1997), Văn kiện hội nghị lần thứ hai ban chấp hành Trung ương khóa VIII, NXB Chính trị Quốc gia, Hà Nội 15 Lê Văn Giáo (2001), Bài giảng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh dạy học vật lí trường phổ thông, trường ĐHSP Huế 16 Lê Văn Giáo (2005), Thí nghiệm phương tiện trực quan dạy học vật lí trường phổ thông, trường ĐHSP Huế 17 Trần Huy Hoàng (2006), Nghiên cứu sử dụng thí nghiệm với hỗ trợ máy vi tính dạy học số kiến thức học nhiệt học trung học phổ thông, Luận án Tiến sĩ Giáo dục học, ĐH Vinh 18 Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2006), Vật lí 10 nâng cao (sách giáo khoa), NXB Giáo dục, Hà Nội 19 Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2006), Vật lí 10 nâng cao (sách giáo viên), NXB Giáo dục, Hà Nội 20 Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2007), Vật lí 11 nâng cao (sách giáo khoa), NXB Giáo dục, Hà Nội 21 Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2007), Vật lí 11 nâng cao (sách giáo viên), NXB Giáo dục, Hà Nội 22 Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2008), Vật lí 12 nâng cao (sách giáo khoa), NXB Giáo dục, Hà Nội 23 Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2008), Vật lí 12 nâng cao (sách giáo viên), NXB Giáo dục, Hà Nội 24 Quách Tuấn Ngọc (2001), “Đổi giáo dục Công nghệ thông tin truyền thông”, Kỷ yếu hội thảo Khoa học - Công nghệ, Hà Nội 25 Phạm Xuân Quế (2002), “Đổi nội dung phương pháp dạy học vật lí phổ thông với hỗ trợ máy vi tính phần mềm dạy học”, Tạp chí Giáo dục số (27), tr 31- 33 26 Quốc Hội nước công hòa xã hội chủ nghĩa việt nam (2005), Luật giáo dục, NXB Chính trị, Hà Nội 27 Vương Đình Thắng (2004), Nghiên cứu sử dụng máy vi tính với Multimedia thông qua việc xây dựng khai thác Website dạy học môn vật lý lớp trung học sở, Luận án tiến sĩ Giáo dục, ĐH Vinh 80 28 Nguyễn Đức Thâm (chủ biên) (2002), Phương pháp dạy học vật lí trường phổ thông, NXB Đại học Sư phạm 29 Lê Thị Ngọc Thủy (2005), Khai thác sử dụng phần mềm Crocodile Physics dạy học vật lí trường THPT, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục, trường ĐHSP Huế 30 Phạm Hữu Tòng (2001), Lí luận dạy học vật lí trường trung học, NXB Giáo dục, Hà Nội 31 Phạm Hữu Tòng (2004), Dạy học vật lí trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo tư khoa học, NXB ĐHSP 32 Lê Công Triêm, Lê Thúc Tuấn (2001), Bài giảng phân tích chương trình vật lí trung học phổ thông, trường ĐHSP Huế 33 Lê Công Triêm (2004), Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông, Bài giảng cho học viên Cao học, trường ĐHSP Huế 34 Lê Công Triêm, Nguyễn Đức Vũ (2004), Phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục, NXB Đại học sư phạm 35 Lê Công Triêm, Lê Văn Giáo, Lê Thúc Tuấn (2005), Đổi phương pháp dạy học vật lí trung học phổ thông, trường ĐHSP Huế 36 Lê Công Triêm (2005), Sử dụng máy vi tính dạy học vật lý, NXB Giáo dục, Hà Nội 37 Lê Công Triêm (2005), Thiết kế dạy học vật lí trường phổ thông, ĐHSP Huế 38 Lê Công Triêm (2006), Tập giảng sử dụng máy vi tính dạy học vật lí, trường ĐHSP Huế 39 Lê Công Triêm, Lê Văn Giáo, Lê Thúc Tuấn (2006), Thiết kế dạy học trắc nghiệm khách quan môn vật lí trung học phổ thông (Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên giáo viên trung học phổ thông chu kì 3), NXB Giáo dục, Hà Nội 40 Thái Duy Tuyên (2007), Các phương pháp dạy học truyền thống đổi mới, NXB Giáo dục, Hà Nội 81 41 Nguyễn Thị Hồng Việt (2003), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học vật lí trường trung học phổ thông, Giáo trình đào tạo Thạc sỹ, NXB Giáo dục, Hà Nội 42 Trần Đức Vượng (2005), Một số vấn đề lí luận dạy học đại, Hà Nội Các website: 43 www.crocodile-clips.com 44 http://thuvienvatly.com/home/index.php? option=com_remository&func=fileinfo&id=2391 45 http://thuvienvatly.com/home/index.php? option=com_remository&func=startdown&id=3703 46 www.vatlysupham.com 82 20,21,22,24,34,37,38,39,40,43,44-45,47,48,49,50,52-60,70-72 1-19,23,25-33,35,36,41,42,46,51,61-69,73-81 83 [...]... các thí nghiệm đó trong dạy học là rất cần thiết 29 Chương 2 XÂY DỰNG THƯ VIỆN CÁC THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG VỀ VẬT LÍ THPT BẰNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 2.1 Tổng quan về chương trình vật lí THPT Trong những năm gần đây, chương trình và sách giáo khoa vật lí phổ thông đã được biên soạn lại và đưa vào sử dụng đại trà nhằm nâng cao chất lượng dạy học ở cấp phổ thông Chương trình vật lí THPT ngoài các phần. .. dụng thí nghiệm mô phỏng và thí nghiệm ảo trong dạy học vật lí 1.4.1 Khái niệm thí nghiệm mô phỏng và thí nghiệm ảo Thí nghiệm mô phỏng được hiểu là các thí nghiệm được xây dựng từ các dụng cụ và đối tượng mô phỏng trên cơ sở các đối tượng thực Khi tiến hành thí nghiệm trên các đối tượng mô phỏng đó sẽ thu kết quả phù hợp với các quy luật như trong các thí nghiệm thực Do vậy khi tiến hành thí nghiệm. .. của HS 1.3 Tổng quan về phần mềm Crocodile Physics 1.3.1 Giới thiệu chung về phần mềm Crocodile Physics Crocodile Physics là một PMDH thuộc họ phần mềm Crocodile (cá sấu) dùng cho các môn học như vật lí, toán, hoá học và công nghệ ở trường THCS và THPT Họ phần mềm này phát triển từ phiên bản cũ Crocodile Clips từ năm 1993 và phiên bản mới nhất hiện nay là phiên bản Crocodile Physics Version.605 (V.605),... không thể sử dụng liên tục trong nhiều năm được Điều đó phần nào làm ảnh hưởng đến việc làm thí nghiệm thực của GV và HS trong QTDH Vì vậy việc sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong dạy học vật lí là hết sức cần thiết 2.2 Các bước thiết kế thí nghiệm mô phỏng bằng phần mềm Crocodile Physics Để thiết kế một thí nghiệm mô phỏng bằng phần mềm Crocodile Physics V.605 chúng ta có thể tiến hành thao tác theo trình... sử dụng thí nghiệm thực, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng dạy học Đây là một trong những giải pháp ứng dụng CNTT vào trong dạy học vật lí rất có hiệu quả được nhiều nước đang sử dụng Tuy nhiên để tạo điều kiện thuận lợi cho GV và HS dễ dàng khai thác và sử dụng các thí nghiệm mô phỏng thì việc xây dựng thư viện để lưu trữ các thí nghiệm mô phỏng được thiết kế bằng phần mềm Crocodile Physics và... Khi tiến hành thí nghiệm trên các đối tượng ảo đó sẽ thu được các kết quả như trong các thí nghiệm thực Nói ngắn gọn thí nghiệm ảo là thí nghiệm vật lí tồn tại thực trong môi trường ảo do MVT tạo ra Về phương diện nào đó có thể đồng nhất hai khái niệm thí nghiệm mô phỏng và thí nghiệm ảo là một, bởi chúng đều là sản phẩm của các phần mềm trên MVT và cùng chung mục đích là mô phỏng các thí nghiệm thực... lựa chọn phần mềm Crocodile Physics để thiết kế sẵn các thí nghiệm mô phỏng và xây dựng thư viện để lưu trữ chúng, đồng thời viết tài liệu hướng dẫn sử dụng các thí nghiệm đó vào dạy học Chắc chắn rằng khi đề tài thực hiện xong sẽ góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho GV và HS dễ dàng khai thác và sử dụng có hiệu quả các thí nghiệm mô phỏng trong dạy học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường... 11 1.1.3 Vai trò của thí nghiệm vật lí Thí nghiệm vật lí có vai trò rất quan trọng trong QTDH vật lí Ở giai đoạn định hướng mục tiêu nghiên cứu, thí nghiệm vật lí được sử dụng để đề xuất vấn đề nghiên cứu, tạo điều kiện cho HS nhanh chóng tiếp cận mục tiêu nghiên cứu Việc sử dụng thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề là rất quan trọng đối với HS vì kết quả thí nghiệm thư ng làm nảy sinh mâu thuẫn giữa... niệm thí nghiệm nhưng thông qua những nghiên cứu và phân tích trên có thể nhận thấy quan niệm sau đây là thích hợp nhất Thí nghiệm vật lí là thí nghiệm để nghiên cứu các hiện tượng, quá trình vật lí trong những điều kiện đã được lí tưởng hoá Kết quả của thí nghiệm vật lí nhiều khi là các định luật, các ứng dụng kĩ thuật nhưng có khi cũng chỉ để chứng minh một giả thuyết hoặc hình thành một giả thuyết vật. .. số bài học theo hướng bồi dưỡng cho HS phương pháp thực nghiệm GV có thể nêu sự kiện khởi đầu, hướng dẫn HS xây dựng mô hình giả thuyết và suy ra hệ quả logic, sau đó có thể dùng thí nghiệm mô phỏng bằng phần mềm Crocodile Physics để kiểm tra (thực nghiệm) Với phần mềm Crocodile Physics, GV có thể hướng dẫn HS tự học ở nhà (tiến hành lại các thí nghiệm ở trên lớp với sự thay đổi các thông số khác nhau ... đối tượng vào hình soạn thảo, ta vào thư mục liên quan có chứa đối tượng cần dùng Part Library Vì hầu hết thư mục chứa thư mục nên phải mở nhiều thư mục để tìm thấy đối tượng theo yêu cầu Di... Panes Có cửa sổ xuất bên trái vùng thiết kế, là: 21 để Mục Contents: Kho chứa thí nghiệm dựng sẵn Mục Parts Library: Kho chứa dụng cụ thí nghiệm Mục Properties: Thiết lập thuộc tính đối tượng, thông... dùng làm thí nghiệm mở đầu để dạy mục trang 31 (sách giáo khoa nâng cao) - Thí nghiệm lắc đơn: Sử dụng dạy mục I, II “Con lắc đơn” (sách giáo khoa bản) Trong mục I, GV cho HS quan sát thí nghiệm