Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Sử dụng phần mềm Coach7 phân tích Video thí nghiệm chương dao động Vật lí 11 chương trình 2018 và sử dụng vào quá trình dạy học nhằm hình thành và phát triển các phẩm chất năng lực của học sinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:65

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến "Sử dụng phần mềm Coach7 phân tích Video thí nghiệm chương dao động Vật lí 11 chương trình 2018 và sử dụng vào quá trình dạy học nhằm hình thành và phát triển các phẩm chất năng lực của học sinh" được hoàn thành với mục tiêu nhằm tạo cho học sinh thói quen học tập mới, học đi đôi với hành, phát triển phẩm chất năng lực, chủ động chiếm lĩnh tri thức, phát huy tính hứng thú học tập của học sinh. Biết liên hệ các kiến thức được học với thực tiễn, kích thích sự tò mò khám phá tri thức, ham hiểu biết, ham chế tạo các sản phẩm khoa học có ích từ những vật dụng đơn giản của cuộc sống.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Sử dụng phần mềm Coach7 phân tích Video thí nghiệm chương dao động Vật lí 11 chương trình 2018 và sử dụng vào quá trình dạy học nhằm hình thành và phát triển các phẩm chất năng lực của học sinh

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI SỬ DỤNG PHẦN MỀM COACH 7 PHÂN TÍCH VIDEO THÍ NGHIỆM CHƢƠNG DAO ĐỘNG VẬT LÝ 11 CHƢƠNG TRÌNH GDPT 2018 VÀ SỬ DỤNG VÀO QUÁ TRÌNH DẠY HỌC NHẰM HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÁC PHẨM CHẤT NĂNG LỰC CỦA HỌC SINH. Môn: Vật Lí Lĩnh vực: Phƣơng pháp dạy học Vật Lí N¨m häc 2023 – 2024
Së Gi¸o Dôc & §µo T¹o NghÖ An Tr-êng thpt ®« l-¬ng i SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI SỬ DỤNG PHẦN MỀM COACH 7 PHÂN TÍCH VIDEO THÍ NGHIỆM CHƢƠNG DAO ĐỘNG VẬT LÝ 11 CHƢƠNG TRÌNH GDPT 2018 VÀ SỬ DỤNG VÀO QUÁ TRÌNH DẠY HỌC NHẰM HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÁC PHẨM CHẤT NĂNG LỰC CỦA HỌC SINH. Môn: Vật Lí. Nhóm tác giả: 1. Nguyễn Công Sơn - ĐT: 0395.279.279 2. Hoàng Bá Thao - ĐT: 0961.440.333 Tổ bộ môn: Khoa học tự nhiên. N¨m häc 2023 – 2024
MỤC LỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trang 1 1. Lí do chọn đề tài Trang 1 2. Tính mới và đóng góp của đề tài Trang 2 3. Mục đích, nhiệm vụ của đề tài Trang 2 4. Phạm vi nghiên cứu Trang 2 5. Thời gian nghiên cứu và thực nghiệm Trang 3 6. Phương pháp nghiên cứu Trang 3 7. Phân công nhiệm vụ Trang 3 Phần II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Trang 4 1. Cơ sở lý luận Trang 4 1.1. Đặc điểm của môn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thông Trang 4 2018. 1.2. Quan điểm xây dựng chương trình của môn học Vật lí theo chương Trang 4 trình giáo dục phổ thông 2018. 1.3. Mục tiêu của môn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thông Trang 5 2018. 1.4. Yêu cầu cần đạt của môn Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thông Trang 6 2018. 1.4.1. Yêu cầu cần đạt về phẫm chất và năng lực chung Trang 6 1.4.2. Yêu cầu cần đạt về năng lực đặc thù Trang 6 1.5. Tầm quan trọng của khả năng đề xuất phương án thí nghiệm và các kỹ Trang 8 năng thực hành trong dạy học Vật lí theo chương trình 2018. 1.6. Thiết bị công nghệ Trang 9 1.7. Tổng quan về phần mềm Coach 7 Trang 9 1.7.1. Thông tin về phần mềm. Trang 9 1.7.2. Download và cài đặt. Trang 10 1.7.3. Giao diện. Trang 10 1.7.3.1. Chức năng và nội dung. Trang 10 1.7.3.2. Ưu điểm Trang 10
2. Thực trạng vấn đề Trang 11 2.1. Thực trạng về cơ sở vật chất và thiết bị thí nghiệm ở trường THPT. Trang 11 2.2. Thực trạng về giảng dạy thí nghiệm Vật lí ở trường THPT. Trang 11 2.3. Vấn đề đặt ra và phương pháp giải quyết. Trang 14 3. Quy trình phân tích video trên Coach 7 Trang 15 3.1. Quy trình thiết kế xây dựng video thí nghiệm. Trang 15 3.2. Quy trình chọn video bằng phần mềm Coach 7. Trang 15 3.3. Quy trình phân tích và xuất đồ thị trên Coach 7. Trang 16 4. Phân tích các video thí nghiệm trong chương dao động vật lý 11 và Trang 22 sử dụng cụ thể vào quá trình dạy học. 4.1. Sử dụng phần mềm Coach 7 trong bài dao động điều hòa. Trang 22 4.1.2. Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học bài dao động điều hòa. Trang 22 4.1.3. Sử dụng Video và phân tích trên phần mềm Coach7 trong hoạt động hình thành kiến thức tìm hiểu đồ thị và phương trình của dao động điều Trang 22 hòa. 4.1.4. Tổ chức thực hiện. Trang 25 4.2. Sử dụng Coach 7 trong bài mô tả dao động điều hòa. Trang 25 4.2.1. Yêu cầu cần đạt trong dạy học bài mô tả dao động điều hòa. Trang 25 4.2.2. Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học bài dao động điều hòa. Trang 25 4.2.3. Sử dụng Video và phân tích trên phần mềm Coach 7 trong hoạt đông hình thành kiến thức các đại lượng đặc trưng và pha ban đầu của dao động Trang 25 điều hòa. 4.2.4. Tổ chức thực hiện. Trang 27 4.3. Sử dụng phần mềm Coach 7 trong bài vận tốc, gia tốc trong dao động Trang 28 điều hòa. 4.3.1. Yêu cầu cần đạt trong dạy học bài vận tốc, gia tốc trong dao động Trang 28 điều hòa. 4.3.2. Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học bài dao động điều hòa. Trang 28 4.3.3. Sử dụng Video và phân tích trên phần mềm Coach7 trong hoạt động Trang 29 hình thành kiến thức tìm hiểu vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa. 4.3.4. Tổ chức thực hiện. Trang 30 4.4. Sử dụng phần mềm Coach 7 trong bài động năng, thế năng, sự chuyển Trang 31 hóa năng lượng trong dao động hòa.
4.4.1. Sử dụng Video và phân tích trên phần mềm Coach 7 trong hoạt động hình thành kiến thức tìm hiểu về đặc điểm của động năng, thế năng, cơ Trang 31 năng trong dao động điều hòa và khảo sát dao động của con lắc lò xo, con lắc đơn. 4.4.2. Tổ chức thực hiện. Trang 34 4.5. Sử dụng phần mềm Coach 7 trong bài dao động tắt dần, dao động Trang 34 cưỡng bức, hiện tượng cộng hưởng. 4.5.1. Yêu cầu cần đạt trong dạy học bài dao động tắt dần, dao động cưỡng Trang 34 bức, hiện tượng cộng hưởng. 4.5.2. Các thí nghiệm cần tiến hành trong dạy học bài dao động tắt dần, Trang 34 dao động cưỡng bức, hiện tượng cộng hưởng. 4.5.3. Sử dụng Video và phân tích trên phần mềm Coach 7 trong hoạt động Trang 35 hình thành kiến thức mới. 4.5.4. Tổ chức thực hiện. Trang 38 5. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất. Trang 39 5.1. Mục đích khảo sát. Trang 39 5.2. Nội dung và phương pháp, kết quả khảo sát. Trang 39 5.2.1. Nội dung khảo sát. Trang 39 5.2.2. Phương pháp khảo sát và thang đánh giá. Trang 39 5.2.3. Đối tượng khảo sát và hình thức khảo sát. Trang 40 5.2.4. Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đã Trang 40 đề xuất. 5.2.4.1.Đánh giá sự cấp thiết của các giải pháp đề xuất Trang 40 5.2.4.2. Đánh giá tính khả thi của các giải pháp đề xuất. Trang 43 6. Thực nghiệm thiết kế xây dựng một số video thí nghiệm vật lí 11 và Trang 45 sử dụng phần mềm Coach 7 phân tích để xử lý nhanh kết quả. 6.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm. Trang 45 6.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm. Trang 45 6.3. Tiến trình thực nghiệm sư phạm. Trang 45 6.4. Nội dung và kết quả thực nghiệm sư phạm. Trang 46 6.4.1. Nội dung thực nghiệm sư phạm. Trang 46 6.4.1.1. Làm nảy sinh vấn đề. Trang 46 6.4.1.2. Vấn đề nghiên cứu. Trang 46 6.4.1.3. Giải quyết vấn đề. Trang 46
6.4.1.4. Kết quả thực nghiệm. Trang 47 6.4.1.5. Kết luận thực nghiệm. Trang 48 6.5. Kết quả thực hiện thực nghiệm sư phạm. Trang 48 6.6. Hiệu quả của đề tài. Trang 48 6.6.1. Sản phẩm chính của biện pháp. Trang 48 6.6.2. Kết quả định tính. Trang 48 6.6.3. Tính khoa học của đề tài Trang 49 6.6.4. Tính khả thi khi ứng dụng thực tiễn Trang 49 PHẦN III. KẾT LUẬN. Trang 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI NỘI DUNG ĐẦY ĐỦ KÍ HIỆU VIẾT TẮT Trung học phổ thông THPT Sách giáo khoa SGK Giáo viên GV Học sinh HS
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Sách giáo khoa Vật lí lớp 11 – Bộ sách kết nối tri thức. [2]. Sách giáo viên Vật lí lớp 11 – Bộ sách kết nối tri thức. [3]. Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên giáo viên THPT Modul 9 Vật lí - chương trình ETEP. [4]. Yêu cầu cần đạt của chương trình Vật lí THPT theo chương trình giáo dục phổ thông mới 2018. [5]. Nguồn tài liệu Internet. [6].Tài liệu khóa tập huấn phát triển năng lực số và kĩ năng chuyển đổi số cho học sinh THPT do Bộ GD&ĐT cung cấp. [7]. Tài liệu về xây dựng kế hoạch bài dạy môn Vật lí theo chương trình tập huấn của Bộ GD&ĐT. [8]. Phương pháp dạy học môn Vật lý - Nguyễn Phú Đồng. [9]. Giáo trình ứng dụng CNTT trong dạy học – ĐHSP Hà Nội.
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NĂM HỌC 2023 -2024 Tên đề tài: SỬ DỤNG PHẦN MỀM COACH 7 PHÂN TÍCH VIDEO THÍ NGHIỆM CHƢƠNG DAO ĐỘNG VẬT LÍ 11 CHƢƠNG TRÌNH 2018 VÀ SỬ DỤNG VÀO QUÁ TRÌNH DẠY HỌC NHẰM HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÁC PHẨM CHẤT NĂNG LỰC CỦA HỌC SINH. Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Theo đặc điểm của môn học Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thông 2018 thì thí nghiệm, thực hành đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong viêc hình thành khái niệm, quy luật, định luật Vật lí. Vì vậy, bên cạnh việc sử dụng các mô hình Vật lí và Toán học, chương trình chú trọng đến việc hình thành năng lực tìm tòi khám phá các thuộc tính của sự vật hiện tượng vật lý thông qua các nội dung thí nghiệm, thực hành dưới các góc độ khác nhau. - Trên thực tế cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm, phòng học bộ môn ở phần lớn trường phổ thông hiện nay trên địa bàn tỉnh Nghệ An chưa đạt chuẩn theo thông tư số 14/2020/TT- BGDĐT. Thiết bị thí nghiệm còn sử dụng được ở phòng thực hành rất ít và đa số thiếu tính khoa học, chính xác, đồng hồ đo thời gian và các thiết bị khác phục vụ cho dạy học các bài thực hành thí nghiệm theo chương trình Vật lí lớp 11 chưa bảo đảm vì hỏng hóc và chưa bổ sung kịp thời để đáp ứng được theo thông tư số 39/2021/TT- BGDĐT. Ngoài ra đối với các thí nghiệm biểu diễn mà hiện tượng diễn ra rất nhanh sẽ gây khó khăn trong việc quan sát cũng như xử lý số liệu cho cả học giáo viên và học sinh. Chính vì vậy việc sử dụng các video quay trước thí nghiệm với dụng cụ còn sử dụng được và các video học sinh tự quay kết hợp với phần mềm phân tích video và xử lí kết quả thí nghiệm là vô cùng cần thiết trong quá trình dạy học. - Phần mềm Coach7 là một phần mềm do công ty sách thiết bị trường học phát hành được sử dụng cho các môn học Lí, Hóa, Sinh. Đây là một phần mềm có rất nhiều ứng dụng để giáo viên khai thác. Đǎc biệt có ứng dụng phân tích video trong đó có phép đo thời gian có độ lệch là 0,01s. Ngoài ra phần mềm này còn có chức năng vẽ đồ thị từ video quay thực và đồ thị khớp hàm. Vì vậy phần mềm này hoàn toàn có thể đáp ứng được yêu cầu đặt ra ở trên. - Hơn nữa khác với chương trình Vật lí lớp 10 mới chỉ khảo sát các chuyển động đơn giản, chương dao động cơ Vật lí 11 xét đến các chuyển động phức tạp hơn đó là: Dao động điều hòa, Dao động tắt dần, Dao động cưỡng bức … Đây là các chuyển động phức tạp và diễn ra rất nhanh ( vì chu kỳ dao động thường khá nhỏ) vì vậy việc quan sát và phân tích trực tiếp chỉ đáp ứng được việc phân tích định tính còn phân tích định lượng một cách chính xác là không thể. 1
Chính vì vậy việc sử dụng phần mềm Coach7 để phân tích và xử lý video thí nghiệm Vật lí nhằm xây dựng nguồn học liệu số để phục vụ hiệu quả cho quá trình giảng dạy chương trình Vật lí lớp 11 chương trình giáo dục phổ thông 2018 là một nhu cầu cấp thiết. Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài “ Sử dụng phần mềm Coach7 phân tích Video thí nghiệm chương dao động Vật lí 11 chương trình 2018 và sử dụng vào quá trình dạy học nhằm hình thành và phát triển các phẩm chất năng lực của học sinh ”. 2. TÍNH MỚI VÀ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI - Hướng dẫn rõ cho giáo viên và học sinh cách sử dụng thành thạo phần mềm Coach7 trong quá trình dạy học. Đây là một phần mềm có rất nhiều ứng dụng để giáo viên khai thác. Đặc biệt có ứng dụng phân tích video trong đó có phép đo thời gian có sai số là 0,01s nên khi xử lý đạt độ chính xác cao. - Sử dụng phần mềm Coach7 để xử lý và phân tích tất cả các thí nghiệm trực tiếp hay video thí nghiệm quay trước trong các bài học ở chương “ Dao động” Vật lí 11 – chương trình giáo dục phổ thông mới 2018. - Tạo cho học sinh thói quen học tập mới, học đi đôi với hành, phát triển phẩm chất năng lực, chủ động chiếm lĩnh tri thức, phát huy tính hứng thú học tập của học sinh. Biết liên hệ các kiến thức được học với thực tiễn, kích thích sự tò mò khám phá tri thức, ham hiểu biết, ham chế tạo các sản phẩm khoa học có ích từ những vật dụng đơn giản của cuộc sống. - Những video được các em quay từ thí nghiệm thực tế và xử lý trên Coach 7 tác động mạnh vào giác quan của học sinh nâng cao tính trực quan trong giờ học, tạo cơ sở cho việc phát triển các năng lực tư duy của học sinh như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa…góp phần hình thành kỹ năng, kỹ xảo, phẩm chất, năng lực cho học sinh. - Việc học tập Vật lý kết hợp với các video thí nghiệm sẽ tăng khả năng ghi nhớ bài học của học sinh, học sinh sẽ biết vận dụng những kiến thức tiếp thu được để giải thích được các hiện tượng thực tế. 3. MỤC ÐÍCH, NHIỆM VỤ CỦA ÐỀ TÀI - Sử dụng phần mềm Coach7 phân tích và xử lý các video thí nghiệm phục vụ quá trình dạy học theo định hướng phát triển năng lực trong chương trình Vật lí lớp 11 – THPT theo chương trình 2018 nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học. 4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đề tài chỉ giới hạn ở nội dung sử dụng phần mềm Coach7 phân tích Video thí nghiệm chương dao động Vật lí 11- chương trình 2018 và sử dụng vào quá trình dạy học nhằm hình thành và phát triển các phẩm chất năng lực của học sinh. 2
5. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM - Các giải pháp trong sáng kiến được nghiên cứu và thực nghiệm trong năm học 2023 - 2024 tại các trường THPT của các huyện Đô Lương, Yên Thành và Anh Sơn. 6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Kết hợp nhiều phương pháp : Nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu từ thực tiễn dạy học, phân tích, tổng hợp, điều tra, thực nghiệm, thể nghiệm đề tài vào thực tiễn và tiếp tục bổ sung hoàn thiện. 7. PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ Tác giả 1: - Làm phần đặt vấn đề. - Cơ sở lí luận và thực trạng của vấn đề cần nghiên cứu. - Xử lí các video thí nghiệm về phương trình dao động điều hòa, vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa, đồ thị dao động điều hòa. - Xây dựng quy trình ứng dụng các kết quả phân tích trên vào quá trình giảng dạy các bài học. - Triển khai dạy học thực nghiệm. Tác giả 2: - Cơ sở lí thuyết của vấn đề. - Xử lí các video thí nghiệm về dao động của con lắc lò xo, con lắc đơn, các loại dao động. - Xây dựng quy trình ứng dụng các kết quả phân tích trên vào quá trình giảng dạy các bài học. - Triển khai dạy học thực nghiệm. - Viết phần kết luận. 3
Phần II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1. Đặc điểm của môn học Vật lí theo chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018. Vât lí học là ngành khoa học nghiên cứu các dạng vận động đơn giản, tổng quát nhất của vật chất và tương tác giữa chúng. Ở giai đoạn giáo dục định hướng nghề nghiệp (cấp trung học phổ thông), Vật lí là môn học thuộc nhóm môn Khoa học tự nhiên, được lựa chọn theo nguyện vọng và định hướng nghề nghiêp của học sinh. Những học sinh có định hướng nghề nghiệp cần vận dụng nhiều kiến thức, kĩ năng Vật lí được học thêm các chuyên đề học tập. Môn Vật lí giúp học sinh tiếp tục phát triển các phẩm chất, nǎng lực đã được định hình trong giai đoạn giáo dục cơ bản, tạo điều kiện để học sinh. bước đầu nhận biết đúng nǎng lực, sở trường của bản thân, có thái độ tích cực đối với môn học. Trên cơ sở nội dung nền tảng đã trang bị cho học sinh ở giai đoạn giáo dục cơ bản, chương trình môn Vật lí lựa chọn phát triển những vấn đề cốt lõi thiết thực nhất, đồng thời chú trọng đến các vấn đề mang tính ứng dụng cao là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật, khoa học và công nghệ. Thí nghiệm, thực hành đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong viêc hình thành khái niệm, quy luật, định luật Vật lí. Vì vậy, Chương trình môn Vật lí chú trọng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm hiểu các thuộc tính của đối tượng Vật lí thông qua các nội dung thí nghiệm, thực hành duới các góc độ khác nhau. Chương trình môn Vật lí coi trọng việc rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để tìm hiểu và giải quyết ở mức độ nhất định một số vấn đề của thực tiễn, đáp ứng đòi hỏi của cuộc sống; vừa bảo đảm phát triển năng lực Vật lí - biểu hiện của năng lực khoa học tự nhiên, vừa đáp ứng yêu cầu định huớng nghề nghiệp của học sinh. Thông qua chương trình môn Vật lí, học sinh hình thành và phát triển được thế giới quan khoa học; rèn luyện được sự tự tin, trung thực, khách quan; cảm nhận được vẻ đẹp của thiên nhiên; yêu thiên nhiên, tự hào về thiên nhiên của quê hương, đất nước; tôn trọng các quy luật của thiên nhiên, trân trọng, giữ gìn và bảo vệ thiên nhiên, ứng xử với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triên bền vững; đồng thời hình thành và phát triển được các năng lực tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo. 1.2. Quan điểm xây dựng chƣơng trình của môn học Vật lí theo chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018. Chương trình môn Vật lí quán triệt đầy đủ các quy định cơ bản đuợc nêu trong chương trình tổng thể, về quan điêm, mục tiêu, yêu cầu cần đạt, kế hoạch giáo dục, nội dung giáo dục, phương pháp giáo dục và đánh giá kết quả, điều kiện thực hiện và phát triển chương trình; định hướng xây dựng chương trình các môn học và hoạt động giáo dục; đồng thời nhấn mạnh một số quan điểm sau: 4
- Chương trình môn Vật lí một mặt kế thừa và phát huy ưu điểm của chương trình hiện hành và mặt khác, tiếp thu kinh nghiệm xây dựng chương trình môn học của các nước có nền giáo dục tiên tiến trên thế giới, đồng thời tiếp cận những thành tựu của khoa học giáo dục và khoa học Vật lí phù hợp với trình độ nhận thức và tâm, sinh lí lứa tuổi của học sinh, có tính đến điền kiên kinh tế và xã hội Việt Nam. - Chương trình môn Vật lí chú trọng bản chất, ý nghĩa Vật lí của các đối tượng, để cao tính thực tiễn; tránh khuynh hướng thiên về toán học; tạo điều kiện để giáo viên giúp học sinh phát triền tư duy khoa học dưới góc độ Vât lí, khơi gợi sự ham thích ở học sinh, tăng cường khả năng vận dụng kiến thức, kĩ nǎng Vật lí trong thực tiễn. Các chủ đề đuợc thiết kế, sắp xếp từ trực quan dến trừu tượng, từ đơn giản đến phức tạp, từ hệ được xem như một hạt đến nhiều hạt; bước đầu tiếp cận với một số nội dung hiện đại mang tính thiết thực, cốt lõi. - Chương trình môn Vật lí được xây dựng theo hướng mở, thể hiện ở việc không quy định chi tiết về nội dung dạy học mà chỉ quy định những yêu cầu học sinh cần đạt; chỉ đưa ra các định nghĩa cụ thể cho các khái niệm trong trường hợp có những cách hiểu khác nhau. Căn cứ vào các yêu cầu cần đạt, các tác giả sách giáo khoa chủ động, sáng tạo trong việc triển khai các nội dung dạy học cụ thể theo yêu câu phát triển chương trình. Trên cơ sở bám sát mục tiêu và đáp ứng yêu cầu cần đạt của chương trình môn Vật lí, giáo viên có thể lựa chọn, sử dụng một hay kết hợp nhiều sách giáo khoa, nhiều nguồn tư liệu khác nhau để dạy học.Trong một lớp, thứ tự dạy học các chủ đề (bao gồm các chủ đề bắt buộc và các chuyên đề tự chọn) là không cố định "cứng”, các tác giả sách giáo khoa, giáo viên có thể sáng tạo một cách hợp lí, sao cho không làm mất logic hình thành kiến thức, kĩ năng và không hạn chế cơ hội hình thành và phát triển phẩm chất, nǎng lực của học sinh. Thứ tự dạy học các chủ đề được thực hiện sao cho chủ đề mô tả hiện tượng Vật lí được thực hiện trước để cung cấp bức tranh toàn cảnh về hiện tượng, sau đó đến chủ đề giải thích và nghiên cứu hiện tượng để cung cấp cơ sở Vật lí sâu hơn, rồi đến chủ đề ứng dụng của hiện tượng đó trong khoa học hoặc thực tiễn. - Các phương pháp giáo dục của môn Vật lí góp phần phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo của người học, nhằm hình thành, phát triển năng lực Vật lí cũng như góp phần hình thành, phát triển các phẩm chất và nǎng lực chung đuợc quy định trong chương trình tổng thể. 1.3. Mục tiêu của môn học Vật lí theo chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018. - Cùng với các môn học và hoạt động giáo dục khác, giúp học sinh hình thành, phát triển các phẩm chất chủ yếu và năng lực chung được quy định trong Chương trình tổng thể. - Giúp học sinh hình thành, phát triển nǎng lực Vật lí, với các biểu hiện sau: + Có được những kiến thức, kĩ năng phổ thông cốt lõi về: mô hình hệ vật lí; nǎng lượng và sóng; lực và trường; 5
+ Vận dụng được một số kĩ nǎng tiến trình khoa học để khám phá, giải quyết vấn đề dưới góc độ vật lí; + Vận dụng được một số kiến thức, kĩ nǎng trong thực tiễn, ứng xử với thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và bảo vệ môi trường; + Nhận biết được năng lực, sở trường của bản thân, định hướng được nghề nghiệp và có kế hoạch học tập, rèn luyện đáp ứng yêu cầu của định hướng nghề nghiệp. 1.4. Yêu cầu cần đạt của môn Vật lí theo chƣơng trình giáo dục phổ thông 2018. 1.4.1. Yêu cầu cần đạt về phẫm chất và năng lực chung Môn Vật lí góp phần thực hiên các yêu cầu cần đạt về phẩm chất chủ yếu và nǎng lực chung theo các mức độ phù hợp với môn học, cấp học đã đuợc quy định trong Chương trình tổng thể. 1.4.2. Yêu cầu cần đạt về năng lực đặc thù Môn Vật lí hình thành và phát triển ở học sinh nǎng lực Vật lí, với những biểu hiện cụ thể sau đây:  Nhận thức Vật lí Nhận thức được kiến thức, kĩ nǎng phổ thông cốt lõi về: mô hình hệ Vật lí; năng lượng và sóng; lực và trường; nhận biết được một số ngành, nghề liên quan đến Vật lí; biểu hiện cụ thể là: - Nhận biết và nêu được các đối tượng, khái niệm, hiện tượng, quy luật, quá trình Vật lí. - Trình bày được các hiên tượng, quá trình Vật lí; đặc điểm, vai trò của các hiện tượng, quá trình Vật lí bằng các hình thúc biểu đạt: nói, viết, đo, tính, vẽ, lập sơ đồ, biểu đồ. -Tìm được từ khoá, sử dụng được thuật ngữ khoa học, kết nối được thông tin theo logic có ý nghĩa, lập được dàn ý khi đọc và trình bày các vǎn bản khoa học. - So sánh, lựa chọn, phân loại, phân tích được các hiện tượng, quá trình Vật lí theo các tiêu chí khác nhau. - Giải thích được mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tượng, quá trình. - Nhận ra điểm sai và chỉnh sửa được nhận thức hoặc lời giải thích; đưa ra được những nhận định phê phán có liên quan đến chủ đề thảo luận. - Nhận ra được một số ngành nghề phù hợp với thiên hướng của bản thân.  Tìm hiểu thế giới tự nhiên duới góc độ Vật lí Tìm hiểu được một số hiện tượng, quá trình Vật lí đơn giản, gần gũi trong đời sông và trong thế giới tự nhiên theo tiến trình; sử dụng được các chứng cứ khoa 6
hoc để kiểm tra các dự doán, lí giải các chứng cứ, rút ra các kết luận; biểu hiên cụ thể là: - Đề xuất vấn đề liên quan đến Vật lí: Nhận ra và đặt được câu hỏi liên quan đến vấn đề, phân tích được bối cảnh đề đề xuất được vấn đề nhờ kết nối tri thức, kinh nghiệm đã có và dùng ngôn ngữ của mình để biểu đạt vấn đề đã đề xuất. - Đưa ra phán đoán và xây dựng giải thuyết: Phần tích vấn đề để nêu được phán đoán; xây dựng và phát biểu được giả thuyết cần tìm hiểu. - Lập kế hoạch thực hiện: Xây dựng được khung logic nội dung tìm hiểu; lựa chọn được phương pháp thích hợp, (quan sát, thực nghiệm, điều tra, phỏng vấn, tra cứu tư liệu); lập được kế hoạch triển khai tìm hiểu. - Thực hiện kế hoạch: Thu thập, lưu giữ được dữ liệu từ kết qủa tổng quan, thực nghiệm, điều tra; đánh giá được kết quả dựa trên phân tích, xử lí các dữ kiệu bằng các tham số thống kê đơn giản; so sánh được kết quả với giả thuyết; giải thích, rút ra được kết luận và điều chỉnh khi cần thiết. - Viết, trình bày báo cáo và thảo luận: Sử dụng ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng bảng để biểu đạt được quá trình và kết quả tìm hiểu; viết được báo cáo sau quá trình tìm hiểu; hợp tác với đối tác bằng thái độ tích cực và tôn trọng quan điểm, ý kiến đánh giá do người khác đưa ra để tiếp thu tích cực và giải trình, phản biện, bảo vệ được kết quả tìm hiểu một các thuyết phục. - Ra quyết định và đề xuất ý kiến, giải pháp: Đưa ra được quyết định xử lí cho vấn đề đã tìm hiểu; đề xuất được ý kiến khuyến nghị vận dụng kết quả tìm hiểu, nghiên cứu, hoặc vấn đề nghiên cứu tiếp.  Vận dụng kiến thực, kĩ năng đã học Vận dụng được kiến thức, kĩ năng đã học trong một số trường hợp đơn giản, bước đầu sử dụng toán học như một ngôn ngữ và công cụ giải quyết được vấn đề; biểu hiện cụ thể là: - Giải thích, chứng minh được một vấn đề thực tiễn. - Đánh giá, phản biệt được ảnh hưởng của một vấn đề thực tiễn. - Thiết kế được mô hình, lập được kế hoạch, đề xuất và thực hiện được một số phương pháp hay biện pháp mới. - Nêu được giải pháp và thực hiện được một số giải pháp đề bảo vệ thiên nhiên, thích ứng với biến đổi khí hậu; có hành vi, thái độ hợp lí nhằm phát triển bền vững. Trong chương trình môn Vật lí, mỗi thành tố của các năng lực chung cũng như năng lực đặc thù nói trên được đưa vào từng chủ đề, từng mạch nội dung dạy học, dưới dạng các yêu cầu cần đạt, với các mức độ khác nhau. 7
1.5. Tầm quan trọng của khả năng đề xuất phƣơng án thí nghiệm và các kỹ năng thực hành trong dạy học Vật lí theo chƣơng trình 2018. Thí nghiệm, thực hành đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hình thành khái niệm, quy luật, định luật vật lí. Vì vậy, bên cạnh việc sử dụng các mô hình Vật lí và Toán học, chương trình chú trọng đến việc hình thành năng lực tìm tòi khám phá các thuộc tính của sự vật hiện tượng vật lý thông qua các nội dung thí nghiệm, thực hành dưới các góc độ khác nhau. Chương trình coi trọng việc rèn luyện cho học sinh kỹ năng vận dụng tri thức vật lý vào việc tìm hiểu và giải quyết ở mức độ nhất định một số vấn đề của thực tiễn, đáp ứng đòi hỏi của cuộc sống; vừa đảm phát triển năng lực trên nền tảng những năng lực chung và năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên đã hình thành ở giai đoạn giáo dục cơ bản, vừa đáp ứng yêu cầu định hướng vào một số ngành nghề cụ thể. Cùng với các nội dung giáo dục cốt lõi có thời lượng 70 tiết/ năm học, những học sinh có định hướng nghề nghiệp cần vận dụng nhiều tri thức vật lí được học thêm 35 tiết chuyên đề/ năm học. Trong các chuyên đề này; một số có tác dụng mở rộng, nâng cao kiến thức và năng lực đáp ứng yêu cầu phân hóa ở cấp THPT; một số nhằm tăng cường hoạt động thực hành, vận dụng thực tế, giúp học sinh phát triển tình yêu, sự say mê, ham thích tìm hiểu khoa học, định hướng nghề nghiệp. Các hình thức tổ chức dạy học được thực hiện đa dạng và linh hoạt; kết hợp các hình thức học cá nhân, học nhóm, học ở lớp, học theo dự án học tập, tự học,... Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy học vật lí. Để thực hiện mục tiêu phát triển các năng lực thành phần của năng lực vật lí, chương trình tạo điều kiện để giáo viên có thể lựa chọn các phương pháp giáo dục phù hợp, có ưu thế đối với việc phát triển từng năng lực thành phần cụ thể. Trong nội dung, hình thức và phương pháp kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực học sinh, chương trình môn Vật lí tạo điều kiện để chú trọng tập trung đánh giá các thành phần của năng lực Vật lí. Bên cạnh đánh giá kiến thức, coi trọng đánh giá khả năng đề xuất các phương án thí nghiệm và các kĩ năng thực hành Vật lí. Chương trình quan tâm đến việc sử dụng cách đánh giá qua các sản phẩm thực hành của học sinh (ví dụ sản phẩm của các dự án học tập) cũng như các đánh giá mang tính tích hợp (ví dụ STEM). Chương trình môn Vật lí có cấu trúc nội dung cũng như yêu cầu cần đạt về cơ bản là giống nhau cho tất cả các vùng, miền. Tuy vậy, trong quá trình thực hiện những kĩ năng cơ bản trong tìm tòi, khám phá đối tượng Vật lí, giáo viên có thể chủ động tổ chức cho học sinh hoạt động trải nghiệm và thực hành một số nội dung mang sắc thái riêng của địa phương mình. Việc hình thành khái niệm, quy luật, định luật Vật lí không thể thiếu các thí nghiệm, thực hành. Một phần không nhỏ năng lực Vật lí của học sinh được hình thành thông qua các nội dung thí nghiệm, thực hành. Do đó, để đạt mục tiêu phát 8
triển năng lực học sinh, chương trình sẽ đưa ra các yêu cầu tối thiểu về thiết bị thí nghiệm, thực hành. Ở những nơi có điều kiện, các địa phương các cơ sở giáo dục có thể phát triển thêm các nội dung phù hợp. 1.6. Thiết bị công nghệ Thiết bị công nghệ hỗ trợ hoạt động dạy học và giáo dục hiện nay khá đa dạng và phong phú. Nghị quyết số 52- NQ/TW của Bộ chính trị, ngày 27/9/2019 về một số chủ trương, chính sách chủ động tham gia cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư đã định hướng là “thực hiện đổi mới nội dung và chương trình giáo dục, đào tạo theo hướng phát triển năng lực tiếp cận, tư duy sáng tạo và khả năng thích ứng với môi trường công nghệ liên tục thay đổi và phát triển; đưa vào chương trình giáo dục phổ thông nội dung kỹ năng số” và “đổi mới cách dạy và học trên cơ sở áp dụng công nghệ số”. Theo thông tư số 39/2021/TT-BGDĐT của Bộ Giáo dục và Đào tạo quy định về danh mục thiết bị dạy học tối thiểu cho từng bộ môn và danh mục các thiết bị dùng chung cho cho trường phổ thông. Thông tư số 14/2020/TT-BGDĐT ngày 26/05/2020 của Bộ GD&ĐT quy định phòng bộ môn của cơ sở giáo dục phổ thông, có phòng bộ môn Vật lí đối với cấp THPT được “khuyến khích trang bị các thiết bị khác nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học, ứng dụng các công nghệ mới, nâng cao kỹ năng thí nghiệm, thực hành của học sinh; hỗ trợ chuyên đề dạy học, nghiên cứu khoa học và định hướng giáo dục nghề nghiệp trong cơ sở giáo dục phổ thông” để thực hiện “để tổ chức các hoạt động giáo dục định hướng nghề nghiệp, nghiên cứu khoa học, thực hiện giáo dục STEM”. Ngoài ra một loại thiết bị quan trọng hiện nay mà rất nhiều môn học cần dùng đến là thiết bị kết nối mạng và đường truyền Internet. Học liệu số dưới dạng video ghi lại các hiện tượng Vật lí trong tự nhiên, về các thí nghiệm Vật lí để hỗ trợ cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học. 1.7. Tổng quan về phần mềm Coach7. 1.7.1. Thông tin về phần mềm. - Coach là tên gọi của một phần mềm hỗ trợ dạy học các môn khoa học tự nhiên Toán, Vật lý, Hóa học, Sinh học, Công nghệ. Coach được phát triển bởi các nhà khoa học hợp tác với công ty CMA-Hà Lan phát triển bởi các nhà khoa học giáo dục và cộng đồng giáo viên của các nước có sử dụng nền tảng công nghệ này. Coach tích hợp các công cụ ICT, giống như các công nghệ được các nhà khoa học chuyên nghiệp sử dụng và tạo điều kiện cho các phương pháp dạy học dựa trên tìm tòi khám phá. - Phần mềm không chỉ hỗ trợ các công việc mô hình hóa (modeling) mà còn hỗ trợ học sinh xây dựng kiến thức và kiểm tra tính đúng đắn của mô hình đúng theo chu kỳ nhận thức khoa học tự nhiên. Ngoài ra, Coach tương thích với kết nối một hệ thống các thiết bị cảm biến và các thiết bị đáp ứng khác. 9
1.7.2. Download và cài đặt. - Download tại địa chỉ: http://sachthietbigiaoduc.vn/gioi-thieu-thiet-bi/san- pham/-/DEVICE/5001?phan-mem-coach-7.html? - Cài đặt phần mềm Coach và cài Key bản quyền miễn phí Name : EBD Code : g6f3wkkjmsdjv 1.7.3. Giao diện. Hình 1 1.7.3.1. Chức năng và nội dung. - Thu thập dữ liệu chất lượng cao, xây dựng và sử dụng mô hình, sử dụng mô hình và trực quan hóa, so sánh kết quả từ thí nghiệm và mô hình, học sinh có thể tích cực tham gia vào các hoạt động học tập thực. - Coach7 có thể hỗ trợ học sinh tạo ra những hồ sơ học tập điện tử, hỗ trợ trình bày và lưu trữ cả những hình ảnh, video chụp từ các sản phẩm học tập. - Lưu lại các mô hình xây dựng và toàn bộ kết quả thí nghiệm tiến hành. -Thu thập dữ liệu; Xử lý số liệu; Phân tích hình ảnh và video; Mô hình hóa; Mô phỏng động và lập trình điều khiển với Coach7. 1.7.3.2. Ƣu điểm Ưu điểm của phần mềm Coach7 là dễ sử dụng, nhiều chức năng (mô hình, đo lường và điều khiển, phân tích video, thí nghiệm ghép nối máy tính). Chức năng phân tích video cho phép học sinh dễ dàng thu thập được số liệu đó vị trí tọa độ của vật chuyển động theo thời gian, từ đó cũng nhờ phần mềm Coach7 học sinh dễ dàng xác định được các đồ thị tọa độ - thời gian, đồ thị vận tốc - thời gian, đồ thị gia tốc - thời gian và rút ra các đặc điểm của chuyển động của vật. Phần mềm Coach làm một môi trường học tập và soạn thảo đa năng cho khoa học, toán học và công nghệ kết hợp các công cụ cần thiết cho: - Thu thập dữ liệu, hệ thống kiểm soát, chụp video, đo hình ảnh và video clip, mô hình hệ hống năng động, xử lý và phân tích dữ liệu, tạo báo cáo học sinh. 10
2. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ 2.1. Thực trạng về cơ sở vật chất và thiết bị thí nghiệm ở trƣờng THPT. Trong những năm gần đây, được sự quan tâm đầu tư cơ sở vật chất của ngành, địa phương, phụ huynh thông qua công tác xã hội hóa giáo dục, trường THPT Đô Lương 1 đã tập trung đầu tư được một số phương tiện giảng dạy như máy chiếu, ti vi kết nối mạng, dụng cụ thí nghiệm,… Tuy nhiên, vì có nhiều lý do khách quan (như cơ sở vật chất không đầy đủ, đồng bộ), cũng như chủ quan (ý thức của cả giáo viên và học sinh) nên mức độ sử dụng ti vi, máy chiếu để giảng dạy, trình chiếu các video thí nghiệm dạy học còn rất nhiều hạn chế. Trong các bài học có mục thí nghiệm, tranh ảnh, biểu đồ, đồ thị,… thông thường giáo viên hay yêu cầu học sinh sử dụng số liệu áo sẵn, quan sát tranh ảnh trong sách giáo khoa hoặc đưa ra kết quả thí nghiệm luôn và yêu cầu học sinh học thuộc. Điều này tạo ra sự nhàm chán trong các tiết học, không xây dựng được lòng đam mê khoa học, chưa khơi dậy được mong muốn khám phá, tìm tòi,… của các em học sinh. Cơ sở vật chất thiết bị thí nghiệm còn thiếu so với yêu cầu sách giáo khoa trung học phổ thông 2018. Thiết bị thí nghiệm còn sử dụng được ở phòng thực hành rất ít và đa số thiếu tính khoa học, chính xác, đồng hồ đo thời gian và các thiết bị khác phục vụ cho dạy học các bài thực hành thí nghiệm theo chương trình Vật lí theo chương trình giáo dục phổ thông 2018 chưa bảo đảm vì hỏng hóc và chưa bổ sung kịp thời. Việc đầu tư công tác tự làm thiết bị dạy học còn hạn chế, chất lượng chưa đạt tính sư phạm (thẩm mĩ, tính chính xác,…). Thiết bị được cung cấp khá nhiều nhưng không đồng bộ, bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển, bảo quản. Bên cạnh đó không có các thiết bị dự trữ để thay thế khi bị hỏng, thất lạc. Vì thế bên cạnh các ưu điểm truyền thống như trực quan, học sinh dễ dàng tiếp nhận thông tin thì vẫn còn những bất cập như: mất thời gian chuẩn bị, kết quả thu được không phải lúc nào cũng chính xác tuyết đối. Ngoài ra đối với các thí nghiệm diễn ra rất nhanh hoặc rất chậm sẽ gây khó khăn trong việc quan sát cũng như xử lý số liệu. Chính vì vậy việc sử dụng các video quay trước các thí nghiệm truyền thống với các phần mềm phân tích video và xử lí kết quả thí nghiệm là vô cùng cần thiết. 2.2. Thực trạng về giảng dạy thí nghiệm Vật lí ở trƣờng THPT. Trong quá trình giảng dạy, các trang thiết bị dạy học đa phần chỉ được sử dụng trong các tiết thao giảng, dự giờ, thi giáo viên giỏi các cấp... còn trong các tiết dạy thông thường rất ít khi sử dụng. Các video thí nghiệm trên mạng cũng tương đối nhiều, phong phú nhưng cũng có những hạn chế nhất định như trang bị thí nghiệm quá hiện đại mà học sinh, giáo viên chưa tiếp cận được, phụ đề và lời nói của người làm thí nghiệm bằng tiếng Anh, chứa nhiều nội dung quảng cáo không phù hợp khi giảng dạy, không khớp với nội dung và tiến trình bài giảng của giáo viên. 11
Mặt khác việc giáo viên giảng dạy trực tiếp bằng các vật dụng quen thuộc được minh họa, kiểm chứng hiện tượng Vật lí... sẽ tạo ra sự gần gũi, dễ hiểu của các kiến thức Vật lí mà các em lĩnh hội, đưa Vật lí gần hơn với cuộc sống.  Về nhận thức của giáo viên Tiến hành khảo sát 45 giáo viên Vật lí trên địa bàn tỉnh Nghệ An và hơn 560 học sinh tại các trường THPT triển khai đề tài , chúng tôi thu được những kết quả như sau: Bảng 1: Thực trạng việc tổ chức dạy thí nghiệm của giáo viên. Tiêu chí Mức độ Kết quả 1. Thầy cô đánh giá dạy học thí Rất quan trọng. nghiệm có vai trò như thế nào? 90% 2. Theo thầy (cô), mục đích của việc tổ Giúp học sinh được phát chức dạy học thí nghiệm có ứng dụng huy vai trò chủ thể, tính công nghệ thông tin trong dạy thí tích cực, chủ động, tự nghiệm môn Vật lí là gì? giác và sáng tạo của bản 100% thân. 3. Theo thầy (cô) trong dạy học môn Phù hợp với nội dung, Vật lí 11 THPT, tổ chức dạy học thí mục tiêu của chương nghiệm có ứng dụng công nghệ thông trình giáo dục 2018. tin là... 100% 4. Thầy (cô) đánh giá mức độ ứng dụng công nghệ thông tin của mình Thỉnh thoảng. 80% vào dạy học thí nghiệm như thế nào? 5. Thầy (cô) có muốn nâng cao mức độ ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy Có 90% học dạy học thí nghiệm không? 6. Thầy (cô) đang sử dụng phần mềm Chưa 95% Coach7 để tổ chức dạy thí nghiệm chưa? Như vậy, kĩ năng sử dụng thiết bị dạy học nhất là có ứng dụng công nghệ thông tin của giáo viên còn lúng túng, chưa thuần thục do thời gian chuẩn bị sử dụng thử ít. Nhận thức của một bộ phận giáo viên về việc quản lí sử dụng phần mềm để giảng dạy là rất quan trọng và phù hợp với chương trình phổ thông 2018 nhưng đa số vẫn chưa sử dụng và hiểu rõ về phần mềm này. 12