SKKN Sử dụng phần mềm Phyphox hướng dẫn học sinh tìm hiểu nội dung bài học trong chủ đề âm thanh

ỦY BAN NHÂN DÂN QUẬN HOÀNG MAI
TRƯỜNG THCS HOÀNG MAI
SÁNG KIẾN
SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHYPHOX HƯỚNG DẪN HỌC SINH TÌM HIỂU NỘI DUNG BÀI HỌC TRONG CHỦ ĐỀ ÂM THANH
MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP 7 (CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG 2018)
Lĩnh vực: Khoa học tự nhiên Cấp học: T.H.C.S
Tên tác giả: Nguyễn Tiến Thành Chức danh: Giáo viên
Năm học 2023-2024
MỤC LỤC
PHẦN MỘT: THỰC TRẠNG	1
PHẦN HAI: NỘI DUNG SÁNG KIẾN	2
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC PHÂN HOÁ VÀ GIÁO DỤC STEM	2
Cơ sở lí luận của việc dạy học phân hoá	2
Cơ sở lí luận dạy học STEM	3
Tổng quan về chủ đề Âm thanh trong chương trình THCS	4
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHYPHOX HƯỚNG DẪN HỌC SINH TÌM HIỂU NỘI DUNG BÀI HỌC TRONG CHỦ
ĐỀ ÂM THANH MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP 7	5
Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Vật lí và tổng quan về Phyphox	5
Xây dựng phương tiện dạy học	8
Tiến trình dạy học chi tiết phần Âm thanh	12
PHẦN BA: HIỆU QUẢ MANG LẠI	13
PHẦN BỐN: ĐÁNH GIÁ PHẠM VI ẢNH HƯỞNG CỦA SÁNG KIẾN	16
CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
STT
Viết tắt
Viết đầy đủ
1
GV
Giáo viên
2
HS
Học sinh
3
DHPH
Dạy học phân hoá
4
TN
Thí nghiệm
5
TNSP
Thực nghiệm sư phạm
6
PHT
Phiếu học tập
7
THPT
Trung học phổ thông
8
GDPT
Giáo dục phổ thông
9
GVCN
Giáo viên chủ nhiệm
10
DHTT
Dạy học truyền thống
11
STEM
Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), và Mathematics (Toán học)
12
THCS
Trung học cơ sở
13
KHTN
Khoa học tự nhiên
14
GQVĐ
Giải quyết vấn đề

UBND QUẬN HOÀNG MAI
TRƯỜNG THCS HOÀNG MAI
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BẢN MÔ TẢ NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA SÁNG KIẾN
(Đính kèm theo đơn yêu cầu công nhận sáng kiến số: 08/SKKN-THCSHM) Tên sáng kiến: “Sử dụng phần mềm phyphox hướng dẫn học sinh tìm hiểu nội dung bài học trong chủ đề Âm thanh - môn Khoa học tự nhiên lớp 7”
Tác giả: Nguyễn Tiến Thành
PHẦN MỘT: THỰC TRẠNG
Trong Chương trình GDPT được Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành năm 2018 đã đề ra rằng giai đoạn giáo dục “THPT nhằm mục đích tiếp tục bồi dưỡng và phát triển ở HS những phẩm chất, năng lực cần thiết đối với người lao động, thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục có thể giúp HS hình thành những năng lực đặc thù như: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mĩ, năng lực thể chấtvv
Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cận liên môn, giúp HS áp dụng các kiến thức khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học vào giải quyết một số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể”. Trong chương trình GDPT hiện nay, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm góp phần hình thành, phát triển năng lực, phẩm chất gắn với giáo dục hướng nghiệp cho HS. Nhờ những điểm phù hợp đó mà giáo dục STEM đang được thúc đẩy triển khai trong chương trình phổ thông ở Việt Nam.
Tuy nhiên, việc triển khai giáo dục STEM và dạy học phân hoá còn gặp nhiều khó khăn do các thiết bị hỗ trợ trong quá trình dạy học còn rất hạn chế. Đặc biệt về phần chủ đề âm thanh trong chương trình KHTN 7, các thiết bị về cảm biến độ cao, độ to của âm thanh rất phức tạp và cần phải kết nối với máy tính khiến cho quá trình dạy học còn gặp nhiều bất cập và không được phổ biến rộng rãi.
Âm thanh là một chủ đề ở chương trình Vật lí 7, Chương trình GDPT 2018. Với thời lượng 9 tiết, chủ đề nhằm giúp HS hiểu rõ bản chất, nguồn gốc của âm thanh, vận dụng kiến thức trong âm nhạc và sử dụng các nhạc cụ HS có thể chứng minh các đặc trưng vật lí của âm, từ đó giải thích được các hiện tượng trong đời sống, cuối cùng HS có thể bảo vệ tai khỏi ô nhiễm tiếng ồn. Trong yêu cầu cần đạt của chủ đề tập trung vào các thao tác thảo luận, đề xuất, chọn phương án và thực hiện được nhiệm vụ học tập đặc biệt là kĩ năng làm thí nghiệm, vì thế triển khai dạy học chủ đề này có
nhiều cơ hội để bồi dưỡng và phát năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh, từ đó tạo dựng cơ sở phân hóa HS.
Công nghệ thông tin có thể được sử dụng rộng rãi trong việc dạy học Vật lí để cải thiện hiệu suất và tạo ra môi trường học tập thú vị hơn cho HS. Phyphox là một ứng dụng di động miễn phí được phát triển cho cả hệ điều hành iOS và Android, được thiết kế để biến điện thoại thông minh của bạn thành một thiết bị đo và thu thập dữ liệu vật lý. Ứng dụng này giúp bạn thực hiện các thí nghiệm và đo lường vật lý một cách dễ dàng và đáng tin cậy, từ các thí nghiệm đơn giản đến các dự án nghiên cứu phức tạp. Từ đó, ứng dụng hỗ trợ rất tốt cho việc giảng dạy cùng với việc giúp học sinh trong việc chiếm lĩnh kiến thức.
PHẦN HAI: NỘI DUNG SÁNG KIẾN
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC PHÂN HOÁ VÀ GIÁO DỤC STEM
Cơ sở lí luận của việc dạy học phân hoá.
Khái niệm dạy học phân hóa
Tác giả Tôn Thân (2006) [1] cho rằng DHPH “là một quan điểm dạy học đòi hỏi phải tổ chức, tiến hành các hoạt động dạy học dựa trên những khác biệt của người học về năng lực, sở thích, nhu cầu, các điều kiện học tập nhằm tạo ra những kết quả học tập tốt nhất và sự phát triển tốt nhất cho từng người học, đảm bảo công bằng trong giáo dục. “Theo Nguyễn Hữu Châu (2006)” [2] thì Dạy học phân hoá là một quan điểm dạy học đòi hỏi phải tổ chức, tiến hành các hoạt động dạy học dựa trên những khác biệt của người học về năng lực, sở thích, nhu cầu và các điều kiện học tập, nhằm tạo ra những kết quả học tập tốt nhất cho người học. Theo Đặng Thành Hưng (2008)” [3] đưa ra quan niệm về DHPH “là chiến lược dạy học dựa vào sự khác biệt của nhóm hay cá nhân người học nhằm làm cho chương trình, bài giảng và quá trình dạy học nói chung thích ứng tốt hơn với những khác biệt này, với người học, nhờ vậy có thể đạt hiệu quả cao hơn. Theo Lê Thị Thu Hương (2016)” [4] thì DHPH là một cách tiếp cận dạy học mà ở đó GV điều chỉnh quá trình dạy học cho phù hợp với từng cá nhân hoặc nhóm HS nhằm phát triển tối đa năng lực học tập của mỗi em.
Như vậy, sự phân hóa có nghĩa là biết phân tích và điều chỉnh quá trình dạy học trong cùng một môi trường nhưng theo cách tính đến các đặc trưng của một hoặc nhiều học sinh như kiến thức học sinh đã có, mức độ nhận thức theo mức độ học tập đề ra. Cụ thể, dạy học phân hóa, đó là
“tiến trình dạy học gồm đa dạng các phương tiện, thiết bị và phương pháp giảng dạy, học tập nhằm cho phép học sinh có các năng lực, kĩ năng, kiến thức, lứa tuổi, hành vi, thái độ khác nhau đều đạt đến mục tiêu chung của học tập, giáo dục nhưng bằng các con đường khác nhau.
sự huy động đa dạng và phong phú các phương pháp, hình thức dạy học sao cho sự học của học sinh được kích thích, được đa dạng để học sinh có thể làm việc, hoạt động, học tập theo lộ trình và phương pháp riêng đặc trưng cho bản thân nhưng vẫn đảm bảo mục tiêu kiến thức, kĩ năng yêu cầu.
phá vỡ hình thức dạy học trực diện, giáo dục với giáo viên là chủ đạo, cả lớp chỉ học một cách, cùng một bàu học cho tất cả học sinh.
tổ chức học tập, hoạt động, làm việc sao cho mỗi học sinh đều có tình huống học tập tối ưu”.
Các cấp độ phân hóa dạy học
Theo tác giả Tôn Thân (2006) và nhiều tác giả như Nguyễn Bá Kim (2006), Đặng Thái Lai (2012) DHPH có thể tiến hành theo 2 mức độ:
Phân hóa về tổ chức – phân hóa vĩ mô hay phân hóa ngoài: “là hình thành các nhóm ngoại khóa, lớp chuyên, giáo trình tự chọn. Hình thức của DHPH ở mức độ này là: dạy học phân ban, dạy học tự chọn, dạy học phân ban kết hợp với tự chọn và do các nhà hoạch định chính sách, các nhà làm chương trình, biên soạn SGK, thực hiện. Như vậy, phân hóa ngoài thể hiện thông qua cách thức tổ chức các loại trường, lớp khác nhau cho các đối tượng HS khác nhau; xây dựng các chương trình giáo dục khác nhau.
Phân hóa nội tại – phân hóa vi mô hay phân hóa trong: là dùng những biện pháp phân hóa thích hợp trong một lớp học thống nhất với cùng một kế hoạch học tập, cùng một chương trình và sách giáo khoa. Có thể nói đến giáo án phân hóa, quy trình DHPH, hệ thống bài tập phân hóa, kiểm tra đánh giá phân hóa. DHPH ở cấp độ này thể hiện thông qua việc tìm hiểu và thực hiện các phương pháp, kĩ thuật dạy học khác nhau sao cho mỗi cá nhân hoặc nhóm HS thu được kết quả học tập tốt nhất”.
Cơ sở lí luận dạy học STEM
Dạy học STEM là gì?
Dạy học STEM là việc giảng dạy và hướng dẫn các môn học trong lĩnh vực STEM, viết tắt của Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật), và Mathematics (Toán học).
STEM nhấn mạnh việc kết hợp và ứng dụng các nguyên tắc và kiến thức từ cả bốn lĩnh vực này vào việc giải quyết các vấn đề thực tế. Thay vì tiếp cận từng môn học một cách riêng lẻ, STEM khuyến khích sự hợp tác và tư duy sáng tạo trong việc giải quyết các vấn đề phức tạp.
Một số điểm nổi bật về dạy học STEM bao gồm:
Học tập bằng thực hành: STEM thúc đẩy việc học tập thông qua việc thực
hành, thí nghiệm và tạo ra các sản phẩm thực tế.
Phát triển kỹ năng tư duy logic và sáng tạo: HS được khuyến khích tư duy theo cách sáng tạo và phân tích logic để giải quyết các vấn đề.
Kỹ năng giải quyết vấn đề: STEM giúp HS phát triển kỹ năng tìm kiếm giải pháp, thiết kế và thử nghiệm để giải quyết các vấn đề phức tạp.
Tư duy vượt ra khỏi ngữ liệu sách vở: HS được khuyến khích ứng dụng kiến thức vào thực tế và nhận biết sự liên kết giữa các môn học.
Các phương pháp và phương tiện dạy học STEM
Dưới đây là một số phương pháp và phương tiện phổ biến được sử dụng để dạy học STEM:
Thực hành và trải nghiệm thực tế: Cho HS tham gia vào các hoạt động thực tế, thí nghiệm và dự án để áp dụng kiến thức STEM vào thực tế. Đây là cách tuyệt vời để kích thích tư duy sáng tạo và khám phá.
Nghiên cứu dự án: Đặt ra các vấn đề và thách thức thực tế và yêu cầu HS nghiên cứu, thiết kế và triển khai các giải pháp STEM. Đây là cách thúc đẩy tư duy độc lập và giải quyết vấn đề.
Học tập theo nhóm: Gia đình HS thành các nhóm làm việc cùng nhau để giải quyết các vấn đề phức tạp hoặc tham gia vào các dự án STEM. Đây khuyến khích sự hợp tác và kỹ năng xã hội.
Tổng quan về chủ đề Âm thanh trong chương trình THCS
Chủ đề Âm thanh trong môn Khoa học tự nhiên ở lớp 7 thường bao gồm các khái niệm và nội dung sau:
Âm thanh là gì?
Định nghĩa âm thanh và so sánh với ánh sáng.
Sự phụ thuộc của âm thanh vào dao động cơ bản của các vật thể.
Sự hình thành và truyền dẫn âm thanh
Nguyên tắc tạo ra âm thanh: dao động và truyền dẫn sóng âm.
Nguồn gốc và cơ cấu của các nguồn phát âm thanh (cái gì tạo nên tiếng).
Cách âm thanh được truyền dẫn qua các chất khác nhau (ví dụ: không khí, nước, kim loại).
Âm thanh và sóng âm
Đo tần số âm thanh và biên độ âm thanh.
Quan hệ giữa tần số và cao độ tiếng (âm thanh cao và thấp).
Quan hệ giữa biên độ và độ to tiếng (âm thanh to và nhỏ)
Âm thanh trong không khí
Tốc độ truyền dẫn âm thanh trong không khí.
Âm thanh trong môi trường không khí và các vấn đề ô nhiễm âm thanh liên quan.
Âm thanh và con người
Nghe và tai người: cấu tạo và cách hoạt động.
Mức độ nghe của con người và phạm vi tần số. Ứng dụng âm thanh trong cuộc sống hàng ngày
Nguyên lý hoạt động của các thiết bị phát âm thanh (ví dụ: loa, tai nghe).
Các vật liệu cách âm và các giải pháp cách âm.
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHYPHOX HƯỚNG DẪN HỌC SINH TÌM HIỂU NỘI DUNG BÀI HỌC TRONG CHỦ ĐỀ ÂM THANH MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP 7
Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học Vật lí và tổng quan về Phyphox
Công nghệ thông tin có thể được sử dụng rộng rãi trong việc dạy học Vật lí để cải thiện hiệu suất và tạo ra môi trường học tập thú vị hơn cho HS. Dưới đây là một số ứng dụng và cách sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học Vật lí:
Phyphox là một ứng dụng di động miễn phí được phát triển cho cả hệ điều hành iOS và Android, được thiết kế để biến điện thoại thông minh của bạn thành một thiết bị đo và thu thập dữ liệu vật lý. Ứng dụng này giúp bạn thực hiện các thí nghiệm và đo lường vật lý một cách dễ dàng và đáng tin cậy, từ các thí nghiệm đơn giản đến các dự án nghiên cứu phức tạp. Dưới đây là một tổng quan về ứng dụng Phyphox:
Đa dạng tính năng: Phyphox cung cấp một loạt các cảm biến và tính năng cho phép bạn đo lường và thu thập dữ liệu về nhiều loại hiện tượng vật lý khác nhau, bao gồm gia tốc, gia tốc góc, áp suất, âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ, từ trường, và nhiều loại cảm biến khác.
Dễ sử dụng: Ứng dụng có giao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng, cho phép cấu hình và điều khiển các thí nghiệm một cách đơn giản. Bạn có thể thực hiện thí nghiệm bằng cách chạm vào màn hình hoặc sử dụng các tùy chọn cài đặt.
Phân tích dữ liệu: Phyphox cho phép bạn phân tích và xem dữ liệu bạn thu thập thông qua biểu đồ và biểu đồ số liệu. Bạn có thể lọc và xử lý dữ liệu để tìm hiểu các mẫu và hiện tượng.
Lưu trữ và chia sẻ dữ liệu: Bạn có thể lưu trữ dữ liệu đo lường trên thiết bị của bạn hoặc chia sẻ chúng với người khác qua email hoặc các ứng dụng khác.
Dự án và thí nghiệm sẵn có: Phyphox cung cấp một thư viện các dự án và
thí nghiệm sẵn có mà bạn có thể tải xuống và sử dụng. Điều này giúp bạn bắt đầu nhanh chóng với việc thực hiện các thí nghiệm cụ thể.
Phù hợp cho giáo dục: Phyphox thích hợp cho việc sử dụng trong giáo dục và giúp GV và HS thực hiện các thí nghiệm vật lý một cách tương tác và thú vị.
Khả năng mở rộng: Có khả năng mở rộng và tùy chỉnh ứng dụng bằng cách sử dụng các công cụ lập trình và thư viện mã nguồn mở mà Phyphox hỗ trợ.
Phyphox là một công cụ mạnh mẽ để thực hiện các thí nghiệm và đo lường vật lý bằng điện thoại di động của GV. Hiện nay, app đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực giáo dục và nghiên cứu, và có tiềm năng hỗ trợ nhiều ứng dụng khác nhau trong việc hiểu sâu về thế giới vật lý xung quanh chúng ta đặc biệt là phần Âm thanh trong vật lí 7 yêu cầu đo tần số và độ to của âm, dưới đây là một số hình ảnh về chức năng đo hai vấn đề trên:
Hình 1.2: Logo app Phyphox
Hình 1.3: Các chức năng đo phần âm thanh của app Phyphox
Hình 1.4: Chức năng đo độ to của âm thanh bằng app Phyphox
Hình 1.5: Chức năng tạo ra các âm tần số khác nhau bằng app Phyphox
Hình 1.6: Chức năng đo tần số của các âm thanh khác nhau bằng app Phyphox
m đã đưa ra một thang bậc nhận thức giúp GV lập kế hoạch các bài giảng để đưa HS từ hình thức học cơ bản nhất (học kiến thức) sang hình thức học phức tạp nhất (đánh giá). Thang tư duy Bloom giúp GV tập trung vào phát triển nhận thức, là công cụ Mô phỏng và giả lập: Sử dụng mô hình, máy mô phỏng, và các công cụ giả lập để tái tạo các tình huống thực tế hoặc điều kiện không dễ tiếp cận. Sử dụng tài nguyên ngoài trường học: Tận dụng cơ hội ngoại khoá, thăm viện bảo tàng, công nghệ. Hướng dẫn cá nhân: Cho phép HS theo đuổi các dự án hoặc chủ đề mà họ quan tâm và tận dụng lợi ích của hướng dẫn cá nhân. Âm thanh là gì? Định nghĩa âm thanh và so sánh với ánh sáng. Sự hình thành và truyền dẫn âm thanh Nguyên tắc tạo ra âm thanh: dao động và truyền dẫn sóng âm. Nguồn gốc và cơ cấu của các nguồn phát âm thanh (cái gì tạo nên tiếng). Cách âm thanh được truyền dẫn qua các chất khác nhau (ví dụ: không khí, nước, kim loại). Âm thanh và sóng âm. vật liệu cách âm và các giải pháp cách âm. Chủ đề đọc nhạc trong môn Âm nhạc Chủ đề Đọc nhạc ở tiểu học có thể giúp HS phát triển sự hiểu biết về âm nhạc, khám phá và t