Sử dụng phần mềm mapletrong dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

KHOA VẬT LÍ

HỒNG THỊ HƢƠNG

SỬ DỤNG PHẦN MỀM MAPLE TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
ThS. Mai Văn Lưu

VINH, 2010


Lời cảm ơn

Trong q trình nghiên cứu và hồn thành đề tài này, trước hết tơi xin bày
tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo, ThS. Mai Văn Lưu, giảng viên khoa Vật lý
Trường Đại Học Vinh đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tơi trong q trình thực
hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong khoa Vật lý trường
Đại Học Vinh cùng bạn bè đã giúp đỡ tơi trong q trình nghiên cứu và hồn
thành khố luận tốt nghiệp.
Mặc dù đã rất cố gắng trong lần đầu nghiên cứu khoa học, do kinh nghiệm
và thời gian nghiên cứu còn hạn chế nên chắc chắn khơng tránh khỏi những
thiếu sót trong q trình hồn thiện đề tài. Vì vậy, tơi mong được sự đóng góp ý
kiến của các q thầy cơ, các bạn và những ai quan tâm tới đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Vinh, tháng 5 năm 2010
Tác giả

Hoàng Thị Hƣơng


MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn
Mục lục ………………………………………………………………………………... i
Danh mục từ viết tắt ……………………………………………………………...... iii
Danh mục hình vẽ ………………………………………………………………...... iv
Mở đầu ………………………………………………………………………………... 1
1
1. Lý do chọn đề tài ..............................................................................................................
2
2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................................
3
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................
3
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................................
3
5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................
3
6. Đóng góp của luận văn ..................................................................................................

7. Cấu trúc luận văn …………………………………………………………...

4

Chương 1: Ứng dụng phần mềm dạy học trong dạy học vật lý ở
trường trung học phổ thông ……………………………………………………... 5
1.1. Tổng quan về ứng dụng CNTT trong dạy học …………………………...... 5
1.1.1 Chức năng lưu trữ, xử lý và cung cấp thông tin ……………………………. 5
1.1.2. Chức năng điều khiển, điều chỉnh, kiểm tr và luyện tập……………… .. 6
1.1.3. Chức năng minh họa, trực quan hóa bằng mơ phỏng …………………… 7
1.1.4. Chức năng hỗ trợ thí nghiệm …………………………………………………….. 8
1.2. Khái niệm phần mềm dạy học vật lý ………………………………………

8

1.3. Khả năng hỗ trợ PMDH đối với vấn đề tích cực hóa HĐNT cho HS ...... 11
1.4. Sử dụng phần mềm trong dạy học vật lý……………………………………. 14
1.5. Các bước để thiết kế một thí nghiệm mô phỏng…………………………… 16
1.6. Kết luận chương 1…………………………………………………………………...………………... 17
Chương 2: Khai thác các chức năng của phần mềm Maple trong dạy
học Vật lý ………….…………………………………………………………………..……………………………………... 19
2.1. Khả năng hỗ trợ của phần mềm Maple trong dạy học vật lý …………… 19


2.2. Tổng quan về phần mềm Maple ……………………………………………... 20
2.2.1. Đặc điểm và các chức năng cơ bản của Maple ……………………………. 20
2.2.2. Khởi động Maple, thiết kế các mô phỏng ……………………………………. 21
2.3. Khai thác cơ bản phần mềm Maple ………………………………………… 28
2.3.1. Tính tốn số học và đại số thơng dụng………………………………………… 28
2.3.2. Vẽ đồ thị và các vấn đề liên quan……………………………………………...... 29
2.3.2. Các lệnh lập trình cơ bản …………………………………………………………. 30
2.4. Kuận chương 2 ………………………………………………………………….. 33
Chương 3: Thiết kế một số TN mô phỏng bằng phần mềm Maple …….. 34
3.1. Các thí nghiệm về Động học chất điểm …………………………………… 34

3.1.1. Chuyển động ném xiên …………………………………………………………….. 34
3.1.2. Chuyển động ném ngang ………………………………………………………….. 35
3.2. Các thí nghiệm về Dao động cơ .…………………………… ……………... 37
3.2.1. Dao động điều hoà…………………………………………………………………… 37
3.2.2. Dao động của con lắc đơn …………………………………………………….. 38
3.2.3. Dao động của con lắc vật lý ................................................................ 40
3.2.4. Dao động cưỡng bức ……………………………………………………………...... 41
3.2.5. Hiện tượng cộng hưởng ……………………………………………………………. 42
3.2.6. Tổng hợp hai dao động điều hoà ……………………………………………….. 43
3.3. Các thí nghiệm về Sóng cơ và Sóng âm … ……………………………...... 45
3.3.1. Sóng nước ……………………………………………………………………………… 45
3.3.2. Sóng ngang ……………………………………………………………………………. 46
3.3.3. Sóng dọc ……………………………………………………………………………….

47

3.3.4. Giao thoa sóng ……………………………………………………………………….

48

3.3.5. Sóng dừng trên dây có hai đầu cố định ……………………………………… 50
3.4. Kết luận chương 3 ……………………………………………………………… 51
Kết luận ……………………………………………………………………………..

53

Tài liệu tham khảo ………………………………………………………………..

56

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BGĐT

:

Bài giảng điện tử

CNTT

:

Công nghệ thơng tin

DH

:

Dạy học

GV

:

Giáo viên

HS

:

Học sinh

KHMT

:

Khoa học máy tính

MVT

:

Máy vi tính

PMDH

:

Phần mềm dạy học

PP

:

Phương pháp

PPDH

:

Phương pháp dạy học

PTDH

:

Phương tiện dạy học

QTDH

:

Q trình dạy học

SGK

:

Sách giáo khoa

THPT

:

Trung học phổ thơng

TN

:

Thí nghiệm

TNMP

:

Thí nghiệm mô phỏng

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


Thanh thực đơn

Thanh công cụ

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

DANH MỤC HÌNH VẼ
Nội dung

STT

Trang

Hình 2.1

Mơi trường làm việc của Maple

22

Hình 2.2

Menu File

23

Hình 2.3

Menu Edit

23

Hình 2.4

Menu Insert

24

Hình 2.5

Menu Windows

24

Hình 2.6

Menu View

25

Hình 2.7

Menu Format

26

Hình 3.1

Chuyển động ném xiên

35

Hình 3.2

Chuyển động ném ngang

36

Hình 3.3

TN mơ phỏng dao động điều hồ

38

Hình 3.4

Dao động điều hồ và đồ thị tương ứng

38

Hình 3.5

Dao động của con lắc đơn

40

Hình 3.6

Đồ thị mơ phỏng dao động con lắc vật lý

41

Hình 3.7

Đồ thị so sánh dao động con lắc vật lý với góc  nhỏ  và lớn

41

Hình 3.8

Đồ thị Dao động cưỡng bức

42

Hình 3.9

Đồ thị hiện tượng cộng hưởng

43

Hình 3.10

Tổng hợp hai dao động điều hồ

45

Hình 3.11

Sóng nước

46

Hình 3.12

Qúa trình truyền sóng ngang

47

Hình 3.13

Qúa trình truyền sóng dọc

48

Hình 3.14

Giao thoa sóng

50

Hình 3.15

Sóng dừng

51

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Trong những năm qua, thành tựu của CNTT tác động mạnh mẽ đến mọi
lĩnh vực của đời sống, kinh tế - xã hội. Đặc biệt, CNTT đã tác động sâu rộng,
mạnh mẽ đến sự phát triển của nền khoa học và giáo dục hiện đại của nước ta.
Cụ thể hơn là đã tác dụng đến việc đổi mới nội dung, phương pháp... trong quá
trình nghiên cứu và dạy - học.
Trong nghị quyết TW 2 - khóa VIII đã chỉ rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương
pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành
nếp tư duy sáng tạo của người học”. Để đáp ứng được sự đổi mới của sự nghiệp
GD-ĐT, xã hội yêu cầu nhà trường khơng ngừng nâng cao chất lượng giáo dục
tồn diện cho HS bao gồm việc cung cấp cho họ những kiến thức cơ bản, khoa
học, chính xác, hiện đại, làm phát triển năng lực tư duy, rèn luyện kỹ năng, kỹ
xảo, hình thành phương pháp học tập, và làm việc khoa học, sáng tạo… góp
phần rèn luyện và làm phát triển nhân cách của HS. Giáo dục phát triển sẽ kéo

theo sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đến
lượt mình lại làm biến đổi mục tiêu và nội dung của giáo dục, đồng thời tạo khả
năng mới cho việc tiếp thu và lĩnh hội có hiệu quả những nội dung mới đó.
Đặc điểm nổi bật của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện nay là sự phát
triển có tính chất “bùng nổ” của CNTT. Hiện nay, các nước phát triển trong khu
vực Đơng Nam Á và thế giới đã tích cực ứng dụng CNTT vào quá trình nghiên
cứu và quá trình đào tạo ở các cấp học. Song song với việc giảng dạy bộ môn
tổng hợp trong nhà trường bên cạch các môn học khác, các nước trên thế giới đã
có những thành cơng trong việc ứng dụng CNTT để phát triển các phương pháp
dạy học bộ mơn, trong đó có mơn Vật lý. Việc đưa MVT vào dạy học có thể
giúp nhà trường tiến hành tốt cơng tác giảng dạy theo nhiều mục đích học tập
khác nhau cũng như theo nhiều nhóm HS khác nhau.
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

Ở nước ta, từ năm 1990 - 1991 chương trình giáo dục tin học đã đưa vào
giảng dạy ở các trường phổ thơng. Tính đến cuối năn 2003 đã có 96% các
trường THPT trong tồn quốc kết nối Internet. Mặc dù hướng nghiên cứu ứng
dụng CNTT làm phương tiện dạy học ở Việt Nam đang còn khá mới mẻ, đang
từng bước được thực hiện nhưng bước đầu cũng đã có những kết quả nhất định.
Tại các Viện nghiên cứu, các trường Đại học, các công ty tin học đã hình thành
các nhóm nghiên cứu về ứng dụng các sản phẩm CNTT làm phương tiện dạy
học. Một số phần mềm dạy học đã ra đời, phần nào đem lại hiệu quả trong dạy
học. Tuy nhiên có thể nói rằng các ứng dụng của MVT trong nhà trường ở nước
ta hiện nay cịn q ít ỏi. Hầu như MVT chỉ được sử dụng như là công cụ để học
tập môn tổng hợp và chưa được ứng dụng trong việc giảng dạy của các mơn học
khác. Có q ít những chương trình hoặc phần mềm có thể sử dụng rộng rãi
phục vụ cho việc nghiên cứu và dạy học ở trường phổ thông, nhất là các phần

mềm hỗ trợ cho quá trình minh họa và mơ phỏng các TN.
Là một GV Vật lý THPT trong tương lai tôi nhận thấy rằng việc tiếp tục
nghiên cứu ứng dụng CNTT vào quá trình DH theo hướng hiện đại hóa phương
tiện nhằm đổi mới phương pháp giảng dạy là một nhiệm vụ cấp thiết, có ý nghĩa
thiết thực và khắc phục được những khó khăn trên, góp phần đổi mới hoạt động
DH, tăng tính trực quan trong DH đồng thời nâng cao chất lượng DH Vật lý ở
trường phổ thông.
Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn nói trên, chúng tơi tiến hành nghiên
cứu đề tài Sử dụng phần mềm Maple trong dạy học Vật lý ở trƣờng Trung học
phổ thông.
2. Mục đích nghiên cứu
- Tiếp tục nghiên cứu, bổ sung và góp phần hồn thiện cơ sở lý luận về ứng
dụng CNTT trong dạy học nói chung và dạy học Vật lý nói riêng theo hướng hiện
đại hố các phương tiện dạy học.
- Ứng dụng phần mềm Maple xây dựng các thí nghiệm mơ phỏng hỗ trợ các

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

thí nghiệm giáo khoa.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng:
+ Nội dung, phương pháp giảng dạy Vật lý THPT.
+ Nội dung, phương pháp nghiên cứu Vật lý.
+ Phần mềm Maple.
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Sử dụng MVT, phần mềm Maple trong DH Vật lý theo hướng hiện đại
hóa phương tiện DH.

4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc sử dụng phần mềm trong nghiên cứu và
dạy học Vật lý.
- Nghiên cứu sử dụng phần mềm Maple thiết kế một số TN mô phỏng hỗ
trợ dạy học Vật lý ở trường THPT.
- Nghiên cứu nội dung chương trình sách giáo khoa Vật lý 12 THPT.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu các tài liệu về những vấn đề cơ bản của giáo dục hiện đại để
tìm ra giải pháp nhằm nâng cao chất lượng của hoạt động nhận thức của HS.
- Nghiên cứu các tài liệu về vai trò của MVT, phần mềm trong dạy học Vật lý.
- Nghiên cứu các tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Maple.
- Nghiên cứu chương trình, nội dung SGK, sách giáo viên và các tài liệu
tham khảo liên quan.
6. Đóng góp của luận văn
- Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lý luận của việc sử dụng MVT với phần mềm
trong quá trình dạy học Vật lý ở phổ thông.
- Hướng dẫn cách khai thác và sử dụng phần mềm Maple, thiết kế được một
số TN mơ phỏng hỗ trợ q trình dạy học Vật lý THPT.

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

7. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo nội dung chính của luận
văn gồm 3 chương:
Chương 1: Ứng dụng phần mềm dạy học trong dạy học vật lý ở trường
Trung học phổ thông.
Chương 2: Khai thác các chức năng của phần mềm Maple trong dạy học vật lý

Chương 3: Thiết kế một số TN mô phỏng bằng phần mềm Maple.

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

Chương 1. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC
TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

1.1. Tổng quan về ứng dụng CNTT trong dạy học
Trong những năm gần đây, các thành tựu của khoa học, CNTT đặc biệt
là MVT đang dần trở thành công cụ hữu ích đối với tất cả các lĩnh vực trong
xã hội, MVT đã làm thay đổi khá lớn đến hình thức, nội dung, các hoạt động
kinh tế, văn hóa và đời sống xã hội loài người. Ứng dụng của MVT ngày càng
trở nên đa dạng và phong phú. Do vậy, đối với nước ta hiện đang trong giai
đoạn đổi mới và hội nhập, ý nghĩa và tầm quan trọng của MVT lại càng có ý
nghĩa đặc biệt.
MVT là phương tiện có nhiều điểm mạnh để phục vụ cho những hoạt
động khác nhau của con người. Những điểm mạnh này đã và đang được khai
thác để hỗ trợ quá trình dạy học trong trường phổ thông. Sau đây là những ưu
điểm nổi bật có thể khai thác trong q trình dạy học [14].
1.1.1. Chức năng lƣu trữ, xử lý và cung cấp thơng tin
Nhờ chức năng này có thể tạo ra, lưu trữ và hiển thị lại một khối lượng
thông tin vô cùng lớn dưới nhiều hình thức khác nhau như: văn bản (text), đồ
họa (graphic), hình ảnh (image), âm thanh (sound), hoạt cảnh (video),… GV sẽ
xây dựng được bài giảng sinh động thu hút sự tập trung người học, dễ dàng thể
hiện được các phương pháp sư phạm: PP dạy học tình huống, PP dạy học nêu
vấn đề, khách quan ngay trong q trình học, tăng khả năng tích cực chủ động
tham gia học tập của người học. Chức năng này có ý nghĩa lớn lao trong q

trình học tập, bởi lẻ học tập chính là q trình thu thập xử lý và lưu trữ thơng tin.
Ngồi việc cho phép lưu trữ thơng tin, phần mềm cịn cho phép xử lý theo ý
muốn của GV như: Sửa đổi, tìm kiếm, sắp xếp, kiểm tra,… trên cơ sở đó HS có
điều kiện tốt hơn để đưa ra các phán đoán, nhận định trong khi giải quyết các
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

vấn đề học tập trên hệ thống cơ sở dữ liệu tri thức.
1.1.2. Chức năng điều khiển, điều chỉnh, kiểm tra và luyện tập
Việc học tập trên MVT có tác dụng cá biệt hóa người học. MVT tự động
lưu giữ đánh giá kết quả học tập của mỗi cá nhân, kịp thời đưa ra các thông tin
phản hồi bao gồm các yêu cầu, những hướng dẫn, những nội dung hay câu hỏi
kiểm tra phụ. Nhờ vậy HS có thể kịp điều chỉnh hoạt động của mình cho phù
hợp và mỗi cá nhân sẽ được học tập theo đúng khả năng của mình. Với sự trợ
giúp của phần mềm, HS có thể xác định nhanh chóng và đúng đắn những kiến
thức cần phải ôn tập, những kiến thức cần được bổ sung. Ngồi ra MVT có thể
đề xuất một tiến trình học tập phù hợp với từng đối tượng HS sao cho họ có thể
đạt được kết quả học tập tốt nhất. Từ đó, việc tổ chức dạy học có thể được tiến
hành theo những hình thức khác mà ngày nay đang phổ biến áp dụng rộng rãi đó
là: Dạy học từ xa, E-learning. Trong kiểm tra đánh giá, MVT có thể đưa ra các
câu hỏi thơng qua các chương trình lập trình sẵn dựa trên các phần mềm sẽ cho
ra kết quả đánh giá khách quan và chính xác.
Như vậy, thông qua việc cung cấp thông tin, việc kiểm tra liên tục, lưu trữ
và xử lý các kết quả kiểm tra mà MVT được xem là một phương tiện kiểm tra có
nhiều thế mạnh hơn các phương tiện truyền thống khác, luôn luôn đảm bảo mối
quan hệ tương tác thuận nghịch giữa người sử dụng MVT dẫn đến có thể điều
khiển và điều chỉnh kịp thời hoạt động học tập của HS. Ngoài ra MVT được sử
dụng để liên lạc trao đổi giữa GV và HS thông qua thư điện tử, diễn đàn. Đây là

chức năng phổ biến trong dạy học ngày nay giúp người học và người dạy rút
ngắn khoảng cách, rút ngắn thời gian, các bài học, các bài tập hay các bài kiểm
tra có thể gửi nhận nhanh chóng [14].
Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của CNTT về phần cứng và phần
mềm đa dạng, đã tạo điều kiện cho các nhà lập trình trong và ngoài ngành giáo
dục quan tâm và tạo ra các chương trình ứng dụng hỗ trợ cho việc dạy và học.
Nhiều chương trình và phần mềm đã xây dựng nhằm hỗ trợ cho việc tự học, ôn
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

tập của HS. Trong đó các yếu tố kích thích hứng thú, phát huy tính tích cực cũng
như phát triển trí tuệ của HS được hết sức chú trọng.
1.1.3. Chức năng minh họa, trực quan hóa bằng mơ phỏng
Nhờ phần mềm đồ họa 2D, 3D phổ biến hiện nay như: Photoshop,
CorelDraw, 3dStudioMax, Maya,… các phần mềm diễn hoạt như: Macromedia
Flash,… các phần mềm lập trình như: Maple, Visual Basic, Turbo Pascal,…
MVT giúp GV dễ dàng tạo ra sản phẩm, các mơ hình tĩnh hay các mơ hình động
ở các góc độ khác nhau dùng để mơ phỏng, mơ hình hóa các hiện tượng, các q
trình cần nghiên cứu giúp cho việc nhận thức các đối tượng đó thuận lợi mang
lại hiệu quả lớn tiết kiệm thời gian chuẩn bị của GV và nghiên cứu của HS.
Muốn cho HS hiểu vấn đề một cách sâu sắc thì phải xây dựng các khái
niệm, các giả thuyết, các định luật từ sự quan sát trực tiếp. Nhưng trong thực tế,
nhiều khi con người không thể nào quan sát trực tiếp một số hiện tượng vật lý
bằng các giác quan thông thường. Vì vậy, phải tạo ra các hiện tượng tự nhiên
bằng phương pháp nhân tạo, nghĩa là sử dụng các phương tiện trực quan. Các
phương tiện trực quan không những cung cấp cho HS hệ thống kiến thức bền
vững, chính xác mà cịn giúp HS kiểm tra tính đúng đắn của các kiến thức lý
thuyết, sửa chữa bổ sung, đánh giá lại chúng nếu khơng phù hợp với thực tiễn.

Có thể nói, trực quan hóa là cầu nối giữa thế giới tự nhiên bên ngồi và bức
tranh về nó bên trong nhận thức của con người. Đây chính là phương thức dạy
học tương tác [14].
Trong công tác nghiên cứu, với những đối tượng mà không thể quan sát trực
tiếp được như các hệ vi mơ, vĩ mơ, các q trình biến đổi qúa nhanh, điều kiện
thực tế khơng cho phép vì nguy hiểm hay khơng có thiết bị, thì con người thường
sử dụng phương pháp mơ hình mơ tả một cách đơn giản gần đúng cấu trúc vật
chất cùng với những thuộc tính của chúng. Sau đó cho mơ hình vận động theo
những quy luật đã biết trên đối tượng thật, nhờ đó mà ta có thể tìm ra những tính
chất mới, những mối quan hệ mới. Quá trình này được gọi là sự mô phỏng.
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

Phương pháp mơ phỏng cịn được sử dụng ngay cả trong những trường hợp con
người có thể quan sát được trên đối tượng thực với mục đích đơn giản hóa đối
tượng, làm thay đổi tốc độ của tiến trình hay đơn giản vì khơng có thiết bị [14].
1.1.4. Chức năng hỗ trợ thí nghiệm
Trong các ứng dụng của phần mềm vào dạy học vật lý thì việc sử dụng
phần mềm hỗ trợ các TN vật lý là một trong những ứng dụng đặc trưng nhất của
nó. Ta có thể khái quát những khả năng của MVT như sau:
- MVT tham gia vào các TN thực với tư cách là một thiết bị đo, lưu trữ, xử
lý và hiển thị kết quả. Để hỗ trợ các thiết bị TN này MVT cần phải nối với các
thiết bị TN, sau đó dựa trên các số liệu con người có thể in ra hoặc nhập vào trực
tiếp từ bàn phím.
- MVT dùng để mô phỏng các đối tượng thực.
- MVT dùng để trình bày lại các TN thực đã được chụp ảnh hoặc quay phim.
Với những tính năng trên, MVT được xem là phương tiện hỗ trợ rất có hiệu
quả trong việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học vật lý.

1.2. Khái niệm phần mềm dạy học Vật lý
Theo từ điển tin học Anh - Việt, Nhà xuất bản Thanh niên 2000: "Phần
mềm (Software): Các chương trình hay thủ tục chương trình chẳng hạn như một
ứng dụng, tập tin, hệ thống, chương trình điều khiển thiết bị, ... cung cấp các chỉ
thị chương trình cho máy tính".
Phần mềm là một bộ chương trình thực hiện một nhiệm vụ tương đối độc
lập nhằm phục vụ cho một ứng dụng cụ thể như quản lý hoạt động của máy tính
hoặc áp dụng máy tính trong các hoạt động kinh tế, quốc phịng, văn hóa, giáo
dục, giải trí, ...
Theo chúng tôi, PMDH là phần mềm được thiết kế nhằm hỗ trợ có hiệu quả
cho q trình dạy của GV và quá trình học của HS bám sát mục tiêu, nội dung
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

chương trình SGK.
Khơng phải phần mềm nào được đưa vào sử dụng trong dạy học thì được
gọi là PMDH, mà chỉ có thể nói đến việc khai thác những khả năng của phần
mềm để hỗ trợ cho QTDH mà thơi.
PMDH là PTDH hiện đại có tính năng ưu việt hơn so với các loại phương
tiện thông dụng, là một chương trình được lập trình sẵn ghi vào các thiết bị nhớ
của máy tính như: đĩa cứng, đĩa mềm, CD-ROM, USB; có thể mang một lượng
thơng tin lớn, chọn lọc ở mức cần và đủ theo nhu cầu của nhiều đối tượng; là
nguồn cung cấp tài liệu phong phú đa dạng, hấp dẫn, gọn nhẹ, dễ bảo quản, dễ
sử dụng. PMDH có thể sử dụng những thành tựu hiện đại của công nghệ truyền
thống đa phương tiện vào QTDH để nâng cao tính trực quan sinh động, hấp hẫn
của tài liệu nghe nhìn.
PMDH Vật lý là một PMDH được các chuyên gia tin học viết dựa trên cơ
sở các kiến thức Vật lý, các hiểu biết hợp lý đã được các nhà sư phạm, nhà vật lý

soạn sẵn, có thể được GV và HS dùng vào việc dạy và học các kiến thức vật lý
thơng qua máy vi tính.
Một PMDH Vật lý có chất lượng phải đảm bảo những tiêu chuẩn của một
PMDH. Trước hết phải đáp ứng một cách đầy đủ các yêu cầu chính xác khoa
học, sư phạm, về nội dung, hình thức và PP, ngồi ra phần mềm phải có lợi và
phù hợp với nội dung chương trình dạy học.
Nội dung PMDH Vật lý phải đảm bảo tính khoa học, tính thực tiễn, tính thiết
thực, tính cập nhật của những kiến thức, kĩ năng theo mức độ quy định trong
chương trình Vật lý. PMDH phải tạo điều kiện thuận lợi cho việc đổi mới PPDH,
phát huy tính tích cực chủ động trong HĐNT của từng HS; chú ý đến tính khoa
học về hình thức thao tác. Tính đơn giản, dễ sử dụng là một trong những yếu tố
quan trọng ảnh hưởng đến tâm lý của đông đảo người dùng.
PMDH góp phần đổi mới nội dung, PP và hình thức tổ chức dạy học. Có khả
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

năng trình bày một cách trực quan, đơn giản, dễ hiểu, giúp HS dễ dàng nắm được
nội dung của chương trình. Mặt khác PMDH cung cấp thêm những tài liệu phong
phú, đa dạng dùng để tra cứu, tham khảo, đọc thêm, hệ thống hóa, luyện tập theo
các mức độ khác nhau, cung cấp những tài liệu cần thiết cho mỗi mơn học, thích
hợp với nhiều đối tượng HS cùng lứa tuổi.
PMDH phải là một thiết bị dạy học tổng hợp giúp GV, HS làm việc một
cách dễ dàng nhanh chóng, hiệu quả, tiết kiệm nhiều thời gian, cơng sức.
PMDH có thể biểu thị thơng tin dưới dạng văn bản, kí hiệu, đồ thị, bản đồ,
hình vẽ, ảnh động, video clip. Các tài liệu liên quan trong phần mềm được lựa
chọn, thiết kế theo cách phối hợp tối ưu nhằm tận dụng được thế mạnh của từng
loại trong dạy học. Với đặc điểm gọn nhẹ của PMDH, mỗi GV hay HS có thể dễ
dàng có trong tay phương tiện để tự mình chủ động thực hiện PPDH tích cực ở

bất cứ nơi nào có máy tính. Ngày nay giao tiếp với cơng nghệ đa phương tiện:
âm thanh, hình ảnh, phim, đồ họa và văn bản được kết hợp với nhau thành một
chỉnh thể rất hấp dẫn với HS. PMDH phải đáp ứng yêu cầu để cho GV lựa chọn
các tài liệu trực quan cần cho từng phần của bài học. Nó cho phép GV mơ
phỏng, minh họa nhiều q trình, hiện tượng trong tự nhiên mà khơng thể quan
sát trực tiếp được trong điều kiện nhà trường, không thể hoặc khó có thể thực
hiện nhờ các phương tiện khác. PMDH có thể sao chép ra đĩa CD hoặc in ra giấy
một cách dễ dàng, ít tốn kém, tiết kiệm thời gian và cơng sức chuẩn bị. PMDH
có thể giúp HS tự tìm tri thức mới, tự ơn tập, tự luyện tập theo nội dung tùy
chọn, theo các mức độ tùy theo năng lực của HS.
Trong thời đại xã hội phát triển với tốc độ nhanh như hiện nay, việc dạy học
không chỉ hạn chế trong giờ học tại trường dưới sự hướng dẫn trực tiếp của GV
mà HS có thể tự học tại nhà. PMDH có thể giúp cho việc cá thể hóa cao độ, do nó
có khả năng mơ phỏng kiến thức cần trình bày một cách phù hợp với trình độ HS.
Ứng dụng CNTT nói chung và PMDH nói riêng có thể giúp đổi mới được
nội dung, PP và hình thức tổ chức dạy học; giúp HS học ở mọi nơi, học ở mọi lúc,
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

học suốt đời; giúp GV dạy cho mọi người với mọi trình độ tiếp thu khác nhau.
PMDH có thể được sử dụng ở tất cả các khâu của QTDH. Tuy nhiên, cần
cân nhắc lựa chọn, phối hợp với các phương tiện dạy học khác để sử dụng đúng
lúc, đúng chỗ, đúng cường độ, nhằm đạt hiệu quả dạy học cao, đáp ứng tốt các
yêu cầu về đổi mới mục tiêu, nội dung và PPDH.
PMDH có các chức năng mà các PTDH khác khơng có. PMDH giúp HS tự
tìm tri thức mới, tự ôn tập, luyện tập theo nội dung tùy chọn, theo các mức độ tùy
thuộc vào năng lực của HS. Cho phép HS điều khiển máy tính và khuyến khích HS
đưa ra các quyết định phù hợp với yêu cầu học tập của HS.

1.3. Khả năng hỗ trợ của PMDH đối với vấn đề tích cực hóa HĐNT cho HS
Tích cực hóa là một tập hợp các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí của
người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ
thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập [7], [14].
Để có thể tích cực hóa HĐNT của HS trong q trình học tập chúng ta cần
phải chú ý đến một số biện pháp như: tạo ra và duy trì khơng khí trong lớp học;
khởi động tư duy, gây hứng thú học tập cho HS; sử dụng các PPDH tích cực và
hình thức tổ chức dạy học một cách hợp lí, hiệu quả, linh hoạt, phù hợp nội dung
bài học; tăng cường sử dụng thí nghiệm, các phương tiện nghe nhìn, ứng dụng
CNTT (máy vi tính, các phần mềm dạy học...).
Các PMDH, cùng với MVT được sử dụng vào QTDH với tư cách là một
PTDH. PMDH góp phần đổi mới PPDH, có nhiều khả năng vận dụng vào các
PP dạy học khác nhau, nhất là các PPDH theo hướng phát huy tính tích cực, độc
lập, sáng tạo trong HĐNT của HS (như PP tìm tịi, nghiên cứu, chương trình
hố...), đồng thời đảm bảo cho HS làm quen với PP khoa học, hình thành kỹ
năng, kỹ xảo, tự lực tìm kiếm và chiếm lĩnh thơng tin, tri thức mới, khả năng
thích ứng cao với sự phát triển của xã hội trong thời đại thông tin. PMDH có tác
dụng hỗ trợ nhiều mặt trong hoạt động dạy và học (như giảm bớt những công
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

việc lao động chân tay cho GV, dễ dàng thuận tiện trong việc giám sát kiểm tra,
đánh giá chất lượng học tập của HS, kích thích, hứng thú, tăng cường tính trực
quan...).
Có thể nêu ra một số khả năng hỗ trợ của PMDH cho quá trình đổi mới
PPDH vật lý như sau:
- Đối với GV: Hỗ trợ cho quá trình tổ chức hoạt động học tập cho HS trong
việc mơ phỏng, minh hoạ các thí nghiệm, các kiến thức cũng như sự vật hiện

tượng vật lý. PMDH hỗ trợ một số khâu trong PPDH thực nghiệm, PPDH nêu
vấn đề (tạo tình huống có vấn đề). Hỗ trợ cho q trình thí nghiệm, ơn tập, kiểm
tra kiến thức, đánh giá kết quả học tập của HS, một số PMDH cịn giúp tạo ra
một PP học tập trong mơi trường học tập mới bao gồm các đối tượng chỉ tồn tại
trên máy tính và tuân theo các quy luật mà lý thuyết về thế giới thực tương ứng
đã khẳng định. Hỗ trợ cho quá trình soạn giáo án theo định hướng đổi mới cũng
như thực hiện việc tổ chức các hoạt động học tập cho HS, giúp tiết kiệm được
thời gian trên lớp, dành nhiều cơ hội cho việc trao đổi giữa GV và HS. Hỗ trợ
cho q trình tích cực hóa HĐNT cho HS như tạo khơng khí lớp học vui vẻ,
thoải mái... Hình thành động cơ, hứng thú học tập cho HS, kích thích được óc tị
mị ham hiểu biết của HS đối với các sự vật hiện tượng vật lý...
- Đối với HS: Đặc điểm tâm sinh lý của HS THPT hết sức đa dạng, vì thế
các em có những hoạt động học tập và sự phát triển trí tuệ rất năng động, độc
lập, muốn nắm được chương trình một cách sâu sắc. Thái độ HS đối với các
mơn học trở nên có lựa chọn, nó được thúc đẩy bởi động cơ học tập trong đó có
ý nghĩa nhất là động cơ thực tiễn, đó là khả năng tiếp thu môn học của các em.
Ở giai đoạn này, tính chủ định được phát triển mạnh mẽ ở tất cả các quá trình
nhận thức. Quan sát trở nên có mục đích, có hệ thống và tồn diện hơn. Mặt
khác, ta biết đổi mới PPDH là bao gồm đổi mới PP dạy của GV và đổi mới PP
học của HS. Vì vậy việc hỗ trợ của PMDH trong dạy học vật lý đối với HS có
một ý nghĩa đặc biệt và hiện nay khả năng hỗ trợ của PMDH đối với HS THPT
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

cũng không kém phần đa dạng và phong phú như đối với GV, cụ thể như:
+ Hỗ trợ cho HS trong q trình tìm kiếm thơng tin, chiếm lĩnh kiến thức
dưới sự định hướng, giúp đỡ của GV; HS cũng có thể tự thực hiện với tinh thần
tích cực, chủ động trong HĐNT cao dưới sự giúp đỡ của PMDH.

+ Hỗ trợ cho quá trình luyện tập cũng như q trình ơn tập hoặc hệ thống
hóa, củng cố, đào sâu kiến thức.
+ Hỗ trợ cho HS trong quá trình tự kiểm tra kiến thức và đánh giá kết quả
học tập của bản thân. Ngồi ra PMDH cịn có khả năng hỗ trợ trong việc tạo
hứng thú và động cơ học tập lành mạnh, giúp tự phát triển khả năng tư duy và
tưởng tượng, rèn luyện và phát triển khả năng lập luận chặt chẽ, có căn cứ khoa
học một vấn đề.
Với các hiện tượng, quá trình vật lý vi mơ, để tạo điều kiện cho HS có thể
tham gia vào hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức thì khơng thể thiếu được sự
hỗ trợ của các phần mềm mơ phỏng.
Tùy vào mục đích sư phạm mà người ta có thể viết phần mềm mơ phỏng
cho phù hợp với từng giai đoạn hoạt động của HS. Ở giai đoạn đầu, phần mềm
có thể cho chạy tự động để minh họa hiện tượng, tạo tình huống có vấn đề nhằm
chuyển giao nhiệm vụ cho HS. Với các quá trình có diễn biến nhanh và phức tạp
như các chuyển động của electron trong kim loại, phần mềm mô phỏng giúp HS
có được cái nhìn sơ bộ về sự biến đổi của từng đại lượng để từ đó định hướng
được những hành động tiếp theo nhằm giải quyết vấn đề. Sau khi HS đã ý thức
được vấn đề, ở

khâu hoạt động tự chủ, tìm tịi giải quyết vấn đề, phần mềm

mơ phỏng có thể được xây dựng để HS nghiên cứu tương tự như tiến hành TN
thực và qua đó giúp HS đưa ra giả thuyết.
Hỗ trợ HS hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức địi hỏi phải có các PTDH
giúp HS có thể nhanh chóng thu thập được dữ liệu thực nghiệm, vẽ được đồ thị
biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng làm cơ sở cho hoạt động tư duy như
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

phân tích, so sánh, khái qt hóa và dự đoán xây dựng giả thuyết.
Với một phần mềm được xây dựng để thực hiện các chức năng đó, trong dạy
học chúng ta có thể sử dụng nó để hỗ trợ cho q trình HĐNT của HS một cách có
hiệu quả.
Tóm lại, PMDH với tư cách là một phương tiện dạy học có những khả năng
hỗ trợ rất đa dạng và phong phú, đây cũng chính là mục tiêu của đổi mới PPDH
vật lý hiện nay.
1.4. Sử dụng phần mềm trong dạy học vật lý
Vật lý là một môn học thực nghiệm, do đó việc giảng dạy của GV trên lớp
đòi hỏi thường xuyên phải tiến hành các TN. Tuy nhiên, hiện nay ở hầu hết các
trường phổ thông các thiết bị TN chưa đáp ứng được hết yêu cầu phục vụ giảng
dạy và học tập của HS. Có nhiều TN phức tạp thường khó thực hiện thành cơng
trong một tiết học và HS rất khó quan sát được hiện tượng diễn ra trong TN.
Để khắc phục những hạn chế đó, thì MVT với các phần mềm như Maple,
Crocodile Physics, phần mềm xử lý video clip. Các phần mềm này được lập
trình tạo cho MVT một khả năng biểu diễn dưới các dạng hình ảnh động và cũng
là một cơng cụ để mơ phỏng các hiện tượng, các q trình vật lý giúp GV và HS
có thể hiểu rõ các hiện tượng vật lý phức tạp khơng thể hoặc khó mô tả bằng các
TN thực trong thời gian một tiết học. Cụ thể như sau:
- Khả năng sử dụng TNMP:
TNMP về nguyên tắc không thể thay thế được TN thực trong quá trình dạy
học. Tuy nhiên đây là một trong các giải pháp ứng dụng CNTT vào dạy học vật
lý rất hiệu quả được nhiều nước đang sử dụng.
Trước hết, TNMP giúp GV và HS tiến hành các thí nghiệm một cách chủ
động và rất tiện lợi trong quá trình tự học của HS vì khơng phải vào phịng thí
nghiệm. Các TN đó có thể thực hiện ngay trên lớp học, trong giờ ngoại khóa

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn

C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

hoặc ở thư viện, ở nhà...
Để thực hiện TN, GV và HS không mất nhiều thời gian chuẩn bị như khi
thực hiện các TN thực ở phịng thí nghiệm. Tất cả các TN đều bảo đảm thành
công ngay. Tính thân thiện của các TNMP được thiết kế ngày càng phù hợp với
người sử dụng.
Việc sử dụng TNMP tỏ ra rất có hiệu quả trong các điều kiện thiếu trang thiết
bị thí nghiệm; các thiết bị thí nghiệm đắt tiền, dễ hỏng, các thiết bị nguy hiểm như
cháy nổ, điện cao thế, phóng xạ...; các thí nghiệm mà thời gian quan sát quá dài
hoặc quá ngắn; các thí nghiệm mà rất khó thực hiện thành cơng...
Đối với GV, TNMP có thể được sử dụng trong các giai đoạn khác nhau của
q trình dạy học. Trong đó, TNMP có tác dụng tạo ra các tình huống có vấn đề.
Đối với HS, TNMP tạo được hứng thú trong quá trình học tập. Qua TN, HS
được quan sát các hiện tượng vật lý thỏa mãn nhu cầu tìm hiểu của họ.
TN mơ phỏng góp phần giúp HS phát triển tư duy sáng tạo. Một số TNMP
giúp HS có thể tự lắp ráp theo ý tưởng của mình, đề ra các phương án khác nhau
hoặc tiến hành nhiều lần với cùng một TN. Từ đó HS có thể rút ra được những
kết quả cần thiết, hoàn thiện tư duy, điều chỉnh được các quan niệm sai lệch của
họ.
Hệ thống MVT với thiết bị Multimedia cho phép truy cập khơng giới hạn
và nhanh chóng vào các thư viện dữ liệu đặc biệt là các TNMP. HS có thể làm việc
với thế giới mơ phỏng trong thời gian tùy ý và số lần lặp lại khơng hạn chế.
Hiện nay, có rất nhiều phần mềm thiết kế với mục đích tạo ra TNMP
như: 3D, Maple, Pakma, Macromedia Flash... và một số phần mềm chuyên
dùng cho vật lý như Crocodile Physics, phần mềm xử lý video clip... Các phần
mềm này được lập trình tạo cho MVT một khả năng biểu diễn dưới các dạng
hình ảnh động và cùng là một công cụ để mô phỏng các hiện tượng, các q
trình vật lý. Khi có một bài tốn cụ thể mơ tả một hiện tượng, một q trình vật

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

lý, bằng cách lập trình theo ngơn ngữ của phần mềm, bài toán sẽ cho kết quả
như một TN mà các q trình, hiện tượng chính là các đại lượng đã biết hoặc
cần tìm thỏa mãn điều kiện của bài tốn theo một mục đích chủ quan của người
sử dụng.
Với sự phát triển cao của CNTT , các phần mềm ứng dụng ngày càng linh
hoạt và mềm dẻo. Một trong những hướng nghiên cứu phần mềm sử dụng cho
dạy học là xây dựng các TNMP không chỉ cho Vật lý mà cả Hóa học, Sinh học,
Địa lý... Tuy nhiên, khi sử dụng các TN dạng này, cần tạo ra niềm tin khoa học
cho HS vì đơi khi HS cho rằng đó là những kết quả mang tính ảo thuật hoặc kỹ
xảo mà không phải là hiện tượng đúng như thực tế xảy ra. Do đó, cần tiến hành
phổ biến tin học trong nhà trường nhằm hình thành cho các em nhận thức về
nguyên lý hoạt động của phần mềm, để từ đó tạo niềm tin cho các em vào những
gì diễn ra trên MVT là sự phản ánh quy luật tự nhiên.
- Sử dụng MVT hỗ trợ trực quan hóa TN
Trực quan hóa là chức năng biểu diễn các thơng tin dưới dạng có thể nhìn
thấy được . Ngoài chức năng hỗ trợ để tạo ra các TNMP và tiến hành hỗ trợ TN
thực, MVT còn được sử dụng để trực quan hóa các TN vật lý. Đối với các TN
không thể quan sát được trong thực tế, hoặc các TN nhỏ khó quan sát, MVT có
thể kết hợp với các phương tiện khác như camera, máy chiếu đa chức năng
(projector)… để từ đó làm cho HS quan sát các đối tượng TN một cách rõ ràng
hơn.
1.5. Các bước để thiết kế một thí nghiệm mơ phỏng
Trước khi thiết kế một TNMP cần phải chuẩn bị nội dung, ý tưởng thiết kế. Sau
khi đã có nội dung thiết kế, có thể thực hiện theo các bước cơ bản sau:
Bước 1: Mở một file mới: Vào File/New, hoặc kích vào biểu tượng New

trên thanh công cụ hoặc nhấn đồng thời Ctrl+N.
Bước 2: Thiết lập một không gian thiết kế (có thể được bỏ qua) sẽ tạo rất
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

nhiều thuận lợi trong quá trình căn chỉnh khi thiết kế. Sau khi thiết kế xong, có
thể gỡ bỏ những thiết lập này trả nền màn hình mơ phỏng lại như ban đầu.
Bước 3: Xác lập sự chính xác, kích cỡ màn hình quan sát, các định dạng
văn bản. Trong Maple việc này có thể được thực hiện một cách tự động.
Bước 4: Tiến hành thiết kế, xây dựng code.
Bước 5: Chạy thử mô phỏng, chỉnh sửa.
Bước 6: Đặt tên và lưu mô phỏng vừa tạo được bằng lệnh Save.
1.3. Kết luận chương 1
Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học cơng nghệ trong thời đại ngày
nay, việc ứng dụng CNTT vào QTDH là một nhu cầu bức thiết. Cụ thể là sử
dụng phần mềm hỗ trợ quá trình giảng dạy của GV và học tập của HS là hồn
tồn hợp lí, phù hợp với lý luận và thực tiễn cũng như mục tiêu giáo dục ngày
nay đã đặt ra.
Phần mềm hỗ trợ DH bước đầu đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của
QTDH, tạo ra một môi trường DH khá lý tưởng, các thông tin đa chiều đảm bảo
được tính liên thơng ở mức độ cao, thích hợp với việc vận dụng các PPDH hiện
đại theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS. Phần mềm hỗ trợ DH
cung cấp cho HS nhiều tri thức, hình thành kỹ năng làm việc với máy tính, biết
khai thác thơng tin từ nhiều nguồn khác nhau.
Cùng với sự phát triển của cơng nghệ máy tính với hệ thống đa phương tiện
cơ bản khắc phục được những nhược điểm trước đây trong việc ứng dụng CNTT
vào DH. Những thành tựu ngày càng khẳng định tính hiện thực và khả thi của
việc ứng dụng CNTT vào QTDH.

Sử dụng phần mềm hỗ trợ DH khơng địi hỏi người thiết kế phải có kiến
thức sâu rộng về tin học. Với sự hỗ trợ đắc lực của các công nghệ sẽ là tiền đề,
điều kiện để mọi người có thể tham gia sử dụng phần mềm. Để xây dựng phần
mềm hỗ trợ DH đáp ứng được các yêu cầu về khoa học, sư phạm, thì phần mềm
hỗ trợ DH phải đảm bảo tính cấu trúc, nguyên tắc và những yêu cầu cơ bản xác
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

định. Việc xây dựng và sử dụng chúng trong điều kiện phải tuân được các yêu
cầu: Đa dạng, sinh động, khả thi tích hợp cao, đảm bảo tính chuẩn mực về mặt
sư phạm thì cần có sự kết hợp giữa hai yếu tố khoa học và kỹ thuật. Do đó, yêu
cầu đặt ra khi sử dụng chúng phải tuân thủ những nguyên tắc xác định, đảm bảo
tính khoa học và hiệu quả.
Với phần mềm hỗ trợ DH nói chung, phần mềm hỗ trợ DH vật lý nói riêng
mang đến cho GV và HS những kiến thức sâu rộng hơn, cung cấp tài liệu hữu
ích trong suốt q trình dạy - học.
Phần mềm hỗ trợ DH là PTDH hiện đại, ngày nay đã khẳng định được thế
mạnh so với PTDH truyền thống. Song nó khơng thay thế được hồn tồn các
PTDH truyền thống và càng khơng thể thay thế vai trò dạy học của người GV.
Chất lượng của QTDH bao giờ cũng bắt nguồn từ người GV với sự hỗ trợ tích
cực đúng mức và phù hợp các PTDH nói chung.
Nói tóm lại, việc ứng dụng CNTT vào dạy - học chính là một trong những
hoạt động để đổi mới phương pháp dạy - học, đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng
đào tạo trong thời kỳ hội nhập. Dưới tác động của CNTT, q trình kỹ thuật hóa
hoạt động giảng dạy trong nhà trường đã diễn ra và có những kết quả đáng chú ý.
Tuy nhiên việc ứng dụng CNTT vào DH là một công việc lâu dài, khó khăn, địi
hỏi nhiều điều kiện về cơ sở vật chất, tài chính, năng lực của đội ngũ GV.

@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn


C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an

Chương 2. KHAI THÁC CÁC CHỨC NĂNG
CỦA PHẦN MỀM MAPLE TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

2.1. Khả năng hỗ trợ của phần mềm Maple trong dạy học vật lý [6]
Maple là một phần mềm dùng để tính tốn và thiết kế các mơ hình vật lý và
các TN mơ phỏng được sử dụng như là một phương tiện dạy học. Do đó, Maple
có một số khả năng hỗ trợ đối với việc tổ chức HĐNT cho HS như sau:
- Tạo ra các TNMP thay thế cho các TN chứng minh, minh họa, mô tả các
định luật, các hiện tượng vật lý mà việc quan sát trực tiếp gặp nhiều khó khăn do
diễn ra trong các điều kiện lý tưởng, quá nhanh hoặc quá chậm, phức tạp, nguy
hiểm. Những TN mà thiết bị cồng kềnh không thể mang lên lớp được, làm cho
bài giảng sinh động, dễ hiểu hơn, HS tích cực và chủ động hơn trong học tập.
- GV có thể sử dụng các mơ phỏng được thiết kế trên Maple để tổ chức
HĐNT cho HS bằng cách tạo ra các tình huống học tập, quan sát các mơ phỏng
để từ đó xây dựng kiến thức mới.
- Hỗ trợ cho một số giai đoạn trong PP thực nghiệm, PPDH đặc trưng của
Vật lý học.
- GV có thể nêu sự kiện khởi đầu, hướng dẫn HS xây dựng mơ hình giả
thuyết và suy ra hệ quả logic từ giả thuyết ban đầu. Sau đó, có thể sử dụng
Maple tiến hành các TN kiểm tra.
- GV có thể sử dụng để dạy bài tập cho HS, thông qua các TN mô phỏng,
Maple sẽ cho đáp án trực tiếp trên màn hình.
- Với phần mềm Maple, GV có thể hướng dẫn HS tự học ở nhà như tiến
hành lại các TN ở trên lớp với sự thay đổi các thông số khác nhau hoặc tạo ra và
làm việc với mô phỏng mới,… từ đó tăng niềm tin của HS đối với bản thân cũng

như đối với các kiến thức vật lý. Qua đó, động cơ, hứng thú học tập mơn vật lý
được hình thành và phát huy.
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn