THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO BẰNG PHẦN MỀM YENKA TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM
KHOA: LÝ – HÓA – SINH
----------

NGUYỄN THỊ NỮ HỒNG

THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM
ẢO BẰNG PHẦN MỀM YENKA TRONG
DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRỪƠNG THPT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Quảng Nam, tháng 4 năm 2015

LỜI CẢM ƠN
Khóa luận được hồn thành dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của cơ giáo Th.S
Lê Thị Hồng Thanh. Tơi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự dẫn dắt tận
tình, đầy trách nhiệm và động viên của cơ trong q trình nghiên cứu đề tài, đã
giúp Tơi nâng cao kiến thức, phát huy tính sáng tạo và hồn thành khóa luận tốt
nghiệp.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, các thầy cơ giáo khoa Lý-Hóa-Sinh
của trường Đại học Quảng Nam và quý thầy cô trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ Tơi
trong suốt q trình học tập.
Tôi xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu cùng Quý thầy cô tổ vật lý và
tập thể lớp 10/2 và 10/3 trường THPT Nguyễn Dục, Phú Ninh, Quảng Nam, đặc
biệt là thầy Cao Minh Tuấn đã nhiệt tình, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho Tôi
trong suốt thời gian thực tập sư phạm tại trường.
Cuối cùng Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ,
động viên Tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp này.

Xin chân thành cảm ơn!

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các kết quả
nghiên cứu trong khóa luận là trung thực và chưa từng cơng bố trong bất kì cơng
trình nào khác.

Quảng Nam, th́ang 04 năm 2016
Tác giả

Nguyễn Thị Nữ Hoàng

ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ
CNTT Công nghệ thông tin
GD-ĐT Giáo dục đào tạo
THPT Trung học phổ thông
HS Học sinh
GV Giáo viên
TN Thí nghiệm
PPDH Phương pháp dạy học
DH Dạy học
SGK Sách giáo khoa

iii

DANH MỤC BẢNG, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ VÀ HÌNH
A. BẢNG

Bảng 2.1: Cơng cụ hỗ trợ của Yenka.
Bảng 2.2: Dụng cụ thí nghiệm cơ học.
Bảng 2.3: Dụng cụ thí nghiệm sóng cơ.
Bảng 2.4: Dụng cụ thí nghiệm điện học và điện từ học.
Bảng 2.5: Các thơng số thí nghiệm.
B. SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1.1: Tiến trình dạy học kiến thức vật lí có sử dụng thí nghiệm
với sự hỗ trợ của phần mềm.

Sơ đồ 1.2: Quy trình xây dựng và sử dụng một số TN với sự hỗ trợ
của phần mềm.
C. ĐỒ THỊ

Đồ thị 3.1: Đồ thị tọa độ theo thời gian trong TN chuyển động thẳng đều.
Đồ thị 3.2: đồ thị biểu thị độ biến thiên của động năng theo thời gian.
Đồ thị 3.3: đồ thị biểu thị độ biến thiên của thế năng theo thời gian.
Đồ thị 3.4: Đồ thị biểu thị động năng của con lắc lò xo với thời gian.
Đồ thị 3.5: Đồ thị biểu thị thế năng của con lắc lị xo với thời gian.
D. HÌNH
Hình 2.1: Khởi động Yenka từ start menu.
Hình 2.2: Khởi động yenka từ desktop.
Hình 2.3: Màn giao diện của Yenka.
Hình 2.4: Mục Science ( mục cần nghiên cứu).
Hình 2.5: Side Pane của Yenka.
Hình 2.6: Minh họa khả năng mở rộng khơng gian thí nghiệm.
Hình 2.7: Minh họa khơng gian sóng 2D.

Hình 2.8: Hình ảnh minh hoạ cho tính năng nỗi trội của Yenka.
Hình 2.9: Minh họa đồ thị trong yenka.
Hình 3.1: Mơ hình thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng đều.
Hình 3.2: Kết quả thí nghiệm về khảo sát sự chuyển động thẳng đều .

iv

Hình 3.3: Mơ hình thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều.
Hình 3.4: Kết quả TN về khảo sát sự chuyển động biến đổi đều với đồ thị
(x,t).
Hình 3.5: Kết quả TN về khảo sát sự chuyển động biến đổi đều với đồ thị
(v,t).
Hình 3.6: Mơ tả thí nghiệm khảo sát rơi tự do.
Hình 3.7: Kết quả thí nghiệm của khảo sát rơi tự do.
Hình 3.8: Mơ hình TN định luật bảo toàn cơ năng của trọng trường.
Hình 3.9: Kết quả TN định luật bảo toàn cơ năng trong trọng trường.
Hình 3.10: Mơ hình TN định luật bảo tồn cơ năng trong trường hợp lực
đàn hồi.
Hình 3.11: Kết quả TN định luật bảo tồn cơ năng trong trường hợp lực
đàn hồi.
Hình 3.12: Kết quả TN dao dộng điều hòa của con lắc lò xo.
Hình 3.13: Mơ hình TN định luật bảo toàn cơ năng trong chuyển động của
con lắc.
Hình 3.14: Kết quả TN định luật cơ năng trong chuyển động của con lắc.
Hình 3.15: Mơ hình TN về giao thoa sóng trên mặt nước.
Hình 3.16: Hình ảnh về giao thoa từ 2 nguồn kết hợp.
Hình 3.17: Kết quả về TN về giao thoa sóng trên mặt nước.
Hình 3.18: Kết quả TN về nhiễu xạ sóng.
Hình 3.19: Mơ hình TN dịng điện trong mạch R-L-C.
Hình 3.20: Kết quả về TN mạch điện xoay chiều chỉ có R.

Hình 3.21: Kết quả về TN mạch điện xoay chiều chỉ có L.
Hình 3.22: Kết quả về TN mạch điện xoay chiều chỉ có C.
Hình 3.23: Mạch điện xoay chiều R-L-C nối tiếp.
Hình 3.24: Kết quả TN trong đó có sự chuyển động tương đối giữa nam
châm và ống dây.
Hình 3.25: Thí nghiệm về máy phát điện.

v

MỤC LỤC
A. MỞ ĐẦU .............................................................................................................1
1.1. Lý do chọn đề tài ..............................................................................................1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu.........................................................................................2
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...................................................................2
1.4. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................2
1.5. Giả thuyết khoa học .........................................................................................2
1.6. Đóng góp của đề tài ..........................................................................................2
1.7. Cấu trúc đề tài ..................................................................................................3
B. NỘI DUNG..........................................................................................................4
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ
NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở THPT........................................4
1.1. Cơ sở lý luận của việc sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học vật lý ở
THPT………………………………………………………………………………4
1.1.1. Vai trò của TN ảo trong việc dạy học vật lý ở THPT ................................4
1.1.2. Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học với việc sử dụng TN ảo có sự hỗ
trợ của phần mềm trong dạy học Vật lí̉ ơ THPT .................................................5
1.1.3. Quy trình xây dựng và sử dụng một số TN ảo với sự hỗ trợ của phần
mềm trong dạy học vật lý ở THPT ........................................................................6
1.1.4. Nguyên tắc tạo và sử dụng một số TN ảo với sự hỗ trợ của phần mềm
trong việc dạy học Vật lý ở THPT .........................................................................7

1.2. Cơ sở thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm ảo trong việc dạy học vật lý ở
THPT ………………………………………………………………………..….8
1.2.1. Những khó khăn và hạn chế của các thí nghiệm truyền thống ................8
1.2.2. Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm ảo trong việc dạy học vật lý ở
THPT……………………………………………………………………………...8
1.2.2.1. Thuận lợi .....................................................................................................9
1.2.2.2. Khó khăn.....................................................................................................9
Kết luận chương 1 .................................................................................................10
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM YENKA ........................................11

vi

2.1. Sơ lược về phần mềm Yenka.........................................................................11
2.2. Cài đặt phần mềm Yenka ..............................................................................11
2.3. Khởi động Yenka và màn hình giao diện.....................................................12
2.3.1. Khởi động Yenka.........................................................................................12
2.3.2. Màn giao diện ..............................................................................................12
2.3.3. Side Pane ......................................................................................................14
2.3.4. Các cơng cụ hỗ trợ.......................................................................................15
2.4. Quy trình thiết kế thí nghiệm vật lý ảo với phần mềm Yenka ...................16
2.5. Tính năng nổi trội của phần mềm yenka .....................................................26
2.5.1. Khả năng mở rộng khơng gian thí nghiệm ..............................................26
2.5.2. Tích hợp nhiều lĩnh vực..............................................................................26
2.5.3. Khơng gian sóng 2D ....................................................................................27
2.5.4. Thiết lập thí nghiệm một cách dễ dàng .....................................................27
2.5.5. Đồ thị của thí nghiệm..................................................................................29
2.5.6. Mục open- online .........................................................................................29
Kết luận chương 2 .................................................................................................30
Chương 3. THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG TN ẢO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN
MỀM YENKA TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ THPT........................................31

3.1. Các thí nghệm về cơ học ................................................................................31
3.1.1. Thí nghiệm 1. Khảo sát chuyển động thẳng đều ......................................31
3.1.2. Thí nghiệm 2. Khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều. ......................34
3.1.3. Thí nghiệm 3. Khảo sát sự rơi tự do..........................................................36
3.1.4. Thí nghiệm 4. Định luật bảo toàn cơ năng trong trọng trường ..............38
3.1.5. Thí nghiệm 5. Định luật bảo tồn cơ năng trong trường hợp lực đàn
hồi…………………………………………………………………………...……42
3.1.6. Thí nghiệm 6. Bảo toàn cơ năng trong chuyển động của con lắc đơn....47
3.2. Các thí nghiệm về sóng cơ .............................................................................51
3.2.1. Thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước ...........................................51
3.2.2. Thí nghiệm về nhiễu xạ sóng ......................................................................53
3.2.3. Thí nghiệm về sóng dừng............................................................................53

vii

3.3. Các thí nghiệm về Điện học và điện từ học..................................................54
3.3.1. Thí nghiệm về Điện học ..............................................................................54
3.3.1.1. Thí nghiệm dịng điện xoay chiều trong mạch R-L-C nắc nối tiếp .......54
a. Mơ hình thí nghiệm .............................................................................................54
3.3.2. Thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ.............................................57
3.3.2.1. Chương trình mơ phỏng thí nghiệm trong đó có sự chuyển động
tương đối giữa nam châm và ống dây .................................................................58
3.3.2. 2. Thí nghiệm với máy phát điện ...............................................................60
Kết luận chương 3 .................................................................................................62
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................................63
1. Kết luận ..............................................................................................................63
2. Một số kiến nghị ................................................................................................63
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................65

viii

A. MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang sống trong thời đại khoa học công nghệ phát triển như vũ bão.
Công nghệ thông tin đã được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống và sản xuất, vì thế
để có thể bắt kịp xu thế của thời đại và hịa mình vào dịng phát triển chung của đất
nước, Bộ GD – ĐT nước ta đã và đang tiến hành cải cách nội dung và phương pháp
giảng dạy trong nhà trường ở mọi cấp học, mọi ngành học. Bên cạnh việc đổi mới nội
dung, đổi mới về phương pháp giảng dạy. Chính vì vậy,việc ứng dụng cơng nghệ
thông tin vào công tác giảng dạy là thực sự cần thiết. Với sự hỗ trợ của CNTT việc dạy
và học sẽ đạt được chất lượng và hiệu quả cao hơn.

Đối với môn Vật lý, với đặc thù là môn khoa học thực nghiệm nên trong quá
trình hình thành kiến thức mới địi hỏi phải có các TN mơ phỏng nhằm giúp học sinh
lĩnh hội kiến thức một cách toàn diện. Mặc dù hiện nay ở các trường THPT về cơ sở
vật chất thiết bị đã được cải thiện một cách rõ rệt, các trường đã có các phịng học sử
dụng máy chiếu và việc soạn giáo án điện tử, dạy học bằng máy vi tính khơng cịn là
vấn đề xa lạ đối với giáo viên. Tuy nhiên, các bài giảng điện tử của các giáo viên
thường chỉ mới dừng lại ở việc chiếu lên các dòng chữ để thay thế cho việc trình bày
bảng, ứng dụng hình ảnh động của mơi trường Powerpoint hoặc các phần mềm ứng
dụng đơn giản. Để nâng cao hiệu quả của các bài giảng đòi hỏi giáo viên phải lồng
ghép giữa trình bày lý thuyết và thực nghiệm nhằm phát huy tác dụng của thí nghiệm
trong bài dạy, đây là vấn đề rất cần thiết trong dạy học Vật lý.

Với sự phát triển của CNTT, bên cạnh việc trình bày thí nghiệm trực quan thì
thí nghiệm ảo cũng mang lại hiệu quả thiết thực. Có thể tiết kiệm thời gian, cùng một
lúc tất cả học sinh đều quan sát được, độ chính xác của thí nghiệm tương đối cao, tạo
hứng thú cho học sinh, nâng cao tinh thần sáng tạo và học hỏi của học sinh. Nó có hiệu
quả cao đặc biệt khi biết kết hợp tốt trong các bài giảng điện tử có sử dụng máy chiếu.

Chính vì thế mà phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo xuất hiện ngày càng nhiều nhưng
không phải phần mềm nào cũng có thể sử dụng hiệu quả.

Qua tìm hiểu và nghiên cứu, tôi thấy phần mềm Yenka được đánh giá là một
trong những công cụ giáo dục thế hệ mới tốt nhất giúp cho người học tiếp cận với các
bộ môn thuộc khoa học tự nhiên trên phương diện thực nghiệm. Đây cũng là một trong

1

những phần mềm hỗ trợ tốt cho các bậc giáo viên với phương pháp giảng dạy mới mẻ,
tạo hứng thú cho học sinh trong học tập.

Phần mềm này được xây dựng dựa trên khả năng thao tác nhanh của các thế hệ
máy tính cá nhân hiện nay. Nó có khả năng thiết kế được hầu hết các thí nghiệm trong
chương trình vật lý phổ thơng, cung cấp một số chủ đề có sẵn theo chương trình và có
thể tạo ra được các chủ đề mới theo từng nột dung thí nghiệm. Hiện nay, Yenka đã
được sử dụng trong hoạt động giảng dạy nhưng vẫn chưa được phổ biến vì một số tính
năng đặc thù của nó. Vì vậy, để tìm hiểu rõ về phần mềm Yenka và phương pháp sử
dụng phần mềm một cách hiệu quả, tôi quyết định chọn đề tài “Thiết kế và sử dụng thí
nghiệm ảo bằng phần mềm Yenka trong dạy học vật lý ở trừơng THPT” trong bài khóa
luận tốt nghiệp của mình.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm ảo.
Phần mềm Yenka.
Nội dung vật lý ở THPT.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Phần mềm Yenka.
Thiết kế và sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học vật lý ở THPT.
1.4. Phương pháp nghiên cứu

* Phương pháp nghiên ćưu lý thuyết:
Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ dạy học của bộ môn vật lý ở THPT
hiện nay.
Nghiên cứu phần mềm Yenka.
1.5. Giả thuyết khoa học
Nếu ứng dụng phần mềm Yenka để thiết kế thí nghiệm ảo dùng dạy học vật lý
tại trường THPT sẽ góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh.
1.6. Đóng góp của đề tài
Qua đề tài này, các giáo viên, sinh viên sẽ tiếp nhận được một trong rất nhiều
hướng ứng dụng công nghệ trong dạy học, cụ thể là sẽ biết cách sử dụng chương trình
Yenka để tạo và sử dụng các thí nghiệm ảo, đặc biệt là có một kho các TN phục vụ cho
dạy học.

2

Các gói TN mà chúng tôi tạo sẵn từ các thiết bị riêng lẻ gồm rất nhiều thí
nghiệm mà giáo viên phải thực hiện trong chương trình vật lý phổ thơng. Do đó, giáo
viên có thể trực tiếp sử dụng thí nghiệm mà chỉ cần biết một chút về các thao tác cơ
bản trong chương trình. Các thao tác cần thiết đều được chúng tôi giới thiệu trong bản
hướng dẫn.

Đồng thời sử dụng các gói thí nghiệm này, các giáo viên khỏi phải tốn công
sức, thời gian vào việc thiết kế từ kịch bản cho đến mơ hình thí nghiệm mà tất cả đều
có sẵn, đều được thiết kế cho mọi kịch bản phù hợp với chương trình phổ thơng. Đặc
biệt, khi thiết kế các thí nghiệm, chúng tơi đều đã có lường trước các khả năng hi hữu
ngồi ý muốn có thể xảy ra và tất cả đều được khắc phục được trong bộ thí nghiệm.
1.7. Cấu trúc đề tài
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy
học vật lý ở THPT
Chương 2: Tổng quan về phần mềm Yenka

Chương 3: Thiết kế và sử dụng một số thí nghiệm ảo với sự hỗ trợ của phần mềm
Yenka trong dạy học vật lý ở trườngTHPT

3

B. NỘI DUNG
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ
NGHIỆM ẢO TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở THPT
1.1. Cơ sở lý luận của việc sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học vật lý ở THPT
1.1.1. Vai trò của TN ảo trong việc dạy học vật lý ở THPT

- Dễ dàng, trực quan sinh động: Giao diện thân thiện và hình ảnh trực quan
sinh động, học sinh khơng chỉ được nhìn, xem, cịn có cơ hội tham gia thực sự các TN
ảo qua các thao tác đã được trực quan hóa với các thiết bị ảo, đây chính là điểm mạnh
của phần mềm so với những bài giảng Powerpoint truyền thống. Tính chủ động của
học sinh, sinh viên tăng lên do có thể tự học ở nhà trên đĩa CD hay trên Web trong khi
giáo viên có thể sử dụng trên lớp như giáo cụ trực quan minh họa cho bài giảng, do đó
khắc phục được phần nào tình trạng thiếu thiết bị, nguyên vật liệu TN như hiện nay.
- Tăng hứng thú và tính chủ động: Để hỗ trợ tự học, một giáo viên ảo với giọng nói
truyền cảm sẽ giúp sinh viên khi học, giáo viên ảo có thể bày tỏ thái độ khuyến khích
hay chê trách giúp sinh viên dễ định hướng kiến thức trong khi học. Sự kết hợp hài hòa
giữa câu hỏi trắc nghiệm truyền thống (lựa chọn, đúng sai,..) với hình thức trắc nghiệm
kĩ năng giàu tính tương tác thu hút chú ý và tăng tính chủ động người học. Giao diện
học tập được tính tốn yếu tố màu sắc, tiện lợi và chiến lược giáo dục. Có thể chọn
một chủ đề tự học tập bất kì, tùy thuộc vào tiến độ, khả năng tiếp thu cá nhân, giáo
viên dùng mẫu này trên lớp.

- Hiệu quả đạt được: Do kết hợp bài giảng + tương tác thực hành + trắc nghiệm
đánh giá. Thí nghiệm mơ phỏng góp vai trị vào 2/3 yếu tố làm tăng tính chủ động học
tập trực quan, tương tác cao, cho phép đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức của HS là

những yếu tố không thể thiếu đối với một phần mềm giáo dục hiện đại.

- Tích hợp đa phương tiện: Việc tích hợp tính năng multimedia (đoạn phim, âm
thanh,...) làm thí nghiệm sinh động cùng với việc lập trình hành động tạo đối tượng thí
nghiệm ảo dễ dùng lại sẽ tiết kiệm công thức thiết kế phát triển đối với những vòng
đời sau của phần mềm.

- Không chỉ lập trình: Muốn phần mềm tốt cần kịch bản tốt, có tính sư phạm,
chính xác, khoa học, kết cấu chặt chẽ. Người viết kịch bản cần tham khảo nhiều tài
liệu, ý kiến chuyên gia, giảng viên và sinh viên về môn học. Sự tương đồng với kịch
bản phim hoạt hình (phân cảnh) giúp phần mềm thêm sinh động mà vẫn đảm bảo các

4

tiêu chí giáo dục cần thiết. Việc xây dựng thư viện đối tượng TN, thiết bị ảo giúp tối
ưu quá trình phát triển phần mềm vì cho phép dùng lại khi xây dựng phần mềm tương
đương. Thiết bị TN ảo giúp HS làm quen với thiết bị, nắm được kiến thức và yêu cầu
thực nghiệm, làm tiền đề khai thác thiết nghiệm thực. Thiết bị ảo được xây dựng qua
nhiều bước: Thiết kế trạng thái, hành vi, tính chất, chụp hình, bóc tách,.. lập trình, lồng
ghép, đóng gói. Khả năng tiến hành các thiết bị ảo, thử nghiệm các tình huống giả
định, khó thu được trong thực nghiệm, tiến hành nhiều lần giúp tiết kiệm thời gian, chi
phí nguyên vật liệu, giảm sai hỏng thiết bị do thao tác sai.

- Đây là một ưu điểm của phần mềm so với bài giảng kiểu cũ. Một điều tra đã
cho thấy mức độ sinh động bài giảng thí nghiệm ảo tăng lên 26% so với bài giảng trên
Powerpoint. Tính thân thiện tăng lên 19%, độ khó hiểu giảm 4%. Như vậy áp dụng
phần mềm đã thực sự hiệu quả, chất lượng bài giảng.
1.1.2. Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học với việc sử dụng TN ảo có sự hỗ trợ
của phần mềm trong dạy học Vật lí̉ ơ THPT

Trên cơ sở nghiên cứu lí luận hoạt động nhận thức cho học sinh theo hướng tích
cực hóa trong dạy học vật lí, chức năng của TN và khả năng hỗ trợ TN ảo của phần
mềm, chúng tơi xin đề xuất tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh theo
hướng tích cực hóa với việc sử dụng thí nghiệm có sự hỗ trợ của phần mềm sau:

Sử dụng TN Vấn đề
với sự hỗ trợ
của phần mềm Điều kiện cần sử dụng để đi
tìm câu trả lời cho vấn đề đặt ra

Sử dụng TN với sự Giải quyết bài
hỗ trợ của phần

Kết luận/ nhận định

Sử dụng TN với sự hỗ trợ Vận dụng
của phần mềm củng cố
vận dụng kiến thức

Sơ đồ 1.1: Tiến trình dạy học kiến thức vật lí có sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của
phần mềm.

5

1.1.3. Quy trình xây dựng và sử dụng một số TN ảo với sự hỗ trợ của phần mềm
trong dạy học vật lý ở THPT

Để xây dựng và sử dụng TN với sự hỗ trợ của phần mềm, đầu tiên chúng ta cần
xác định mục tiêu bài học thông qua nghiên cứu SGK và chuẩn kiến thức kĩ năng. Tiếp
theo GV phải xác định TN cần sử dụng trong bài học. Sau đó, dự kiến những khó khăn

gặp phải khi thực hiện mục tiêu đó. Đặc biệt là các khó khăn trong xây dựng và sử
dụng TN. Tiếp đến, GV nghiên cứu khả năng hỗ trợ của phần mềm trong các TN cũng
như trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS. Trên cơ sở những khả năng
đó, GV khai thác hoặc xây dựng các TN với sự hỗ trợ của phần mềm và thiết kế tiến
trình dạy học tương ứng để sử dụng các TN đó. Sau tiết dạy, GV có thể bổ sung những
khó khăn gặp phải trong thực tế, từ đó xây dựng khai thác các TN khác hoặc điều
chỉnh tiến trình dạy học cho các tiết dạy sau tốt hơn. Qui trình xây dựng và sử dụng
TN với sự hỗ trợ của phần mềm trong tổ chức hoạt động nhận thức cho HS có thể tóm
tắt bằng sơ đồ sau:

Nghiên cứu SGK, chuẩn kiến thức, kỹ năng để xác định mục tiêu của bài học

Xác định các TN cần sử dụng trong bài học

Dự kiến những khó khăn gặp phải trong dạy học và trong các TN

Nghiên cứu khả năng hỗ trợ các phần mềm trong các TN cụ thể cũng
như trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS

Xây dựng (hoặc khai thác) các TN

Thiết kế tiến trình dạy học trong đó có sử dụng TN với sự hỗ trợ của
phần mềm

Giảng dạy với tiến trình dạy đã thiết kế

Sơ đồ 1.2: Quy trình xây dựng và sử dụng một số TN với sự hỗ trợ của phần mềm.

6

1.1.4. Nguyên tắc tạo và sử dụng một số TN ảo với sự hỗ trợ của phần mềm trong
việc dạy học Vật lý ở THPT

* Nguyên tắc 1: Về việc kết hợp giữa nội dung TN hiển thị và kịch bản sư phạm
Nội dung bài giảng, nội dung thực sự của TN phải là sự kết hợp giữa nội dung TN
nhằm cung cấp thông tin và kịch bản sư phạm đã xây dựng nhằm biến nội dung thông
tin thành kiến thức. Do đó, một TN hay, đẹp đến mấy nhưng nó có hợp lý hay khơng,
có biến được lượng thơng tin thành kiến thức hay không là ở kịch bản sư phạm của
GV.

* Nguyên tắc 2: Tập trung làm rõ, hướng dẫn cho HS quan sát hiện tượng
chính.
Các TN muốn thu được nhiều số liệu, muốn dễ điều khiển, muốn đẹp thì đa số đều
chứa các liên kết, các bộ phận phức tạp. Vì vậy, GV phải làm rõ các chủ đích của từng
bước TN làm rõ trọng tâm của TN đó và đồng thời, qua đó hướng dẫn HS quan sát
đúng theo mục đích giáo dục của TN.

* Nguyên tắc 3: Tạo cho HS tương tác với tài liệu, với TN.
Một sự nguy hiểm là đơi khi GV khơng kiểm sốt được TN và đồng thời cũng làm
cho HS tiếp nhận một cách thụ động, bỏ mất cơ hội tương tác của HS-GV và HS-TN.
Đây là một tai họa cho quá trình giảng dạy. Do đó, GV cũng như người thiết kế TN ảo
cần nghiên cứu tìm ra hướng khắc phục. Có thể khắc phục theo các hướng sau:
- Thiết kế TN và kịch bản sư phạm làm sao cho người học cùng với GV tham gia vào
xây dựng mơ hình, ngun tắc TN.
- GV khuyến khích HS tham gia vào bài TN bằng các câu hỏi hay các cuộc thảo luận
về hiện tượng TN, cải tiến TN hay hơn, chính xác hơn.

* Nguyên tắc 4: Sự hòa hợp giữa ảo và thực.
Thí nghiệm ảo là ảo chứ khơng thực. Biến một hiện tượng tự nhiên thành một
TN theo chủ ý của con người rồi lại giả lập trên máy tính. Như vậy, TN ảo này chắc

chắn cịn nhiều cái khơng thật khơng hồn chỉnh để đáp ứng nhiệm vụ thay thế tầm
nhìn về thế giới thực. Để tránh những tác hại do vấn đề này gây ra, người thiết kế TN
phải tạo ra môi trường đủ thật bằng cách xây dựng một TN ảo đủ thật, chứa các
phương pháp phức tạp hoặc có thể làm giảm đi càng nhiều càng tốt các hiệu ứng,
tương tác giả quá lý tưởng, không phù hợp thực tế.

7

1.2. Cơ sở thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm ảo trong việc dạy học vật lý ở
THPT

1.2.1. Những khó khăn và hạn chế của các thí nghiệm truyền thống
Để tiến hành một TN thực thụ trong không gian lớp học rất cần nhiều thứ:
Thứ nhất, là thiết bị phải đồng bộ và thống nhất trên cả nước, hoạt động ổn

định đồng thời GV phải tuyệt đối cẩn thận và tuyệt đối am hiểu hiện tượng để tránh
xảy ra tai nạn.

Thứ hai, là thời gian.Một TN chỉ được phép chiếm từ 5-10 phút trong giờ
học.Nhưng với thời gian đó chỉ đủ cho GV chuẩn bị, lắp đặt dụng cụ. Do đó lượng
kiến thức mà HS thu được phải giảm bớt đi.

Thứ ba, là về kinh tế.Ai cũng biết rằng một TN thực được tiến hành trong giờ
học tốn rất nhiều thời gian và đặc biệt là tiền bạc. Tuy nhiên, có một điều cần chú ý
rằng khi tiến hành một TN với các dụng cụ TN trong phòng TN, mơ hình TN được gia
cơng hết sức cẩn thận, công phu nhưng chỉ sử dụng một lần duy nhất, lần khác phải
tiến hành lại. Như vậy không kinh tế và không khoa học.

Khơng phải TN nào cũng tiến hành trong phịng học. Có những TN rất khó tiến
hành, rất khó quan sát, đo đạc do đó khơng có tác dụng, có khi cịn gây ra phản tác

dụng.Với những khó khăn đó, GV rất hạn chế trong việc sử dụng TN, phần lớn là mô
tả TN.

Sử dụng TN ảo các khó khăn trên sẽ được khắc phục, việc khảo sát được trực
quan hơn, dễ dàng hơn, tiến hành được những TN mà thực tế rất khó thực hiện.
1.2.2. Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm ảo trong việc dạy học vật lý ở

THPT
Bắt đầu từ năm học 2006- 2007 hầu như các trường THPT đều đã được trang bị
một phòng máy riêng với đầy đủ các thiết bị phục vụ cho việc dạy học môn vật lý, tuy
nhiên các phòng máy chỉ phục vụ cho dạy và thực hành môn Tin học, dạy nghề.
Trong những năm gần đây,ở nước ta, tại các trường THPT, số lượng GV sử
dụng máy vi tính trong việc dạy học tăng lên một cách đáng kể. Điều này đóng một
vai trị rất quan trọng trong sự nghiệp giáo dục của nước ta ở thế kỉ 21. Một trong
những ứng dụng của máy tính vào quá trình dạy học là việc sử dụng phần mềm để dạy
học. Tình hình thực tế cho thấy, chúng ta đã và đang bước vào kỉ nguyên mới, kỉ

8

ngun của cơng nghệ thơng tin mà trong đó phần mềm dạy học là một trong những
tiềm năng rất lớn có thể thay đổi giáo dục của nước ta nhất là giáo dục phổ thông.
Tuy vậy, việc ứng dụng công nghệ thông tin trong học đường vẫn đang chỉ dừng lại ở
việc trang bị máy tính và kết nối Internet, chứ chưa hoàn toàn khai thác được những
ứng dụng của công nghệ thông tin để đổi mới phương pháp dạy học, chưa trang bị cho
HS những phương pháp tìm kiếm tri thức mới, chưa giúp cho HS biết dùng công nghệ
thơng tin để khai thác thơng tin hữu ích.
1.2.2.1. Thuận lợi

Ngày nay việc truy cập Internet tìm kiếm thơng tin khơng cịn xa lạ với GV
cũng như HS vì vậy việc tìm kiếm một phần mềm dạy học TN ảo khơng cịn khó khăn.

Bên cạnh đó, nhiều GV và HS đã có kĩ năng sử dụng cơng nghệ thơng tin như
Internet, máy tính cũng như các thao tác cơ bản của phần mềm máy tính.

Nhà trường nhìn chung đã có phần nào cố gắng tạo điều kiện cho GV và HS
được tiếp cận và sử dụng máy vi tính, cũng như các phầm mềm TN ảo trong dạy học.
1.2.2.2. Khó khăn

Khá nhiều HS có thói quen ỷ lại vào sự cung cấp kiến thức từ GV.
Nhiều GV và HS khả năng sử dụng ngoại ngữ chưa sự đủ tốt ( nhất là HS miền
núi) để có thể khai thác và sử dụng các trong phần mềm TN ảo.
Một số GV cịn có tâm lí ngại tìm hiểu vì sợ khó, khả năng ngoại ngữ và năng
lực sử dụng công nghệ thông tin còn hạn chế nên chưa sử dụng thành thạo và chưa
hướng dẫn được cho HS trong quá trình học tập.
Phần mềm TN ảo tràn lan GV và HS chưa có thể chọn được phần mềm đúng
với khả năng của mình để khai thác và sử dụng nó.
Đại đa số các phần mềm TN hiện có đều được viết bằng tiếng nước ngồi nên
các giáo viên cũng gặp nhiều khó khăn trong việc tìm hiểu và sử dụng nó cho hiệu
quả.

9

Kết luận chương 1
Chương 1 chúng tơi đã trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng thí
nghiệm trong dạy học vật lý ở THPT với những vấn đề chính: khái niệm, đặc điểm của
TN vật lý; phân tích vai trị của TN vật lý trong dạy học vật lý ở THPT; phân tích vai
trị của TN vật lý trong dạy học vật lý theo hai quan điểm lý luận nhận thức và quan
điểm dạy học; phân loại được TN vật lý và đưa ra được yêu cầu khi tiến hành và sử
dụng đối với từng loại TN; nêu được vai trò của TN ảo trong dạy học vật lý; tiến trình
tổ chức, quy trình cũng như nguyên tắc tạo và sử dụng thí nghiệm ảo trong việc dạy

học vật lý ở trường THPT; đặc biệt là sự cần thiết của việc tạo TN ảo trong dạy học vật
lý phổ thơng.
Trong q trình nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn ở trên, Tôi nhận thấy rằng TN
vật lý nói chung và TN ảo nói riêng có tác dụng nhiều mặt cụ thể trong việc nắm vững
kiến thức, rèn luyện kỹ năng, phát triễn năng lực sáng tạo và bồi dưỡng nhận cách, kỹ
năng, kỹ thuật cho HS. Vì vậy muốn nâng cao chất lượng trong dạy học vật lý thì vấn
đề nghiên cứu thiết kế, xây dựng thí nghiệm ảo bằng các phần mềm trong dạy học vật
lý ở THPT là vấn đề cần thiết.
Những cơ sở lý luận nghiên cứu trên đây sẽ giúp Tôi cụ thể hóa trong việc vận dụng
thiết kế, sử dụng phần mềm Yenka trong dạy học vật lý ở THPT.

10

Chương 2. TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM YENKA
2.1. Sơ lược về phần mềm Yenka

Yenka là một thế hệ mới của các mẫu công cụ giáo dục từ hãng Crocodile
Clips. Yenka tập hợp nhiều thí nghiệm thú vị về bốn ngành học cơng nghệ, tốn học,
khoa học và máy tính. Với mỗi mơn học khác nhau, sẽ có các dụng cụ thí nghiệm,
thành phần TN phù hợp với môn học giúp thầy cô giáo có thêm cơng cụ dạy học hiệu
quả hơn, học sinh nắm rõ vấn đề hơn. Yen ka cho phép bạn thử nghiệm với các chủ đề
bạn đang giảng dạy trong một thế giới ảo an tồn và chính xác.

Yenka đem đến cho người dùng mức độ tự do tối đa trong việc tương tác với
các vật thể nhằm đạt được mục đích sử dụng. Nếu muốn có một bảng mạch điện, bạn
cứ việc kéo thả các công cụ được Yenka cung cấp, lắp ghép chúng lại và có được bảng
mạch của riêng mình.

Bên cạnh đó, giao diện thiết kế theo kiểu điều hướng giúp bạn dễ nắm bắt cấu
trúc tổ chức và tương tác thoải mái hơn. Ngồi ra, tùy từng mơn học mà giao diện

cũng được tút lại cho phù hợp.
2.2. Cài đặt phần mềm Yenka

- Giải nén tập tin tải về Yenka_2.1.1_(MSI)_Setup.NLS.rar; sau đó chạy tập
Yenka_2.1.1_(MSI)_Setup.NLS.exe.
- Kích Next để tiếp tục.
- Kích Next để tiếp tục.
- Kích nút Install để bắt đầu cài đặt.
- Chương trình đang cài đặt.
- Nhấn Finish để kết thúc.
- Vào C:Program FilesYenkaServer chạy tệp YK.msi để cài đặt Yenka.
- Chọn I accept…, nhấn Next để tiếp tục.
- Gõ nội dụng tùy ý vào hai ô Use Name và Organization, nhấn Next để tiếp
tục.
- Nhấn Next để tiếp tục.
- Nhấn nút Install để bắt đầu cài đặt.
- Quá trình cài đặt.
- Nhấn Finish để hoàn thành cài đặt.

11