Sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlab trong dạy học bài tập phần phóng xạ và phản ứng hạt nhân sách giáo khoa vật lý 12 nâng cao

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC







DƢƠNG THẾ HIỂN







SỬ DỤNG NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH MATLAB TRONG DẠY
HỌC
BÀI TẬP PHẦN PHÓNG XẠ VÀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÝ 12 NÂNG CAO




LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2011
2


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC







DƢƠNG THẾ HIỂN

SỬ DỤNG NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH MATLAB TRONG DẠY
HỌC
BÀI TẬP PHẦN PHÓNG XẠ VÀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÝ 12 NÂNG CAO


LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC
BỘ MÔN VẬT LÝ
Mã số: 60 14 10



Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Bùi Văn Loát





HÀ NỘI – 2011
3

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1.   1
2. Mu 2
3. Lch s u 2
4. u 3
5. Gi thuyt khoa hc 3
6. Nhim v u 3

7. Phu 3
8. u 3
8.1. t 3
8.2. u thc tin 4
9.   4
10. C 4
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 5
1.1. Tng quan v y hc 5
1.1.1.  5
1.1.2. Nhim v cy hc 6
1.2.  v y hc 6
1.2.1. y hc 6
1.2.2. i my hc 8
1.3. y hc 8
1.3.1. c 8
1.3.2. c 10
1.4. Nhng v n v dy gii BTVL 13
1.4.1. p v 13
1.4.2. ng ca BTVL trong hong dy hc v 13
1.4.3. S dng BTVL trong dy hc v 15
1.4.4. i BTVL 21
1.4.5. ng dn HS gii BTVL 25
1.5. a c y hc 29
1.5.1. D  29
1.5.2.  n, thit b dy hc 30
1.6.  t v vic s dy hc 31
1.6.1. nh 31
1.6.2. Chc 32
4

1.6.3.  32
1.6.4. u Vn 33
1.6.5. y hc V 35
1.7. Tng quan phn mm Matlab 37
1.7.1. Gii thiu chung 37
1.7.2.  l 39
1.7.3.  l 39
1.7.4. c v GUI 39
1.7.5.  v ng bng Matlab 41
1.7.6. ng dc ng dng trong
ging dy 43
1.8. Thc trng vic s dng phn mm dy hc trong dy hc v ng
Trung hc ph  44
1.8.1. Thc tin hong dy gii BTVL 44
1.8.2. Thc t vic ng d y hc v 45
Kt lu 49
Chƣơng 2: PHÂN TÍCH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VÀ ỨNG DỤNG
MATLAB THIẾT KẾ MỘT SỐ MÔ HÌNH DẠY BÀI TẬP TRONG
PHẦN PHÓNG XẠ VÀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 50
2.1.  50
2.2.  t v  n ng h 51
2.2.1. Cu to h 51
2.2.2. S  51
2.2.3. Phn ng h 53
2.2.4. p 55
Kt lu 64
Chƣơng 3: THƢ
̣
C NGHIÊ
̣

M SƢ PHA
̣
M 65
3.1. Mm v ca TNSP 65
3.2. ng, thc TNSP 65
3.2.1. ng TNSP 65
3.2.2. Thi gian thc hin TNSP 65
3.2.3. c TNSP 65
3.3. t qu TNSP 66
3.3.1. n bi h 66
3.3.2. Kt qu TNSP c 67
Kt lu 77
5

KÊ
́
T LUÂ
̣
N 79
1. 









 79

2. 







 79
3.  80
4.  81
TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
PHỤ LỤC 84

6

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu viết tắt
Đọc là
PPDH
P
PTDH

GV

HS

SGK


THPT

NXB

TW


1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
N

      




" đẩy mạnh công
nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển kinh tế tri thức, đưa nước ta cơ bản trở thành
một nước công nghiệp theo hướng hiện đại vào năm 2020 ".
              


Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động tư duy
sáng tạo của người học, bồi dưỡng năng lực tự học, lòng say mê học tập và ý chí
vươn lên

 PPDH



 




               
               


t
2










 




“Sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlap trong dạy học bài tập phần Phóng xạ
và phản ứng hạt nhân sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao”


2. Mục đích nghiên cứu
        
         


3. Lịch sử nghiên cứu
qua 
Mat
 
- Dạy học bài toán dao động và sóng sử dụng mô hình được xây dựng bằng
phần mềm Matlab (Luận văn thạc sĩ Đinh Đức Chính).
- Sử dụng một số mô hình dao động và sóng điện từ được xây dựng bằng ngôn
ngữ lập trình Matlab để giảng dạy chương “Dao động và sóng điện từ” - vật lí 12
THPT Ban nâng cao.( Luận văn thạc sĩ Trần Thị Thanh Vân).
3

4. Đối tƣợng nghiên cứu
        


5. Giả thuyết khoa học






6. Nhiệm vụ nghiên cứu
 



             




7. Phạm vi nghiên cứu


TNSP 4 
8. Phƣơng pháp nghiên cứu
8.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
 u nhm
 n c 
4

8.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

n

.
* Thực nghiệm sư phạm



 
* Thống kê toán học
 xTNSP
    


9. Đóng góp của đề tài




10. Cấu trúc luận văn




.

5

Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Tổng quan về quá trình dạy học
1.1.1. Khái quát chung


[
1
]




1.1.1.1. Đối với người dạy


- Đề ra mục tiêu, yêu cầu phù hợp đối với người học.

- Xây dựng kế hoạch hoạt động dạy sát thực.
- Tổ chức hoạt động dạy sao cho phù hợp với các đối tượng học.
- Có phương pháp dạy thích hợp, nhằm kích thích tính tích cực, năng động, tự
giác, chủ động sáng tạo của người học bằng cách tạo nên nhu cầu, động cơ, hứng
thú, lòng ham hiểu biết… và làm cho người học ý thức được trách nhiệm cũng như
nghĩa vụ của họ trong việc học.
- Tổ chức kiểm tra, đánh giá kết quả của người học một cách khách quan.
Qua đó người dạy có cơ sở điều chỉnh, sửa chữa kịp thời những hạn chế, thiếu sót
của người học cũng như công tác giảng dạy của bản thân.
1.1.1.2. Đối với người học


 
- Tiếp nhận nhiệm vụ, kế hoạch học tập mà giáo viên đưa ra.
- Tiến hành hoạt động nhận thức với mục tiêu giải quyết nhiệm vụ học tập
được đưa ra.


[
1
]
Đỗ Ngọc Đạt, Tiếp cận hiện đại hoạt động dạy học, 
6

- Tự điều chỉnh hoạt động học tập của mình thông qua hoạt động kiểm tra,
đánh giá bản thân và sự đánh giá của giáo viên. Từ đó, điều chỉnh hoạt động học tập
theo hướng tích cực hơn.
[
2
]

1.1.2. Nhiệm vụ của quá trình dạy học

- Mục tiêu đào tạo.
- Sự phát triển của khoa học công nghệ.
- Đặc điểm của học sinh và tình hình cụ thể của nhà trường.



- Kỹ năng nắm bắt thông tin.
- Kỹ năng làm việc theo nhóm.
- Kỹ năng phân tích và giải quyết vấn đề.
- Kỹ năng tổ chức và điều khiển.
- Kỹ năng tự nghiên cứu…




1.2. Cơ sở về phƣơng pháp dạy học
1.2.1. Phương pháp dạy học
1.2.1.1. Phương pháp dạy học là gì?
PPDH 

HS

Theo PPDH 
GV 


[
2
]
Đỗ Ngọc Đạt, Tiếp cận hiện đại hoạt động dạy học, 
7

- Mục đích dạy học được xác định trước.
- Hệ thống những hành động liên tiếp tương ứng.
- Phương pháp hành động tương ứng.
- Quá trình biến đổi của đối tượng bị tác động, kết quả thu được.
[
3
]

1.2.1.2. Mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung, phương pháp
         

“Dân giàu nước mạnh, xã hội công bằng văn minh”.
            



PPDH 

 
“Học một biết mười”.
GV HS 
 GV 

1.2.1.3. Thực trạng của việc dạy và học hiện nay

“Biến quá trình đào tạo thành quá trình
tự đào tạo”



SGK,
HS 
“Thầy đọc – Trò chép” 



[
3
]
Đặng Văn Đúc, Nguyễn Thu Hằng, Phương pháp dạy học theo hướng tích cực, 

8

1.2.2. Đổi mới phương pháp dạy học
1.2.2.1. Sự cần thiết phải đổi mới PPDH
-2020),




 
h
1.2.2.2. Định hướng đổi mới
PPDH 



“Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ
động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng
phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động
đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”.

PPDH 
 


1.3. Phƣơng pháp dạy học tích cực
1.3.1. Khái niệm PPDH tích cực
“PPDH tích cực” 
 
PPDH 

GV



9

 
PPDH PPDH 
   


PPDH 
HS 





- Khai thác động lực học tập của người học để phát triển chính họ.
- Coi trọng lợi ích, nhu cầu của cá nhân để chuẩn bị tốt nhất cho họ thích ứng
với đời sống xã hội.
GV HS HS HS 
 
Sơ đồ 1.1: Sơ đồ mối quan hệ giữa GV và HS trong dạy học tích cực



PPDH 
- Tiêu chí hàng đầu của việc dạy và học là cách học.



Hc sinh
u
Hong dy hc
ng)
Định hướng
Liên hệ ngược
Liên hệ ngược
Thích ứng
Tổ chức
Cung cấp tư liệu
tạo tình huống
10

- Phẩm chất cần phát huy mạnh mẽ là tính chủ động của người học.
- Công cụ cần khai thác triệt để là công nghệ thông tin và đa phương tiện.
[
4
]

1.3.2. Các đặc trưng của PPDH tích cực
 
1.3.2.1. Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động của HS và chú trọng rèn
luyện phương pháp tự học








HS 
GV HS 



HS 
HS HS 




HS 


1.3.2.2. Tăng cường hoạt động học tập của mỗi cá nhân và phối hợp với học hợp
tác giữa các HS


[
4
]
Dự án Việt – Bỉ, Dạy và học tích cực. Một số phương pháp và kĩ thuật dạy học.

11

TrGV 
HS



  



             n
GV 






HS 

HS
HS 
“nguyên liệu” 
HS 

1.3.2.3. Dạy và học chú trọng đến sự quan tâm và hứng thú của HS, nhu cầu và lợi
ích của xã hội
  GV, HS      

“lấy HS làm trung tâm” 

HS 
 GV 

12



a HS, GV 


1.3.2.4. Dạy và học coi trọng hướng dẫn tìm tòi
HS  
HS 
HS 
GVHS 





HS
 

GV 
1.3.2.5. Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò

HS c
GV.
 HS 


HS 

 
GV HS 
“đồng đẳng”GV 
HS 

13



GV  



 


[

5
]

1.4. Những vấn đề lý luận về dạy giải BTVL
1.4.1. Khái niệm bài tập vật lí


cho HS 

HS HS 
HS




HS
HS 
1.4.2. Tác dụng của BTVL trong hoạt động dạy học vật lí

HS HS 

HS 
          


[
5
]
Dự án Việt – Bỉ, Dạy và học tích cực. Một số phương pháp và kĩ thuật dạy học.


14

       

ng theo c
[
6
]

- Bài tập vật lí có thể được sử dụng như là phương tiện nghiện cứu tài liệu
mới khi trang bị kiến thức cho HS nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội được kiến thức một
cách sâu sắc và vững chắc
- Bài tập vật lí là một phương tiện để HS rèn luyện khả năng vận dụng kiến
thức, liên hệ học tập với thực tế.
- Bài tập vật lí là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn
luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS.
HS.
HS 

 

HS HS 
- Bài tập vật lí là một phương tiện để củng cố, ôn tập kiến thức đã học một
cách sinh động và hiệu quả
HS 
                  
HS 

GV HS
HSGV 


HS.
- Thông qua việc giải bài tập vật lí có thể rèn luyện cho HS những đức tính tốt
như tinh thần tự lập, tính cẩn thận, sự kiên trì cũng như tinh thần vượt khó.
- Bài tập vật lí là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS
một cách chính xác.


[
6
]
Đỗ Hƣơng Trà, Bài giảng chuyên đề phương pháp dạy học Vật Lý, i, 2008.
15


HSHS 
HS 

HS HS

1.4.3. Sử dụng BTVL trong dạy học vật lý
1.4.3.1. Những yêu cầu chung trong dạy học về BTVL

. 
- Dùng bài tập làm xuất hiện vấn đề trong các tiết nghiên cứu tài liệu mới.
- Dùng bài tập hình thành kiến thức mới.
- Dùng bài tập củng cố, bổ sung, hoàn thiện những kiến thức lý thuyết đã học.
- Lựa chọn bài tập điển hình nhằm hướng dẫn HS vận dụng kiến thức đã học
để giải, từ đó hình thành phương pháp giải chung cho mỗi loại bài tập đó.
- Dùng bài tập để kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức của HS.

- Sắp xếp các bài tập đã chọn thành một hệ thống, định rõ kế hoạch và mục
đích sử dụng trong tiến trình dạy học.
- Kế hoạch sử dụng BTVL trong dạy học.
[
7
]

STT bài
trong SGK
Nội dung
tiết học
Ra bài tập và giải ngay
tại lớp
Ra về nhà
các bài tập
Giải ở lớp
các bài tập
đã ra về
nhà
Hình thành
kiến thức mới
Củng cố







[
7
]
Ngô Diệu Nga. Bài giảng chuyên đề phân tích chương trình vật lý phổ thông,2005.
16

HS HS 
.
.
1.4.3.2. Phân loại BTVL



 .
[
8
]



[
8
]
Muravier. A. V. Dạy thế nào cho học sinh tự lực nắm vững kiến thức Vật Lý (bản dịch), NXB
i, 1978.
17



dung
































   Quang
SƠ ĐỒ PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ
Sơ đồ: 1.2. Sơ đồ phân loại BTVL
18

a. Phân loại theo nội dung của bài tập vật lí
• Theo đề tài của tài liệu vật lí

 



• Bài tập có nội dung trừu tượng và bài tập có nội dung cụ thể


HS 

HS 


HS 

• Bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp


HS l
HS 

• Bài tập có nội dung lịch sử

  

• Bài tập vui


 
HS.
19

b. Phân loại theo phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải
- Bài tập định tính
HS 
HS 
HS 

HS 

HS

HS.
- Bài tập định lượng




HS 


HS 



- Bài tập thí nghiệm

                 

 

- Bài tập đồ thị