Xây dựng, khai thác và sử dụng thí nghiệm mô phỏng dạng Flash trong dạy học phần Các định luật bảo toàn Vật lí 10 THPT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUÊ
KHOA VẬT LÍ
----------

NGUYỄN HUY CƯỜNG

XÂY DỰNG, KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG THÍ
NGHIỆM MƠ PHỎNG DẠNG FLASH TRONG DẠY
HỌC PHẦN “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ
10 THPT

Huế, 2009
1


MỤC LỤC
Trang phụ bìa....................................................................................................
Mục lục.............................................................................................................1
Danh mục chữ viết tắt.....................................................................................3
Danh mục các hình vẽ, bảng biểu và đồ thị...................................................4
Phần mở đầu....................................................................................................6
1. Lí do chọn đề tài......................................................................................6
2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................7
3. Giả thuyết khoa học................................................................................7
4. Nhiệm vụ nghiên cứu..............................................................................8
5. Đối tượng nghiên cứu..............................................................................8
6. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................8
7. Giới hạn đề tài.........................................................................................8
8. Bố cục khóa luận.....................................................................................8
Phần nội dung................................................................................................10
Chương I: Cở sở của việc sử dụng thí nghiệm mơ phỏng trong dạy học

vật lí
1.1.

Các xu hướng phát triển thí nghiệm và các phương tiện trực quan
trong dạy học vật lí..............................................................................10

1.1.1. Xu hướng khai thác và sử dụng các thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền.........10
1.1.2. Xu hướng đa phương tiện......................................................................11
1.1.3. Xu hướng hiện đại hóa..........................................................................11
1.2.

Vai trị của thí nghiệm mơ phỏng trong dạy học vật lí....................12

1.2.1. Mơ phỏng và thí nghiệm mơ phỏng......................................................12
1.2.2. Sử dụng thí nghiệm mơ phỏng trong vật lí...........................................13
1.3.

Tiềm năng của thí nghiệm mô phỏng................................................15

1.3.1. Giới thiệu về Macromedia Flash...........................................................15
1.3.2. Macromedia Flash với bài học vật lí.....................................................15
1.4.

Kết luận................................................................................................17

Chương II: Thiết kế bài giảng với sự hỗ trợ của thí nghiệm mơ phỏng dạng
Flash một số bài trong phần “Các định luật bảo tồn” vật lí 10 THPT
2

2.1.

Đặc điểm phần các định luật bảo tồn..............................................19

2.1.1. Vị trí chương trong sách giáo khoa vật lí 10 THPT..............................19
2.1.2. Mục tiêu................................................................................................20
2.1.3. Phân tích nội dung kiến thức.................................................................21
2.2.

Thiết kế thí nghiệm mơ phỏng...........................................................32

2.2.1. Quy trình thiết kế thí nghiệm mơ phỏng...............................................32
2.2.2. Tổng quan về Macromedia Flash..........................................................34
2.2.3. Thiết kế đối tượng thí nghiệm mô phỏng..............................................38
2.2.4. Xây dựng và điều khiển hoạt động của các đối tượng mơ phỏng.........44
2.2.5. Một vài thí nghiệm mơ phỏng đã thiết kế.............................................41
2.2.6. Một số thí nghiệm mơ phỏng khác........................................................53
2.3.

Thiết kế giáo án điện tử......................................................................57

Giáo án 1.........................................................................................................58
Giáo án 2.........................................................................................................64
2.4.

Kết luận chương II..............................................................................69

Chương III: Thực nghiệm sư phạm.............................................................70
3.1.

Mục đích của thực nghiệm sư phạm..................................................70

3.2.

Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm.................................................70

3.3.

Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm...........................71
...................................................................................................................

3.4.

Phương pháp thực nghiệm sư phạm.................................................71

3.4.1. Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm...........................................................71
3.4.2. Quan sát giờ học....................................................................................72
3.4.3. Bài kiểm tra...........................................................................................72
3.5.

Kết quả thực nghiệm sư phạm...........................................................73

3.5.1. Về định tính...........................................................................................73
3.5.2. Về định lượng........................................................................................73
3.6.

Kết luận................................................................................................79
...................................................................................................................

Phần kết luận.................................................................................................81

Tài liệu tham khảo.........................................................................................83
Phụ lục
3


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CNTT

Công nghệ thông tin

GD&DT

Giáo dục và Đào tạo

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

KHGD

Khoa học giáo dục

SGK

Sách giáo khoa

THPT

Trung học phổ thông

4


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU VÀ ĐỒ THỊ
Hình 2.1. Các ví dụ thực tế về lực sinh cơng..................................................23
Hình 2.2. Thế năng đàn hồi.............................................................................26
Hình 2.3. Ví dụ về định luật bảo tồn cơ năng................................................27
Hình 2.4. Tên lửa.............................................................................................31
Hình 2.5. Quỹ đạo elip....................................................................................32
Hình 2.6. Giao diện Macromedia Flash..........................................................35
Hình 2.7. Hộp thoại tạo Flash mới..................................................................35
Hình 2.8. Hộp thoại Save................................................................................36
Hình 2.9. Hộp thoại Open...............................................................................36
Hình 2.10. Hộp thoại Export Movie................................................................37
Hình 2.11. Các nút trên TimeLine...................................................................38
Hình 2.12. Một số cơng cụ trong Flash...........................................................40
Hình 2.13. Hộp thoại Movie clip.....................................................................42
Hình 2.14. Hộp thoại tạo Graphic...................................................................42
Hình 2.15. Hộp thoại tạo Button.....................................................................43
Hình 2.16. Thao tác mở Creat Motion Tween................................................44
Hình 2.17. Bảng thuộc tính Properties............................................................44
Hình 2.18. Thiết kế chuyển động quay...........................................................46
Hình 2.19. Thiết kế quả bóng rơi....................................................................47
Hình 2.20. Ba thí nghiệm mơ phỏng về động năng.........................................51
Hình 2.21. Thí nghiệm mơ phỏng về thế năng trọng trường...........................52
Hình 2.22. Thí nghiệm mơ phỏng về hệ cơ lập (hệ kín)..................................53

Hình 2.23. Thí nghiệm mơ phỏng đệm khơng khí..........................................54
Hình 2.24. Thí nghiệm mơ phỏng về định luật bảo tồn động lượng.............54
Hình 2.25. Thí nghiệm mơ phỏng về định luật bảo tồn cơ năng...................55
Hình 2.26. Thí nghiệm mơ phỏng về hệ địa tâm và hệ nhật tâm....................56
Hình 2.27. Thí nghiệm mơ phỏng về các tốc độ vũ trụ...................................56
5


Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra...........................74
Bảng 3.2. Bảng thống kê tần suất....................................................................74
Bảng 3.3. Bảng phân phối tấn suất lũy tích.....................................................76
Bảng 3.4. Bảng phân loại theo học lực............................................................77
Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân phối tần suất của hai nhóm...................................75
Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm......................76
Biểu đồ 3.3. Biểu đồ phân loại theo học lực của hai nhóm.............................77
Đồ thị 3.1. Đồ thị phân phối tần suất của hai nhóm........................................75
Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm...........................76
Đồ thị 3.3. Đồ thị phân loại theo học lực của hai nhóm..................................77

6


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đổi mới phương pháp dạy học là một trong những mục tiêu lớn được
ngành giáo dục và đào tạo đặt ra trong giai đoạn hiện nay và là một mục tiêu
chính đã được Nghị quyết TW2, khóa VIII chỉ ra rất rõ ràng cụ thể: “Đổi mới
mạnh mẽ phương pháp giáo dục – đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một
chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng
các phương pháp tiên tiến và phương tiện vào quá trình dạy học, bảo đảm

điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu của học sinh…” [12].
Vật lí phổ thơng là một mơn khoa học thực nghiệm, do đó hầu hết các
định luật đều được rút ra bằng con đường thực nghiệm, ngay cả những kiến
thức thu được bằng con đường lý thuyết cũng chỉ trở thành kiến thức khoa
học khi được thực nghiệm kiểm chứng. Vì vậy thí nghiệm có vị trí và vai trị
rất quan trọng trong việc nâng cao chất lượng nắm kĩ năng, kĩ xảo của học
sinh. Mặt khác, sự cần thiết còn được quy định bởi quy luật nhận thức chung
của con người, mà V.I. Lê-nin đã chỉ ra: “Từ trực quan sinh động đến tư duy
trừu tượng và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn –đó là con đường biện chứng
của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực khách quan”[5].
Thực tế, việc đưa thí nghiệm vào giảng dạy vật lí ở trường phổ thơng
cịn gặp nhiều khó khăn. Một phần do thiếu thiết bị, các thiết bị khơng đồng
bộ hay thiếu chính xác…Một phần giáo viên cịn ngại khi sử dụng thí nghiệm
vào giờ dạy do chưa được trang bị kĩ về kiến thức thực hành thí nghiệm. Do
đó, thực trạng dạy học hiện nay đa số giáo viên giảng dạy theo “Thông báo-tái
hiện” chưa phát huy được vai trị của thí nghiệm trong dạy học vật lí phổ
thơng.
Xu hướng khai thác và sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí hiện nay
của các nước phát triển là kết hợp máy vi tính trong các thí nghiệm. Hầu hết
7


các thí nghiệm mơ phỏng và minh họa bằng máy vi tính đều đạt hiệu quả cao
trong dạy học, khơng chỉ nó mơ phỏng và minh họa q trình một cách chính
xác và khoa học mà cịn đạt được mức độ thẩm mỹ cao nhờ khả năng phối
màu. Điều này đã làm nên một sự thay đổi quan trọng trong việc đổi mới
phương pháp dạy và học ở nhiều quốc gia trên thế giới, tạo nên được một
bước chuyển biến về nâng cao chất lượng dạy học mơn vật lí.
Trước thực tế khai thác, sử dụng thí nghiệm ở trường phổ thông và xu
hướng của thời đại, tôi đã chọn đề tài: “Xây dựng, khai thác và sử dụng thí

nghiệm mô phỏng dạng Flash trong dạy học phần “Các định luật bảo tồn”
Vật lí 10 THPT”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Trình bày được cơ sở lí luận của việc ứng dụng thí nghiệm mơ phỏng
dạng Flash trong dạy học vật lí.
- Sử dụng Macromedia Flash thiết kế được một số sản phẩm trong dạy
học chương Các định luật bảo toàn Vật lí 10 THPT.
- Xây dựng được tiến trình dạy học một số bài trong chương Các định
luật bảo toàn Vật lí 10 THPT với sự hỗ trợ của các thí nghiệm mơ phỏng dạng
Flash.
3. Giả thuyết khoa học
Trong q trình đổi mới nội dung, phương pháp dạy học như hiện nay,
vấn đề ứng dụng CNTT vào trong quá trình dạy học là rất quan trọng, vì nó
mang lại hiệu quả rất lớn trong việc nâng cao chất lượng dạy học ở trường
phổ thông.
Nếu sử dụng được các sản phẩm được thiết kế từ Macromedia Flash vào
dạy học chương “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 THPT một cách thích hợp
sẽ có tác dụng hỗ trợ tốt cho các hoạt động dạy học của giáo viên và việc tích
cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, đáp ứng yêu cầu đổi mới phương
pháp dạy học của SGK Vật lí 10 hiện hành, góp phần nâng cao chất lượng dạy
học chương “Các định luật bảo tồn” nói riêng và Vật lí 10 THPT nói chung.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
8


- Tổng quan cơ sở lí luận của thí nghiệm và việc sử dụng máy vi tính
trong dạy học Vật lí nói chung và thí nghiệm mơ phỏng dạng Flash nói riêng.
- Tìm hiểu về phần mềm Macromedia Flash 8.
- Xây dựng, tìm kiếm những thí nghiệm flash có liên quan đến phần
“Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 THPT.

- Vận dụng thí nghiệm để soạn bài giảng điện tử một số bài trong phần
“Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT.
5. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động dạy học chương “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 của giáo
viên và học sinh ở trường trung học phổ thơng với sự sử dụng các thí nghiệm
mơ phỏng dạng Flash.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm.
- Phương pháp thống kê toán học.
7. Giới hạn đề tài
Do thời gian nghiên cứu có hạn và kĩ năng tin học cịn hạn chế nên đề
tài chỉ đưa ra phương án xây dựng, khai thác và sử dụng thí nghiệm mơ phỏng
dạng Flash trong phần “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 THPT. Trong khuôn
khổ của đề tài, chỉ thiết kế các bài giảng điện tử và thực nghiệm theo chương
trình nâng cao.
8. Bố cục khóa luận
Khóa luận gồm 3 phần:
•
Mở đầu. Phần này nêu các vấn đề: Lý do chọn đề tài, mục đích
nghiên cứu, nhiệm vụ nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu, phương pháp nghiên
cứu và giới hạn đề tài.
• Nội dung. Gồm 3 chương:
Chương I: Cơ sở của việc sử dụng thí nghiệm và máy vi tính
trong dạy học vật lí.
-

Chương II: Thiết kế bài giảng với sự hỗ trợ của thí nghiệm mơ

phỏng dạng Flash một số bài trong phần “Các định luật bảo tồn” Vật lí 10

THPT.
Chương III: Thực nghiệm sư phạm.
• Kết luận.
9


Ngồi ra khóa luận cịn có phần phụ lục và tài liệu tham khảo.

10


PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I
CƠ SỞ CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MƠ PHỎNG TRONG
DẠY HỌC VẬT LÍ

1.1.Các xu hướng phát triển thí nghiệm và các phương tiện trực quan
trong dạy học vật lí
Hiện nay trên thế giới thí nghiệm vật lí được phát triển theo ba xu
hướng chính:
- Xu hướng khai thác và sử dụng các thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền,
- Xu hướng đa phương tiện,
- Xu hướng hiện đại hóa.
Các xu hướng này khơng đối lập nhau mà phát triển song song, có mối
quan hệ biện chứng với nhau bổ sung cho nhau, nhằm hồn thiện q trình
dạy học vật lí.
1.1.1. Xu hướng khai thác và sử dụng các thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền
Thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền là những thí nghiệm được tạo ra với
những dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ kiếm trong đời sống hàng ngày hoặc
mua nhưng khơng đắt tiền. Loại thí nghiệm này có tính khả thi cao và góp

phần tăng cường tính trực quan cho học sinh mà khơng địi hỏi những kĩ năng
thực hành đặc biệt. Hơn nữa, thời gian tiến hành thí nghiệm thường ngắn, cho
kết quả rõ ràng, dễ gây hứng thú học tập cho học sinh.
Tuy nhiên thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền có một nhược điểm nổi bật là
chỉ tiến hành thành công với những thí nghiệm định tính, ít có thí nghiệm
định lượng đem lại hiệu quả cao.
11


1.1.2. Xu hướng đa phương tiện
Thí nghiệm vật lí khơng thể mơ tả, giải thích một cách đầy đủ và cặn
kẽ tất cả các sự vật hiện tượng. Để làm nổi bật vai trị của thí nghiệm vật lí ta
cần phối hợp nhiều phương tiện trực quan và phương tiện nghe nhìn vào q
trình dạy học vật lí. Các phương tiện này khơng chỉ tạo nên tính trực quan cao
vì chúng có khả năng phóng to hoặc thu nhỏ hình ảnh mà cịn đảm bảo độ an
tồn cho một số thí nghiệm đắt tiền, thiếu an tồn, nguy hiểm hoặc không thể
thực hiện được trong điều kiện trường THPT. Việc phối hợp vận dụng các
phương tiện trực quan và phương tiện nghe nhìn cịn đạt hiệu quả cao khi dạy
học các q trình xảy ra nhanh khơng thể quan sát bằng mắt thường hoặc các
quá trình xảy ra chậm trong 1 tiết học khơng đủ thời gian quan sát.
Ngồi ra các phương tiện nghe nhìn hiện đại có khả năng sử dụng
màu đạt được sự thẩm mĩ cao và làm nổi bật các chi tiết cần chú ý, phối hợp
tốt hình ảnh và âm thanh trong các thí nghiệm tạo được giờ học sinh động hấp
dẫn, gây được hứng thú học tập đối với học sinh trong hoạt động nhận thức
của bản thân.
Các phương tiện được dùng phổ biến là:
- Máy chiếu qua đầu,
- Máy chiếu đa chức năng,
- Camera,
- Máy tính điện tử,

- Máy Scaner.
1.1.3. Xu hướng hiện đại hóa

12


Thí nghiệm được khai thác và sử dụng theo hướng ngày càng hiện đại
về cơ bản là đưa máy tính vào trong các bài thí nghiệm hay tiến hành các thí
nghiệm với sự hỗ trợ của máy tính.
Khai thác và sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của máy tính thường áp
dụng đối với những thí nghiệm khơng thể tiến hành theo cách thơng thường,
nếu có tiến hành được đi nữa cũng mất nhiều thời gian và đây là điều mà
không thể thực hiện thành công trong một tiết học. Làm được điều này là
cơng sức của các nhóm lập trình, và hiện nay đã có nhiều nhóm làm phần
mềm hỗ trợ cho thí nghiệm cụ thể là Pakma, Pasco, Crocodie Physic…
Một trong các hướng sử dụng hiện đại thí nghiệm là kết hợp máy tính
trong các thí nghiệm. Ở đây, máy tính được dùng với chức năng mơ phỏng và
minh họa, nó mơ phỏng các q trình động như quá trình phân rã hạt nhân…
và đây là chức năng hiệu quả của việc vận dụng máy tính trong thí nghiệm.
Các chương trình mơ phỏng thường được xây dựng trên một mơ hình tốn
học, một phương trình mơ tả quy luật vận động biến đổi của đối tượng nghiên
cứu. Một số quá trình trong thực tế diễn ra quá nhanh hoặc quá chậm do đó
gây nhiều khó khăn cho q trình quan sát trực tiếp và chỉ có thể khắc phục
bằng việc mơ phỏng lại q trình bởi máy tính.
Trong dạy học vật lí, có nhiều trường hợp cần phải minh họa bằng hình
vẽ và máy tính có thể hồn thành cơng việc một cách nhanh chóng và đảm
bảo tính trực quan. Cụ thể như các bài tốn về mạch điện, mạng tinh thể…
Hầu hết các thí nghiệm mơ phỏng và minh họa bằng máy tính đều đạt được
hiệu quả cao trong dạy học với sự chính xác, khoa học và độ thẩm mỹ cao.
Kết hợp với video, camera, máy tính đang được nghiên cứu để tạo nên một hệ

thống phương tiện nghe nhìn hiện đại trong dạy học vật lí ở các nước tiên tiến
trên thế giới.
1.2. Vai trị của thí nghiệm mơ phỏng trong dạy học vật lí
1.2.1. Mơ phỏng và thí nghiệm mơ phỏng
13


1.2.1.1. Mơ phỏng
Khái niệm mơ phỏng có thể được hiểu theo nhiều quan điểm khác nhau:
- Mô phỏng là một phương pháp nghiên cứu về đối tượng, hệ thống
thực thông qua mơ hình của nó. Mơ phỏng cịn là việc tiến hành nghiên cứu
tồn bộ các q trình liên quan tới việc xây dựng mơ hình hệ thống và nghiên
cứu hệ thống [4].
- Mơ phỏng cịn có thể là một chương trình tin học, sử dụng thuật tốn
hoặc lí luận logic để tái tạo các đặc điểm chọn lọc của một hệ theo cách mà
hiệu ứng do sự thay đổi giá trị các biến riêng biệt có thể quan sát được. Thuật
toán và logic phải quan hệ cơ bản với hệ đang xét, và không chỉ dùng để chọn
những quan sát khác nhau được chuẩn bị trước [4].
- Mô phỏng có thể hiểu là một đối tượng hoặc hệ thống các đối tượng
được tạo ra trên máy tính mang đầy đủ các thuộc tính của một đối tượng hay
hệ thống đối tượng thực mà khi thao tác trên các đối tượng đó thì làm xuất
hiện các thuộc tính bên trong từng đối tượng hay mối quan hệ giữa các đối
tượng. Nhờ đó mà người nghiên cứu hiểu được đối tượng riêng rẻ hoặc hệ
thống đối tượng cần nghiên cứu [4].
Như vậy, mơ phỏng là phương pháp mơ hình hóa dựa trên việc thiết lập
mơ hình số và sử dụng phương pháp số với sự trợ giúp của máy tính.
1.2.1.2. Thí nghiệm mơ phỏng
Thí nghiệm mơ phỏng được hiểu là các thí nghiệm được xây dựng từ
các dụng cụ và đối tượng mô phỏng trên cơ sở các đối tượng thực. Khi tiến
hành thí nghiệm trên các đối tượng mơ phỏng đó sẽ thu được kết quả phù hợp

với các quy luật như các thí nghiệm thực. Do vậy, khi tiến hành thí nghiệm
này, học sinh có thể khám phá được những thuộc tính hay các mối quan hệ
giữa các đối tượng [9].
1.2.3. Sử dụng thí nghiệm mơ phỏng trong dạy học vật lí
14


Mơ phỏng các đối tượng nghiện cứu của vật lí nhờ máy tính theo quan
điểm của lí luận dạy học hiện đại là một phương pháp dạy học. Nó xuất phát
từ các tiên đề hay các kết luận lý thuyết (các phương trình hoặc các ngun lý
vật lí) được viết dưới dạng tốn học, thơng qua vận dụng các phương pháp
tính tốn trên mơ hình nhờ máy tính để giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Mô phỏng, minh họa một cách trực quan và chính xác các
hiện tượng, q trình vật lí cần nghiên cứu.
- Mơ phỏng các hiện tượng, q trình vật lí, để qua đó tìm ra
các kiến thức mới bằng con đường nhận thức lí thuyết [14].
Với các hiện tượng, q trình vật lí vi mơ, để tạo điều kiện cho học
sinh có thể chủ động chiếm lĩnh kiến thức thì khơng thể thiếu được sự hỗ trợ
của các thí nghiệm mơ phỏng. Tùy vào mục đích sư phạm mà giáo viên có thể
sử dụng thí nghiệm mô phỏng phù hợp với từng giai đoạn hoạt động của học
sinh. Chẳng hạn, thí nghiệm mơ phỏng có thể sử dụng để tạo tình huống có
vấn đề, kích thích sự ham hiểu biết của học sinh. Khi trình bày tri thức mới,
nếu khơng thể tiến hành được các thí nghiệm thực thì giáo viên có thể dùng
các thí nghiệm mơ phỏng để tái tạo các hiện tượng vật lí. Đối với nội dung tri
thức được hình thành bằng nhiều con đường khác nhau, sau khi học sinh đã
có tri thức mới, giáo viên có thể chạy các chương trình mô phỏng để minh
họa khắc sâu kiến thức cho học sinh, giúp học sinh hiểu sâu hơn bản chất của
hiện tượng vật lí cũng như mối quan hệ giữa các đại lượng [3].
Giáo viên không được lạm dụng việc sử dụng các thí nghiệm mơ
phỏng, khơng được thay thế hồn tồn các thí nghiệm thực bằng mơ phỏng

trên máy tính. Nếu giáo viên kết hợp nhuần nhuyễn giữa thí nghiệm thực và
thí nghiệm mơ phỏng trên máy tính thì sẽ có hiệu quả rất tốt đối với học sinh.
Thơng qua các thí nghiệm thực để rèn luyện cho học sinh những kĩ năng thực
hành cần thiết, giúp học sinh gắn liền giữa giờ học với thực tiễn. Thông qua

15


chương trình mơ phỏng để bổ sung, khắc sâu các nội dung khoa học mà các
thí nghiệm thực có thể không làm bật lên được [9].

1.3. Tiềm năng của Flash với bài học vật lí
1.3.1. Giới thiệu về Macromedia Flash
Macromedia Flash là một phần mềm ứng dụng bao gồm các cơng cụ
được sử dụng để tạo ra các hoạt hình, đồ họa vectơ, các ứng dụng phần mềm,
các bản trình diễn hoặc các website. Flash tạo ra các tập tin SWF- các tập tin
này có kích thước nhỏ và tương thích với nhiều mơi trường và người dùng có
thể xem qua trình thể hiện Flash Player [10].
Flash là cơng cụ để phát triển các ứng dụng về xây dựng các tập tin
multimedia (đa phương tiện) như thiết kế các phần mềm mơ phỏng. Sử dụng
ngơn ngữ lập trình ActionScript để tạo các tương tác, các hoạt cảnh trong
phim. Điểm mạnh của Flash là có thể nhúng các file âm thanh, hình ảnh động.
Bạn có thể tải các tập tin video vào trong Flash khi nó đang chạy trong một
trình thể hiện Flash Player. Trình thể hiện Flash Player cho phép bạn kết nối
các tập tin SWF với cơ sở dữ liệu, tập tin XML hoặc thậm chí với một Web
Service. Bạn có thể làm cho tập tin của mình có tính tương tác, trực quan và
sinh động. Với một kích thước tương tự, một tập tin flash có thể chứa nhiều
thơng tin hơn là một tập tin hình dạng GIF hay dạng JPEG.
Phần mềm Macromedia Flash cho phép sáng tạo các sản phẩm
chuyên nghiệp và thiết kế những nội dung tương tác với sự lôi kéo hấp dẫn

bằng kinh nghiệm trực tuyến. Flash bây giờ đã bao hàm các công cụ đơn nhất
cho việc thiết kế các hiệu ứng đồ họa, text, video, và hoạt hình rất phổ biến
hiện nay. Các hiệu ứng mới cho phép thiết kế hấp dẫn và thuyết phục hơn với
việc điều khiển hoàn toàn các điểm ảnh và sự chính xác tuyệt vời. Cơng cụ
tùy biến mới cho phép điều khiển tỉ mỉ trên hoạt cảnh.
16


1.3.2. Macromedia Flash với bài học vật lí
Macromedia Flash khơng có u cầu cao về mặt lập trình và dễ sử
dụng hoặc nếu có sử dụng ngơn ngữ lập trình thì cũng chỉ thực hiện dưới dạng
tương tác thay cho những câu lệnh, điều này giúp cho những giáo viên dù với
những hiểu biết hạn chế về mặt CNTT cũng có thể dễ dàng sử dụng được.
Macromedia Flash có khả năng minh họa tốt, đồng thời cho phép thể
hiện rõ bản chất các nội dung khoa học của những minh họa. Những đồ họa
tuyệt vời không những cho thấy sự chính xác về mặt khoa học mà cịn những
minh họa mang tính chất giải trí.
Chương trình cho phép thiết kế những mơ hình động từ đơn giản đến
phức tạp, cả mơ hình khơng gian hai chiều hoặc giả lập khơng gian ba chiều
mà không cần sử dụng đến những ngôn ngữ lập trình phức tạp. Đồng thời
Macromedia Flash là một ứng dụng đa phương tiện (multimedia) cho phép
thiết kế, tạo các ứng dụng, bảng trình diễn, hoạt hình,…với nội dung phong
phú hấp dẫn. Các ứng dụng này được tạo bằng cách tích hợp hình ảnh, hình
vẽ, âm thanh, video và văn bản. Tập tin xuất ra từ Flash hiển thị được trên hầu
hết các hệ điều hành máy tính [9].
Do đó, giáo viên có thể ứng dụng các chức năng của Flash để tạo thí
nghiệm mơ phỏng về các q trình, các hiện tượng vật lí xảy ra trong thế giới
vi mơ mà mắt thường khơng thể nhìn thấy hoặc khơng thể biểu diễn trên
lớp…sẽ góp phần làm tăng tính sinh động khi giảng dạy đơn vị kiến thức đó.
Có thể thiết kế thí nghiệm mơ phỏng đối với những thí nghiệm

khơng thể biểu diễn được của giáo viên theo hướng tạo tình huống có vấn đề
để kích thích tư duy của học sinh trong quá trình xây dựng tri thức mới. Kể cả
những thí nghiệm có thể biểu diễn được, khi đó giáo viên có thể kết hợp vừa
thí nghiệm thực vừa thí nghiệm mơ phỏng sẽ nâng cao hiệu quả quá trình dạy
học.
17


Mặt khác, thí nghiệm thực thì diễn ra thường nhanh, không thể kéo
dài cũng như lặp đi lặp lại nhiều lần. Trong khi đó, thí nghiệm mơ phỏng có
thể được lặp đi lặp lại nhiều lần, có thể trình chiếu chậm từ đó học sinh quan
sát hiện tượng tốt hơn.
Đối với những nội dung kiến thức trừu tượng , việc thiết kế sẵn nhờ
sự hỗ trợ của Flash giúp giáo viên tiết kiệm thời gian và giúp học sinh hiểu
được vấn đề rõ hơn, từ đó lớp học sinh động và hấp dẫn hơn. Tạo được hứng
thú cho học sinh, kích thích được khả năng tư duy độc lập, sáng tạo của học
sinh.
Hơn nữa, thí nghiệm mơ phỏng có thể đươc sử dụng ở nhiều giai
đoạn khác nhau trong quá trình dạy học. Chẳng hạn, thí nghiệm được sử dụng
để đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, thí nghiệm được sử dụng để nghiên cứu
hiện tượng mới hoặc để củng cố bài học.
Như vậy, Flash là một phương tiện mới trong các quá trình truyền
thụ, tiếp thu kiến thức và quá trình tư duy của học sinh. Flash được sử dụng
trong việc minh họa, trình bày kiến thức, xây dựng mơ hình cho các q trình.
Flash có thể thu thập và xử lí số liệu với tốc độ cao, đa dạng và linh động.
Ứng dụng những tính năng ưu việt của Flash vào việc thiết kế bài học sẽ góp
phần khắc phục khó khăn cho giáo viên trong khi thiếu phương tiện để minh
họa cho một số nội dung kiến thức có nội dung trừu tượng, những thí nghiệm
mà ở trường phổ thơng khơng biểu diễn được để tạo tình huống có vấn đề,
kích thích tính tích cực của học sinh.

1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Từ những vấn đề trình bày trong chương I, có thể rút ra những kết
luận cơ bản sau:
Tư tưởng đổi mới phương pháp giáo dục hiện nay là tích cực hóa hoạt
động học tập nhằm phát huy tính tích cực tự giác, chủ động sáng tạo của học
18


sinh thơng qua các hình thức và các phương tiện học tập khác nhau. Trên cơ
sở lí luận về phương pháp dạy học, thí nghiệm có vai trị và tác dụng quan
trọng trong việc tạo ra trực quan sinh động, góp phần làm cho các hiện tượng
và q trình vật lí trở nên đơn giản hơn. Thí nghiệm được sử dụng trong tất cả
các giai đoạn của quá trình dạy học, giúp rèn luyện kĩ năng thực hành cũng
như góp phần giáo dục tổng hợp cho học sinh.
Việc tiến hành và trình bày thí nghiệm với sự giúp đỡ của máy tính,
đã tạo nên sự thay đổi mạnh mẽ về chất lượng giáo dục và trở thành một xu
hướng hiện đại hóa mà các nước tiên tiến trên thế giới đang nghiên cứu và
phát triển.
Macromedia Flash là một phần mềm ứng dụng bao gồm các công cụ
được sử dụng để tạo ra các hoạt hình, đồ họa vectơ, các ứng dụng phần mềm,
các bản trình diễn hoặc các website. Macromedia Flash có nhiều tính năng và
dễ sử dụng.
Trong dạy học vật lí, Flash là một phương tiện mới trong quá trình
truyền thụ, tiếp thu kiến thức và quá trình tư duy của học sinh. Flash được sử
dụng trong việc minh họa và trình bày kiến thức, xây dựng mơ hình cho các
q trình, thiết kế các thí nghiệm mơ phỏng sinh động, hấp dẫn. Flash cịn có
thể sử dụng trong quá trình luyện tập, kiểm tra, đánh giá của học sinh.
Nghiên cứu các ứng dụng trong lĩnh vực CNTT dùng trong dạy học nói
chung và nghiên cứu sử dụng Flash trong hỗ trợ dạy học nói riêng là việc làm
cần thiết trong việc đổi mới phương pháp giảng dạy, góp phần nâng cao chất

lượng dạy học.

19


CHƯƠNG II
THIẾT KẾ BÀI GIẢNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA THÍ NGHIỆM MƠ
PHỎNG FLASH MỘT SỐ BÀI TRONG PHẦN “CÁC ĐỊNH LUẬT
BẢO TỒN’ VẬT LÍ 10 THPT

2.1. Đặc điểm phần “Các định luật bảo tồn”
2.1.1. Vị trí chương trong sách giáo khoa vật lí 10 THPT
Chương “Các định luật bảo toàn” là chương thứ 4 của phần cơ học.
Trong chương trình của vật lí 10 phổ thơng (cơ bản và nâng cao), cơ học hoàn
toàn dựa trên các định luật Newton được trình bày như một tiên đề và một số
định luật bảo tồn có thể được suy ra từ định luật Newton. Tuy nhiên phạm vi
áp dụng của các định luật bảo tồn khơng chỉ bó hẹp trong cơ học Newton (cơ
học cổ điển). Có những trường hợp mà ở đó các định luật Newton khơng thể
vận dụng được nhưng các định luật bảo tồn vẫn ln đúng. Các định luật bảo
tồn áp dụng cho mọi hệ kín từ vi mô như nguyên tử, phân tử, hạt nhân… đến
vĩ mô như các vật xung quanh ta, hành tinh, thiên thể…Chúng đúng với mọi
hiện tượng không chỉ là hiện tuợng vật lí mà cho tất cả các hiện tượng của thế
giới vơ sinh, hữu sinh.
Đối với chương trình chuẩn, học sinh sẽ nghiên cứu các khái niệm như
hệ cô lập (hay hệ kín), động lượng, định luật bảo tồn động lượng, công, công
suất, động năng, thế năng trọng trường, thế năng hấp dẫn, cơ năng và hai định
luật bảo toàn cơ bản của cơ học là: định luật bảo toàn động lượng và định luật
bảo tồn cơ năng. Cịn đối với chương trình nâng cao, học sinh cịn nghiên
cứu thêm định lí động năng và ba định luật của Kêp-le.
“Các định luật bảo toàn” cho phép hiểu được sâu sắc nhiều thông tin về

chuyển động của một hệ và vận dụng có hiệu quả trong việc giải nhiều bài
tốn cơ học.
20


2.1.2. Mục tiêu
 Mục tiêu về kiến thức
Đối với chương trình cơ bản thì có các mục tiêu sau:
- Viết được cơng thức tính động lượng và nêu được đơn vị đo động
lượng.
- Phát biểu và viết được hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối
với hệ hai vật.
- Nêu được nguyên tắc chuyển động bằng phản lực.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính cơng.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được cơng thức tính động năng. Nêu
được đơn vị đo động năng.
- Phát biểu được định nghĩa thế năng trọng trường của một vật và viết
được cơng thức tính thế năng này. Nêu được đơn vị đo thế năng.
- Viết được cơng thức tính thế năng đàn hồi.
- Phát biểu được định nghĩa cơ năng và viết được cơng thức tính cơ năng.
- Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của định
luật này [2], [8].
Đối với chương trình nâng cao, nội dung kiến thức nhiều hơn, nên về mặt
kiến thức không những bao hàm những mục tiêu của chương trình cơ bản mà
cịn có thêm các mục tiêu khác là:
- Phát biểu và viết được hệ thức của định lí động năng.
- Phát biểu và viết được hệ thức của ba định luật Kêp-le [8].
 Mục tiêu về kĩ năng
Về mặt kĩ năng thì chương trình vật lí 10 nâng cao và chương trình vật lí
10 chuẩn có mục tiêu giống nhau. Đó là:

21


- Vận dụng định luật bảo toàn động lượng để giải được các bài tập đối với
hai vật va chạm mềm.
- Vận dụng được công thức: A = Fs cos α và P=

A
.
t

- Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải được bài toán chuyển động
của một vật [2], [8].
 Mục tiêu về thái độ
- Nghiêm túc trong học tập, có tinh thần phát biểu xây dựng bài.
- Có thái độ tích cực, hứng thú trong việc tìm hiểu các hiện tượng vật lí.
- Có tinh thần cầu tiến, học hỏi, giúp đỡ và cộng tác với bạn trong quá
trình học tập.
2.1.3. Phân tich nội dung kiến thức
Kiến thức của phần “Các định luật bảo toàn” là rất trừu tượng. Do đó
việc phân tích các kiến thức này, sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên
trong quá trình dạy học. Ở mục này, trình bày những khái niệm cơ bản và các
định luật bảo toàn.
2.1.3.1. Các khái niệm
1) Hệ kín (hệ cơ lập)
Theo chương trình vật lí phổ thơng thì hệ kín được hiểu là một hệ mà
các vật bên trong hệ chỉ tương tác với nhau mà không tương tác với bất kỳ
một vật nào khác ngồi hệ, tức là hệ chỉ có nội lực mà khơng có ngoại lực [7].
Trong thực tế, có rất ít hệ là kín theo đúng như định nghĩa nói trên. Do
đó, có thể xem hệ là kín trong các trường hợp sau:

- Hệ có ngoại lực tác dụng nhưng ngoại lực rất nhỏ, có thể bỏ qua
được.VD: Tên lửa chuyển động trong khoảng không gian vũ trụ xa các hành
tinh
22


- Hệ có ngoại lực tác dụng nhưng các ngoại lực đó cân bằng với
nhau.VD: Vật chuyển động trên đệm khí hay trên mặt phẳng ngang khơng ma
sát.
- Hệ có ngoại lực tác dụng nhưng ngoại lực rất nhỏ so với nội lực.
Trong trường hợp này, hệ chỉ có thể coi là hệ kín nếu xét trong một khoảng
thời gian rất ngắn. VD: trong trường hợp va cham mạnh, hay nổ…[12].
- Hệ vật-Trái Đất có thể xem là hệ kín.
2) Động lượng
Theo Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, động lượng tịnh tiến (thường
gọi là động lượng hay xung lượng) của một vật là đại lượng vật lí đặc trưng
cho sự truyền tương tác giữa vật đó với các vật khác. Đây là một đại lượng
quan trọng trong việc nghiên cứu tương tác giữa các vật. Đại lượng này bằng
tích của khối lượng và vận tốc của vật [19].
Theo SGK phổ thơng hiện hành thì động lượng của một vật chuyển
động là đại lượng đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật [7]. Động
lượng là một đại lượng vectơ, có cùng hướng với vectơ vận tốc.
r
r
p = mv

Biểu thức của động lượng:

r

Trong đó: m là khối lượng của vật, v là vectơ vận tốc của vật.
Đơn vị của động lượng trong hệ SI là kg.m/s.
Động lượng của một hệ là tổng vectơ các động lượng của từng vật (coi
r

r

r

r

như chất điểm) trong hệ: p = p1 + p2 + ... pn
Đối với hệ kín thì vectơ tổng động lượng của hệ được bảo tồn.
3) Cơng và cơng suất
 “Công” được xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1886 do nhà bác học
người Pháp Poncelet đưa ra. Theo ông, cơng bằng tích của lực tác dụng lên
chất điểm theo phương chuyển dời và độ chuyển dời của điểm đặt lực.
23


Theo SGK vật lí 10 chuẩn và nâng cao: Cơng thực hiện bởi một lực
không đổi là đại lượng đo bằng tích độ lớn của lực và hình chiếu của độ dời
của điểm đặt trên phương của lực [1], [7].
r

Biểu thức tính cơng A của lực F : A=Fscosα

(1)

Hình 2.1. Các ví dụ trong thực tế về lực sinh cơng

Từ biểu thức định nghĩa đó của cơng có thể thấy, cơng A là một đại
lượng vơ hướng, có thể dương, âm hoặc bằng 0 (tuỳ thuộc vào dấu của cosα).
Nếu α nhọn: A>0 và được gọi là công phát động (VD: công của lực
kéo)
Nếu α tù: A<0 và được gọi là công cản (VD: công của lực ma sát)
Nếu α = 90 0 : A = 0, dù có lực tác dụng nhưng khơng có cơng thực hiện
( khi một vật dịch chuyển theo phương nằm ngang thì cơng của trọng lực luôn
bằng 0)
Nếu lực là lực thế (lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực tĩnh điện) thì cơng của
lực không phụ thuộc vào dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí các điểm
đầu và điểm cuối của quỹ đạo.
Trong hệ đơn vị quốc tế SI là Jun (kí hiệu J), 1 J = 1 N.m. Ngồi ra,
người ta còn sử dụng một đơn vị thực hành của cơng là t-giây hay kilơ-ốt
giờ. Kilơ-ốt-giờ là cơng của một nhà máy cơng suất là 1 kilơ-ốt thực hiện
trong một giờ. Trong thực tế, người ta hay dùng kWh để đo năng lượng điện.
1W.s = 1J;
1kW.h = 3600.000Ws = 3600.000J
24


 Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công nhanh hay
chậm của các máy (hay của lực) và được đo bằng công mà lực sinh ra trong
một đơn vị thời gian (1 giây).
P=

A
t

(2)

Trong hệ đơn vị quốc tế (SI), đơn vị của công suất là Oát (Watt; W);
1W = 1J/s.
Trong kĩ thuật, người ta còn dùng mã lực để làm đơn vị đo của cơng
suất, kí hiệu Hp (horse power). 1Hp = 736W = 0,736kW (Pháp).
4) Năng lượng
Khái niệm năng lượng được sử dụng rất nhiều nhưng chưa được SGK
vật lí 10 nêu ra. Bởi đó là một trong những khái niệm phức tạp nhất của vật lí
học, và có nhiều cách hiểu khác nhau:
+ Theo sách “Cơ sở vật lí” của David Halliday thì “năng lượng là số
đo gắn với một trạng thái (hay điều kiện) của một hay nhiều vật” [6].
+ Theo “Bách khoa toàn thư Việt Nam”: năng lượng là độ đo định
lượng chung cho mọi dạng vận động khác nhau của vật chất [20].
Có nhiều dạng năng lượng: Cơ năng, nhiệt năng, quang năng,…Trong
phần cơ học này, học sinh được học về cơ năng (tức là năng lượng cơ học).
Dạng năng lượng này bao gồm động năng và thế năng. Động năng là một
dạng của cơ năng mà vật có được do chuyển động, còn thế năng là dạng năng
lượng mà vật có được do tương tác với các vật khác (Trái đất) hoặc do tương
tác giữa các phần của vật.
5) Động năng

25