DSpace at VNU: Sử dụng phần mềm Flash MX trong dạy học thí nghiệm các bài động học và định luật Newton (chương trình sách giáo khoa vật lý lớp 10 trung học phổ thông)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRẦN TRỌNG NGHĨA

SỬ DỤNG PHẦN MỀM FLASH MX TRONG DẠY HỌC
THÍ NGHIỆM CÁC BÀI ĐỘNG HỌC VÀ ĐỊNH LUẬT NEWTON
(Chƣơng trình sách giáo khoa Vật lý lớp 10 trung học phổ thông)

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM VẬT LÝ
Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP GIẢNG DẠY BỘ MÔN VẬT LÝ
Mã số: 60.14.10

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học : TS.

Bùi Văn Loát

Hà Nội – 2009
LỜI CẢM ƠN

1


Luận văn đƣợc hoàn thành dƣới sự hƣớng dẫn tận tình củ a
TS.Bùi Văn Loát và ThS .Phạm Kim Chung. Tác giả xin bày tỏ
lòng biết ơn sâu sắc đến hai Thầy của mình đã từng bƣớc
hƣớng dẫn và giúp đỡ tác giả trong nghiên cứu khoa học.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Tr ƣ ờ n g Đ ạ i h ọ c
Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện
t h u ậ n l ợ i c h o t á c g i ả trong suốt quá trình học tập và làm luận
văn.

Xin chân thành cảm ơn các th ầy cô giáo trong Trƣờng Đ ạ i
h ọ c G i á o d ụ c , Đ ạ i h ọ c Q u ố c g i a Hà Nội đã tận tình giảng
dạy, giúp đỡ và đƣa ra nhiều ý kiến quý báu về mặt chu yên
môn trong quá trình tác giả nghiên cứu và hoàn thành luận
văn.

Tác giả

TRẦN TRỌNG NGHĨA

NHỮNG CHỮ VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT

2


VIẾT TẮT

VIẾT ĐẦY ĐỦ

1.

CNTT:

Công nghệ thông tin.

2.

CNTT - TT:

Công nghệ thông tin và truyền thông.

3.

THPT :

Trung học phổ thông.

4.

SGK :

Sách giáo khoa.

5.

TNVL :

Thí nghiệm vật lý.

6.

DHVL :

Dạy học Vậy lý.

7.

PMDH:

Phần mềm dạy học.

8.

TNTHVL:

Thí nghiệm thực hành Vật lý.

9.

TN:

Thực nghiệm

10. ĐC:

Đối chứng

MỤC LỤC

3


Trang
MỞ ĐẦU......................................................................................................

1

1. Lý do chọn đề tài......................................................................................

1

2. Mục đích nghiên cứu................................................................................

4

3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu.........................................................

4

4. Giả thuyết khoa học.................................................................................

5

5. Giới hạn phạm vi nghiên cứu...................................................................

5

6. Nhiệm vụ nghiên cứu...............................................................................

5

7. Phƣơng pháp nghiên cứu..........................................................................

6

8. Đóng góp của đề tài................................................................................

6

9. Cấu trúc của đề tài..................................................................................

7

Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN...................................................... .............

8

1.1. Thí nghiệm Vật lý trong tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh
trung học phổ thông ........................................................................

8

1.1.1. Thí nghiệm Vật lý, các đặc điểm của thí nghiệm Vật lý..................

8

1.1.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lý ỏ THPT........................

9

Sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lý ở trƣờng phổ thông ...

20

1.2.1. Thí nghiệm ảo...................................................................................

20

1.2.1.1. Khái niệm phần mềm dạy học................................................... ...

20

1.2.

1.2.1.2. Những yêu cầu chung đối với phần mềm dạy học ........................ 21
1.2.2. Thí nghiệm ảo, một số yêu cầu quan trọng đối với thí nghiệm ảo.... 24
1.3.

Vai trò của thí nghiệm thực hành phƣơng pháp giảng dạy Vật lý
trong trƣờng phổ thông..................................................................... 25

1.3.1. Thí nghiệm thực hành Vật lý phổ thông........................................... 25
1.3.2. Nội dung, hình thức tổ chức thí nghiệm thực hành giảng dạy
Vật lý THPT............................................................................................

4

27


1.4.

Kết luận chƣơng 1 .........................................................................

32

Chƣơng 2. SỬ DỤNG PHẦN MÊM FLASH MX TRONG DẠY HỌC
THÍ NGHIỆM CÁC BÀI ĐỘNG HỌC VÀ ĐỊNH LUẬT NEWTON
(Chƣơng trình sách giáo khoa Vật lý lớp 10 THPT).............................
2.1.

33

Tìm hiểu thực tế ứng dụng CNTT trong dạy học Vật lý ở trƣờng
THPT.............................................................................................

33

2.1.1. Thực tiễn việc ứng dụng CNTT trong dạy học Vật lý...................

33

2.1.2. Những khó khăn khi nghiên cứu các hiện tƣợng, quá trình Vật lý
trong phòng thí nghiệm hay trong tự nhiên...................................

35

2.1.3. Đề xuất một số ý tƣởng thiết kế một số bài thí nghiệm thực hành
Vật lý ảo sử dụng phần mềm Flash MX trong dạy học thí nghiệm
các bài động học và định luật Newton ( lập trình thí nghiệm ảo)..
2.2.

41

Nghiên cứu xây dựng một số bài thí nghiệm thực hành Vật lý ảo
hỗ trợ việc dạy và học phần các bài động học và định luật Newton 44

2.2.1 Nghiên cứu công cụ CNTT để thiết kế một số bài thí nghiệm ảo.

44

2.2.2 Xây dựng bài thí nghiệm thực hành vật lý ảo..... .............. ............. 45
2.3.

Kết luận chƣơng 2 ........................................................................... 65

Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM...................................................
3.1.

66

Mục đích, đối tƣợng, nội dung thực nghiệm sƣ phạm..................... 66

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm ...................................................... 66
3.1.2 Đối tƣợng và nội dung thực nghiệm sƣ phạm.................................

66

3.2.

Phƣơng pháp thực nghiệm...............................................................

67

3.3.

Kết quả thực nghiệm sƣ phạm.........................................................

71

3.3.1 Đánh giá định tính............................................................................ 71
3.3.2 Đánh giá thông qua kết quả các bài thực hành thí nghiệm (đánh giá
định lƣợng qua bản kế hoạch thí nghiệm và các bản báo cáo thí nghiệm). 74
3.4. Kết luận chƣơng 3..............................................................................

5

84


KẾT LUẬN......................................................................................... ......

85

Tài liệu tham khảo..................................................................... ............. .... 87

6


MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, Công nghệ thông tin- truyền thông (CNTT-TT) đã và đang phát
triển với tốc độ nhanh. Internet, đa phƣơng tiện, truyền thông băng rộng, CDROM, DVD... đã và đang mang đến những biến đổi to lớn có tính cách mạng trên
quy mô toàn cầu trong nhiều lĩnh vực, trong đó có Giáo dục và Đào tạo. Chính vì
vậy, việc ứng dụng CNTT-TT vào giáo dục đã trở thành hƣớng ƣu tiên hàng đầu
của nhiều quốc gia trên thế giới. Giáo dục Việt Nam cũng không nằm ngoài xu
hƣớng phát triển đó.
Hiện nay, Việt Nam đang phấn đấu tiến đến xây dựng một nền kinh tế tri thức,
một nền kinh tế tri thức đòi hỏi nền giáo dục phải là nền giáo dục tiên tiến. Trong

nền giáo dục đó thì phƣơng pháp dạy học phải phát huy đƣợc tính tích cực, chủ
động đối với ngƣời học để đào tạo ra những ngƣời lao động có khả năng sáng tạo,
thích ứng với sự thay đổi nhanh của môi trƣờng sống. Do vậy đổi mới nội dung và
phƣơng pháp dạy học là vấn đề mang tính thời sự. Nghị quyết Hội nghị lần thứ II
Ban Chấp hành Trung ƣơng Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIII đã khẳng định:
“Phải đổi mới phƣơng pháp đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện
thành nếp tƣ duy sáng tạo của ngƣời học. Từng bƣớc áp dụng các phƣơng pháp tiên
tiến và phƣơng tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian
tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, nhất là sinh viên đại học”.
Vật lý vừa là môn khoa học thực nghiệm, vừa là môn khoa học lý thuyết. Ở
nhà trƣờng phổ thông thì nội dung Vật lý mang tính thực nghiệm là chủ yếu, do
vậy giáo viên Vật lý nhất thiết phải có kiến thức và kỹ năng về thí nghiệm Vật lý.
Bất cứ một sinh viên nào của ngành sƣ phạm Vật lý cho dù là hệ đào tạo chính quy
7


hay không chính quy, cũng phải học môn học “Thí nghiệm thực hành phƣơng pháp
giảng dạy Vật lý phổ thông” để sau này khi trƣờng thành các thầy,cô giáo sẽ dạy
các em học sinh THPT. Việc nắm đƣợc mục đích từng thí nghiệm Vật lý, nền tảng
lí thuyết liên quan đến các thí nghiệm này, lắp ráp, đặc biệt là biết sử dụng thí
nghiệm trong việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực và tự lực của học sinh là
hết sức quan trọng trong học phần này. Ngoài ra thí nghiệm nói chung và thí
nghiệm vật lý nói riêng phải tạo đƣợc hứng thú học tập của học sinh, tạo cho học
sinh niềm tin khoa học bằng những kiến thức đã đƣợc thu nhận đƣợc.
Xuất phát từ mong muốn góp phần làm phong phú thêm các bài thí nghiệm
thực hành, qua đó học sinh có nhiều điều kiện tiếp cận với các loại hình thí nghiệm
(ví dụ nhƣ: thí nghiệm kết nối máy tính, thí nghiệm ảo...bên cạnh những thí
nghiệm thực hành truyền thống) nhằm mục đích nâng cao chất lƣợng giảng dạy
của thày cũng nhƣ việc học tập của trò.
Qua nghiên cứu và tìm hiểu thực tế, chúng tôi nhận thấy một số phòng thí

nghiệm ở các trƣờng phổ thông còn gặp những khó khăn về trang thiết bị, nhiều
dụng cụ thí nghiệm còn thiếu thốn, cũ kĩ và hay bị hỏng hóc. Khi thực hiện các thí
nghiệm gặp nhiều trở ngại cho cả thầy và học trò. Hơn nữa mỗi tiết học ở trƣờng
phổ thông chỉ diễn ra trong thời gian 45 phút, một thời gian rất ngắn đối với bài
thực hành vật lý. Trong mỗi bài thực tập vật lý, việc giới thiệu và lắp ráp thiết bị
mất nhiều thời gian, thời gian thực tế để tiến hành thí nghiệm rất ít. Nhƣ vậy ngƣời
thầy phải mất rất nhiều thời gian cho việc chuẩn bị trƣớc một giờ lên lớp và cũng
không chắc chắn rằng thí nghiệm của mình thành công ở mức độ nào. Hơn nữa số
tiết dạy liền nhau ở các lớp khác nhau và điều này chỉ có thể thực hiện đƣợc bằng
cách: một là, học sinh phải đi đến phòng chức năng thí nghiệm riêng biệt; hai là,
các thầy cô phải di chuyển hệ thống dụng cụ thí nghiệm tới các lớp học của học
sinh. Cả hai phƣơng án này đều gây ra rất nhiều khó khăn vì không phải trƣờng
phổ thông nào cũng có đủ các phòng chức năng riêng cho các bộ môn hay phòng
8


chức năng đủ điều kiện làm thí nghiệm. Thiết bị thí nghiệm có thể bị hỏng hóc do
vận chuyển, chất lƣợng dạy và học bị hạn chế. Nhiều khi có đủ điều kiện tiến hành
thí nghiệm, có phòng chức năng nhƣng việc đăng ký giờ dạy vẫn không thực hiện
đƣợc vì đồng loạt nhiều lớp đăng ký, nhiều bộ môn đăng ký nên khi đến lƣợt làm
thí nghiệm thì chƣơng trình học đã đi qua rất lâu không có hiệu quả giảng dạy nữa.
Một trong các giải pháp mà chúng tôi thấy có thể góp phần nâng cao chất
lƣợng dạy và học là nghiên cứu, sử dụng phần mềm Flash MX lập trình thí nghiệm
ảo trong dạy học thí nghiệm vật lý. Trong khuôn khổ của luận văn tốt nghiệp chúng
tôi đã sử dụng phần mềm Flash MX lập trình thí nghiệm ảo trong dạy học các bài
động học và định luật Newton (chƣơng trình giáo khoa vật lý lớp 10 THPT). Xây
dựng hệ thống các bài thí nghiệm thực hành Vật lý (TNTHVL) ảo thông qua các
thí nghiệm trên các bộ thí nghiệm chuẩn có trong SGK của Bộ giáo dục và Đào tạo
đƣợc thực hiện một cách chính xác sau một lần ghi lại kết quả có thể dùng phần
mềm Flash MX lập trình để xử lý kết quả và có thể xây dựng phƣơng án thí

nghiệm ảo dựa trên các kết quả có thực với các bộ thí nghiệm thực. Nhƣ vậy thí
nghiệm ảo mà không hoàn toàn dựa vào các công thức và các phần mềm xử lý
công thức đơn thuần với chip điện tử. Các thí nghiệm hoàn toàn có thật trên các
thiết bị thí nghiệm chuẩn lại có thể mô phỏng lại và làm lại thí nghiệm trên máy
tính bất cứ lúc nào và bất cứ ở địa điểm lớp học nào . Trong đó cần chú ý đến tính
tƣơng tác của học viên với thí nghiệm để hỗ trợ việc rèn luyện cho học viên biết
cách tiến hành thí nghiệm cũng nhƣ thu thập số liệu đo và sử dụng thí nghiệm
trong dạy học.
Hơn nữa học sinh làm thí nghiệm ngay trên lớp, với các dụng cụ thí nghiệm
thực sự đƣợc tự lựa chọn theo yêu cầu của bài và là các thiết bị chuẩn của Bộ Giáo
dục và Đào tạo quy định. Có thể xử lý kết quả thí nghiệm ngay trong giờ học. Vấn

9


đề là thí nghiệm ảo nhƣng lại dựa trên các dụng cụ thực tế thì học sinh sẽ có cảm
nhận thực sự về bản chất vật lý của thí nghiệm mà mình đang làm.
Những bài TNTHVL ảo này có thể lƣu trữ trong đĩa CD hay đƣa lên mạng
giúp thầy, cô và học sinh có thể sử dụng ở những nơi xa, trao đổi và góp ý tham
khảo.
Nghiên cứu thực tế cho thấy trong chƣơng trình đào tạo tại các nƣớc phát
triển thí nghiệm ảo đã và đang đƣợc sử dụng trên mạng góp phần bổ sung và nâng
cao chất lƣợng dạy học trên lớp(www.virtlab.com/; phy.ntnu.edu.tw/;...).
Ở Việt Nam, việc đƣa vào sử dụng thí nghiệm ảo cũng sẽ góp phần giải quyết
những khó khăn về thiết bị đang gặp phải.
Nhƣ vậy, nếu xây dựng đƣợc các bài TNTHVL ảo này sao cho vẫn có thể đáp
ứng đƣợc các yêu cầu cơ bản của các bài TNTHVL thì sẽ góp phần giải quyết các
khó khăn trên, nâng cao đƣợc chất lƣợng dạy học .
Với những lý do trên chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: Sử dụng phần mềm
Flash MX trong dạy học thí nghiệm các bài động học và định luật Newton (

lập trình thí nghiệm ảo ).
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu,sử dụng phần mềm Flash MX trong dạy học thí nghiệm các bài
động học và định luật Newton (chƣơng trình giáo khoa vật lý lớp 10 THPT).
3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
 Khách thể:
- Quá trình dạy và học thí nghiệm các bài động học và định luật Newton
(chƣơng trình sách giáo khoa vật lý lớp 10 THPT)
- Phần mềm dạy học và ngôn ngữ lập trình thiết kế
 Đối tượng:

10

Flash MX.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lƣơng Duyên Bình (Chủ biên), Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh,
Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2006). Vật lý 10. NXB Giáo dục.
2. Phạm Kim Chung (2001), Xây dựng và sử dụng trang Web hỗ trợ dạy và học
vật lý ở trường trung học phổ thông, chương dao động cơ học - Vật lý 12,
Luận văn thạc sỹ khoa học Giáo dục, Đại học Sƣ phạm I, Hà Nội.
3. Phạm Xuân Quế (2004). Xây dựng và sử dụng phần mềm dạy học. Tạp chí Giáo
dục, số 83.
4. Vũ Trọng Rỹ (2005). Các yêu cầu sư phạm đối với thí nghiệm ảo – sản phẩm
multimedia. Tạp chí Giáo dục, số 107.
5. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng (1999). Tổ chức hoạt động nhận thức
cho học sinh trong dạy học Vật lý. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
6. Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuân Quế (2003),
Phương pháp dạy học Vật lý ở trường phổ thông. NXB Đại học Sƣ phạm.

7. Phạm Hữu Tòng (2001). Lý luận dạy học Vật lý. NXB Giáo dục
8. Mai Văn Trinh (2001). Nâng cao hiệu quả dạy học Vật lý ở trường Trung học
Phổ thông nhờ việc sử dụng máy vi tính và các phương tiện dạy học hiện đại.
Luận án tiến sỹ Giáo dục.
9. Phạm Quý Tƣ (chủ biên), Lƣơng Tất Đạt, Lê Chân Hùng, Nguyễn Ngọc Hƣng,
Nguyễn Xuân Thành, Phạm Đình Thiết, Đỗ Hƣơng Trà, Bùi Trọng Tuân, Lê
Trọng Tƣờng (2006). Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình, sách
giáo khoa lớp 10 trung học phổ thông. Bộ Giáo dục và Đào tạo.

10.Viện hàn lâm khoa học Liên Xô, Viện Hàn lâm khoa học Sƣ phạm CHDC Đức
(1983), Phương pháp giảng dạy vật lý trong các trường phổ thông Liên Xô và
Cộng hoà dân chủ Đức, NXB Giáo dục, Hà Nội.

11