Ứng dụng của phần mềm Geometer Sketchpad trong dạy học ...

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (537.9 KB, 10 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

BIỆN PHÁP: ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM

GEOMETER’S SKETCHPAD TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 
Giáo viên: Nguyễn Hải Phước – Tổ Vật lí – CNCN 
______________________________________________

MỤC LỤC

I. MỞ ĐẦU ... 1

II. NỘI DUNG ... 2

1. Đánh giá thực trạng ... 2

2. Trình bày biện pháp ... 3

2.1. Giới thiệu phần mềm Geometer’s Sketchpad ... 3

2.2. Ưu nhược điểm của phần mềm Geometer's Sketchpad ... 4

2.3. Tóm tắt cách sử dụng phần mềm Geometer's Sketchpad ... 4

2.4. Ứng dụng phần mềm Geometer's Sketchpad để tạo bộ công cụ
dựng hình cho mơn vật lí ... 6

2.5. Ứng dụng các công cụ xây dựng được vào một số bài học trong
chương trình Vật lí THPT ... 7

III. HIỆU QUẢ THỰC HIỆN CỦA VIỆC ÁP DỤNG BIỆN PHÁP

VÀO THỰC TẾ DẠY HỌC ... 8

IV. KẾT LUẬN... 9

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

2
I. MỞ ĐẦU

Hiện nay, sự phát triển của công nghệ thông tin đã mở ra triển vọng to lớn
trong việc đổi mới phương pháp dạy học và hỗ trợ mạnh mẽ cho người giáo viên
trong việc soạn giảng. Hầu hết các trường đều được trang bị máy vi tính, phịng
học cơng nghệ thơng tin, kết nối internet… Máy vi tính được sử dụng trong dạy
học để hỗ trợ được các nhiệm vụ cơ bản của quá trình dạy học và nhất là hỗ trợ
đắc lực cho việc dạy và học chương trình mới theo định hướng phát triển năng
lực. Với sự trợ giúp của máy vi tính và phần mềm dạy học, GV có thể tổ chức
quá trình học tập của HS theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo
trong hoạt động nhận thức của học sinh.

Với đặc thù của vật lí là mơn khoa học thực nghiệm nên trong quá trình
hình thành những kiến thức mới cho HS đòi hỏi GV và HS phải tiến hành các
TN; đồng thời mơn vật lí có quan hệ chặt chẽ với tốn học, dùng nhiều cơng cụ
của tốn học, cả hình học và đại số, để thể hiện các mối quan hệ trong vật lí. Để
học tốt mơn vật lí, học sinh phải có tư duy logic tốt và trí tưởng tượng mới có
thể nắm bắt hết các hiện tượng và dùng thành thạo các công cụ toán học để giải
quyết các vấn đề đặt ra.

Từ nhiều năm qua, việc ứng dụng công nghệ thơng tin trong dạy học vật lí
đã được áp dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao. Các ứng dụng mạnh nhất có
thể kể đến là: Mơ phỏng thí nghiệm, phân tích video, phân tích số liệu thí
nghiệm, vẽ đồ thị. Tuy nhiên, một khía cạnh trong việc dạy học vật lí chưa được
quan tâm đúng mức đó là chưa có phần mềm chuyên biệt đủ mạnh để biểu diễn

các mơ hình tốn học trong vật lí và chưa có phần mềm đủ tiện lợi để hỗ trợ giáo
viên trong việc vẽ các hình vật lí trong dạy học.

Qua một thời gian nghiên cứu, tôi nhận thấy phần mềm Geometer’s
Sketchpad có thể đáp ứng một phần nào đó các nhu cầu kể trên. Vì vậy, tôi chọn
đề tài báo cáo: “Ứng dụng của phần mềm Geometer’s Sketchpad trong dạy học
vật lí”.

II. NỘI DUNG

1. Đánh giá thực trạng

CNTT ngày càng được ứng dụng mạnh mẽ và đã tạo ra nhiều chuyển biến
tích cực trong giáo dục. Các phần mềm hỗ trợ đã và đang là công cụ trợ giúp
một cách rất tích cực cho GV và HS trong việc nâng cao chất lượng dạy - học.
Tuy nhiên qua khảo sát các giáo viên dạy vật lí và học sinh ở trường THPT Lê
Lợi, tôi nhận thấy một số vấn đề sau:

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

đáp ứng được. Ví dụ như mơ phỏng phép cộng tơ, sự thay đổi của các
vec-tơ vận tốc, gia tốc, lực, mối quan hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động
trịn đều, hình chiếu của chất điểm lên các trục trong chuyển động ném …

- Khi sử dụng các phần mềm dạy học, giáo viên thường gặp hai tình huống:
Nếu phần mềm dễ sử dụng thì phạm vi áp dụng hẹp và hình ảnh khơng đẹp mắt,
khó điều khiển (VD: Crocodiles, Working Model …); Nếu phần mềm áp dụng
rộng, hình ảnh đẹp mắt thì khó biên soạn phù hợp bài giảng, địi hỏi kiến thức và
kĩ năng cao (VD: Macromedia Flash …).

- Phần lớn giáo viên tìm thường tìm các file mơ phỏng có sẵn trên internet
nên thiếu tính chủ động và không điều chỉnh được theo ý đồ dạy học của mình.

- Chưa có phần mềm chuyên dụng để vẽ hình vật lí một cách tiện lợi và
chuẩn xác. Hiện nay một số tác giả có biên soạn một số phần mềm vẽ hình
nhưng phần lớn đều dựa vào các hình vẽ trong Word, xây dựng bằng macro tạo
thành các hình có sẵn thường gặp trong vật lí. Cách làm này khơng khắc phục
được các điểm yếu về hình vẽ trong Word đó là khó vẽ các giao điểm, khó căn
chỉnh đoạn thẳng, khơng đo được chính xác độ dài, khơng làm được các phép
dời hình như tịnh tiến, đối xứng, phép quay, không vẽ được các hình như
hyperbol, parabol vv… dẫn đến hình vẽ thiếu tính chun nghiệp.

2. Trình bày biện pháp

2.1. Giới thiệu phần mềm Geometer’s Sketchpad

The Geometer's Sketchpad (thường được gọi tắt là Sketchpad hay GSP) là
một phần mềm thương mại với mục đích khám phá Hình học Euclid, Đại
số, Giải tích và các ngành khác của Toán học. Tác giả phần mềm là Nicholas
Jackiw người Canada. Geometer's Sketchpad được sử dụng rộng rãi trong việc
giảng dạy ở nhiều trường trung học cơ sở ở Hoa Kỳ và Canada.

Phiên bản thương mại đầu tiên của Geometer's Sketchpad phát hành năm
1991 bởi công ty Key Curriculum Press sau một thời gian thử nghiệm ở Hoa Kỳ.
Năm 1993, phiên bản đầu tiên dành cho hệ điều hành Windows mới chính thức
ra đời. Geometer's Sketchpad từng nhận được nhiều giải thưởng cơng nghiệp và
từng có mặt trong các bài thuyết trình của John Sculley (giám đốc Apple
Computer) và Bill Gates (giám đốc Microsoft) về những công nghệ giáo dục tốt
nhất.

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Chương trình cho phép đo độ dài của đoạn thẳng, góc, diện tích, bán
kính… và tính tốn, thậm chí lập bảng thống kê với các con số này; thực hiện
các phép biến hình như phép quay, tịnh tiến, vị tự… Một tính năng quan trọng
thường được sử dụng đến là cho chạy điểm, vẽ và xem quỹ tích. Nghiên cứu kĩ
và có sự tìm hiểu, người dùng có thể phát hiện ra nhiều tính năng mở rộng thú vị
của chương trình.

Tuy Geometer's Sketchpad được lập trình chủ yếu cho bộ mơn Hình học
nhưng nó cũng hỗ trợ một số cơng cụ cho Đại số: vẽ trục số, vẽ đồ thị hàm số,
vẽ đồ thị hàm số với hệ số thay đổi, vẽ đồ thị của hàm số cho bằng tham số;
công cụ cho Giải tích như tính giới hạn hàm số tại 1 điểm,…

Người sử dụng có thể tải bản dùng thử của phần mềm tại website chính
thức của hãng với dung lượng khoảng 5 MB, không cần cài đặt (Portable). Đây
là phần mềm rất nhẹ, mọi máy với cấu hình hiện nay đều chạy được, tương thích
tốt với mọi phiên bản Windows.

2.2. Ưu nhược điểm của phần mềm Geometer's Sketchpad 
a. Ưu điểm

- Hỗ trợ việc xây dựng các mơ hình tốn học thông dụng và được sử dụng
rộng rãi nhất hiện nay.

- Khả năng đồ họa cao, chính xác, với nhiều chức năng hỗ trợ về hình ảnh.
Phần mềm cho phép tạo ra các macro để lưu lại các bước xây dựng hình ảnh
thành các công cụ, nếu biết cách sử dụng các công cụ người thực hiện có thể tạo
ra được các hình phức tạp một cách nhanh chóng.

- Phần mềm này khá nhỏ gọn, không cần cài đặt, giao diện đơn giản, dễ
hiểu, đã được Việt hóa.

- Hỗ trợ khả năng chuyển động và tạo vết điểm, đoạn thẳng, có thể ứng
dụng cho một số minh họa trong vật lí.

b. Nhược điểm

- Một số thao tác khác với các phần mềm soạn thảo thông thường nên ban
đầu có thể khiến người dùng lúng túng.

- Nếu khơng xây dựng được bộ cơng cụ có sẵn thì việc vẽ một hình vật lí
đầy đủ khá mất thời gian.

- Một số màu sắc không thể hiện trung thực.

2.3. Tóm tắt cách sử dụng phần mềm Geometer's Sketchpad

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

khoảng 2 ngày. Trong khuôn khổ bản báo cáo này, tôi chỉ xin điểm qua một số
nét chính :

a. Giao diện làm việc:

b. Các lệnh chính:

- Dựng hình: Điểm, đoạn thẳng, đường thẳng, tia, đường tròn, trung điểm,
phân giác, tia vng góc, đường song song.

- Biến hình: Tịnh tiến, quay, vị tự, đối xứng.
- Phép đo.

- Vẽ đồ thị.

c. Nguyên tắc chung khi sử dụng:

Ý tưởng của Geometer's Sketchpad là biểu diễn động các hình hình học hay
cịn gọi là Dynamic Geometry, một ý tưởng rất độc đáo và từ lâu đã trở thành
chuẩn cho các phần mềm mơ phỏng hình học.

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

của hình có quan hệ với thành phần thay đổi trên sẽ được tự động thay đổi theo.
Ví dụ như khi thay đổi độ dài của một đoạn thẳng thì trung điểm của đoạn thẳng
đó sẽ tự động thay đổi theo sao cho nó ln là trung điểm của đoạn thẳng này.
Nhưng nếu sử dụng giấy bút để dựng hình, khi thay đổi một thành phần nhỏ của
hình, đơi khi có thể phải phá huỷ tồn bộ hình đó. Ngồi các cơng cụ có sẵn như
cơng cụ điểm, thước kẻ, compa, bạn cũng có thể tự tạo ra những cơng cụ riêng
cho mình, bằng cách ghi và lưu giữ các hình hình học dưới dạng script.

2.4. Ứng dụng phần mềm Geometer's Sketchpad để tạo bộ công cụ 
dựng hình cho mơn vật lí

Geometer's Sketchpad có một tính năng đáng giá đó là cho phép người
dùng tự tạo ra các công cụ để có thể dùng lại lần sau nhằm giúp người dùng tiết
kiệm thời gian và công sức thực hiện lại.

Trong thời gian qua, tôi đã xây dựng được một số công cụ như sau:

- Các linh kiện trong mạch điện: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm, ampe kế, vôn
kế, nguồn gồm 1, 2 hoặc 3 pin.

- Con lắc lị xo.

- Các kí hiệu cung, góc, các dạng mũi tên.

- Giản đồ vec-tơ mạch điện xoay chiều, phép cộng vec-tơ.

- Mô phỏng quan hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều.
- Mơ phỏng chuyển động ném ngang.

- Hình giao thoa sóng nước.

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

2.5. Ứng dụng các công cụ xây dựng được vào một số bài học trong 
chương trình Vật lí THPT

a. Ứng dụng trong soạn bài giảng, giáo án, đề kiểm tra: Hầu hết các bài 
học đều có thể sử dụng các hình vẽ từ phần mềm. Dưới đây là một số hình minh
họa:

F

đh

P

B
A

2 4

2 2
M

N
600

450

B
A

N
M
R2

RB

R1

α

F

T

P

Fđ

E

α

d

N

M

I R B

A
E
EE

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

b. Ứng dụng trong giảng dạy: Một số bài học có thể sử dụng chức năng 
chuyển động điểm và vết của đoạn thẳng để mơ phỏng chuyển động. Ví dụ các
bài Dao động điều hòa, Tổng hợp và phân tích lực, Chuyển động ném ngang,
Chuyển động trịn đều ...

Do thời gian nghiên cứu có hạn, trong thực tế tôi mới áp dụng vào bài Dao
động điều hịa Vật lí 12, bài Tổng hợp dao động, phương pháp giản đồ Fre-nen
và các tiết Bài tập về dao động điều hòa. Trong thời gian tới, phần mềm có thể

áp dụng vào bài Tổng hợp và phân tích lực, Bài tốn về chuyển động ném
ngang...

III. HIỆU QUẢ THỰC HIỆN CỦA VIỆC ÁP DỤNG BIỆN PHÁP 
VÀO THỰC TẾ DẠY HỌC

Để đánh giá hiệu quả của việc áp dụng biện pháp vào dạy học, tôi thực hiện
khảo sát trên 3 lớp 12B3, 12B6 và 12B7, trường THPT Lê Lợi.

Nội dung khảo sát: Bài tập về mối quan hệ giữa dao động điều hòa và
chuyển động tròn đều.

Phương pháp khảo sát: Trong tiết TC2, tôi giới thiệu về dạng bài tập nói
trên và phương pháp giải nhưng không sử dụng phần mềm mô phỏng mà chỉ vẽ
tay. Giải bài tập ví dụ và khảo sát lại bằng bài kiểm tra ngắn trong thời gian 10
phút, thu được kết quả kiểm tra trước tác động. Phần cịn lại của tiết học, tơi sử
dụng mơ phỏng bằng phần mềm và thực hiện kiểm tra lại bằng một đề khác có
độ khó tương đương (Nội dung các bài kiểm tra ở phần Phụ lục), thu được kết
quả kiểm tra sau tác động. Do thời gian chỉ trong một tiết học nên có thể bỏ qua
sai số của việc học sinh về học lại các dạng bài tập để có kết quả tốt hơn, như
vậy kết quả khảo sát có mức độ tin cậy chấp nhận được.

Kết quả khảo sát: Tổng số học sinh là 126

Trước tác động Sau tác động 
Điểm

Số lượng Tỉ lệ Số lượng Tỉ lệ

Dưới 5 36 28,6% 17 13,5%

Từ 5 đến dưới 6,5 65 51,6% 36 28,6%

Từ 6,5 đến dưới 8 24 19,0% 66 52,3%

Từ 8 trở lên 1 0,8% 7 5,6%

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

9
IV. KẾT LUẬN

Qua quá trình nghiên cứu và thực nghiệm, tôi nhận thấy việc ứng dụng
phần mềm Geometer’s Sketchpad vào quá trình dạy học vật lí THPT là có tính
khả thi. Nếu sử dụng thành thạo cơng cụ thì giáo viên có thể tiết kiệm được thời
gian và cơng sức trong việc soạn giảng, đóng góp tích cực vào quá trình nhận
thức của học sinh. Đối với các học sinh được khảo sát thì vấn đề nêu trong đề tài
bước đầu đã mang lại hiệu quả, có tác dụng nâng cao chất lượng học tập. Trong
thời gian tiếp theo, vấn đề nêu trong đề tài sẽ được bản thân nghiên cứu, mở
rộng và hi vọng sẽ có điều kiện khảo sát tính hiệu quả một cách đầy đủ, chặt chẽ
hơn.

Quảng Trị, ngày 06 tháng 11 năm 2020 
Người viết báo cáo

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

PHỤ LỤC

1. Bảng khảo sát về việc sử dụng phần mềm dạy học của giáo viên 
Câu 1. Thầy cô đánh giá như thế nào về các phần mềm hỗ trợ dạy học Vật 
lí hiện nay?

1 Dễ dùng, áp dụng vào nhiều bài học
2 Dễ dùng, áp dụng vào ít bài học
3 Khó dùng, áp dụng vào nhiều bài học
4 Khó dùng, áp dụng vào ít bài học

5 Ý kiến khác:...
...

Câu 2. Khi xây dựng phương trình dao động điều hịa, sách giáo khoa Vật 
lí 12 cơ bản có lấy ví dụ về quan hệ giữa chuyển động trịn đều và dao động điều
hịa. Khi minh họa ví dụ này, Thầy / Cô thường sử dụng cách nào?

1 Vẽ tay

2 Vẽ hình bằng Word / Powerpoint

3 Dùng video clip hoặc flash có sẵn từ internet

4 Dùng phần mềm khác:... ...

Câu 3. Khi vẽ các hình vẽ trong giáo án, đề kiểm tra, bài giảng, Thầy / Cô 
thường sử dụng cách nào?

1 Vẽ tay rồi chụp lại

2 Vẽ hình bằng Word / Powerpoint
3 Dùng hình vẽ có sẵn từ internet

4 Dùng phần mềm khác:... ...

2. Nội dung đề khảo sát cho học sinh

Đề 1: (Trước tác động) Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ 10 
cm và tần số 2 Hz. Vào thời điểm t1 vật đi qua li độ x1 = 5 cm theo chiều âm, hỏi

sau đó một thời gian ngắn nhất bao nhiêu thì vật đến li độ x2 = - 5 cm ?

Đề 2: (Sau tác động) Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ 8 cm và 
chu kì 2 s. Vào thời điểm t1 vật đi qua li độ x1 = 4 cm theo chiều dương, hỏi sau

</div>

Ứng dụng của phần mềm Geometer Sketchpad trong dạy học ...

<b>F</b>

<b>P</b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về