SỬ DỤNG PHẦN mềm CROCODILE PHYSICS TRONG dạy học THÍ NGHIỆM PHẦN cơ học CHƯƠNG TRÌNH vật lý lớp 10 NHẰM TĂNG TÍNH TÍCH cực TRONG QUÁ TRÌNH NHẬN THỨC của học SINH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHÙNG THỊ HƯƠNG

SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS TRONG DẠY
HỌC THÍ NGHIỆM PHẦN CƠ HỌC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ
LỚP 10 NHẰM TĂNG TÍNH TÍCH CỰC TRONG Q TRÌNH
NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2013

\

1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHÙNG THỊ HƯƠNG

SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS TRONG DẠY
HỌC THÍ NGHIỆM PHẦN CƠ HỌC CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ
LỚP 10 NHẰM TĂNG TÍNH TÍCH CỰC TRONG Q TRÌNH
NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MÔN VẬT LÝ)

Mã số: 60 14 10
Người hướng dẫn khoa học:

GS. TS.TƠN TÍCH ÁI
TS. TÔN QUANG CƯỜNG

HÀ NỘI - 2013

2


MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn.................................................................................................................i
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt.....................................................................ii
Danh mục các bảng..................................................................................................iii
Danh mục cá biểu đồ ...............................................................................................iv
Mục lục......................................................................................................................v
MỞ ĐẦU..................................................................................................................1
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.1.

Những định hướng cơ bản trong đổi mới phương pháp dạy học hiện nay.....4

1.2.

Cơ sở lý luận về tính tích cực trong q trình nhận thức của học sinh..........5

1.2.1. Biểu hiện của tính tích cực trong quá trình nhận thức của học sinh.............6
1.2.2. Đặc điểm của tính tích cực trong q trình nhận thức của học sinh..............7
1.2.3. Các biện pháp tăng tính tích cực trong q trình nhận thức của học
sinh...........................................................................................................................9
1.3.

Tính tích cực trong quá trình nhận thức của học sinh khi dạy học thí nghiệm

phần Cơ học Vật lý 10 thơng qua sử dụng phần mềm Vật lý ảo...............................9
1.3.1. Hoạt động nhận thức Vật lý.........................................................................10
1.3.2. Dạy học Vật lý theo hướng tăng tích cực trong quá trình nhận thức của học
sinh…………….........…………………………………………………................11
1.3.3. Một số hướng ứng dụng CNTT để đổi mới phương pháp dạy học..............15
1.3.4. Tổng quan về thí nghiệm ảo.........................................................................17
1.3.5. Dạy học thí nghiệm vật lý phần Cơ học vật lý 10 thông qua sử dụng
phần mềm vật lý ảo.................................................................................................20
Kết luận chương 1...................................................................................................24
Chƣơng 2: THIẾT KẾ VÀ MƠ PHỎNG CÁC THÍ NGHIỆM PHẦN CƠ
HỌC CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ 10 VỚI PHẦN MỀM CROCODILE
PHYSICS
2.1.

Khảo sát thực trạng dạy học phần Cơ học ở trường trung học phổ thông...25

6


2.1.1. Nội dung tìm hiểu.........................................................................................25
2.1.2. Phương pháp điều tra tìm hiểu.....................................................................25

2.1.3. Kết quả điều tra tìm hiểu..............................................................................26
2.2.

Phân tích nội dung kiến thức phần Cơ học chương trình Vật lý 10 cơ

bản.........................................................................................................................27
2.2.1. Vị trí phần Cơ học trong chương trình Vật lý THPT.................................27
2.2.2. Tiến trình hình thành các khái niệm Cơ học theo SGK...............................28
2.2.3. Phân tích nội dung kiến thức một số bài trong phần Cơ học Vật lý 10........29
2.3.

Giới thiệu về phần mềm Crocodile Physics ................................................41

2.3.1. Đặc điểm ....................................................................................................41
2.3.2. Hình thức......................................................................................................41
2.3.3. Nội dung.......................................................................................................42
2.3.4. Phương pháp................................................................................................43
2.3.5. Những tính năng nổi bật ..............................................................................43
2.4.

Cách sử dụng các chức năng Crocodile Physics .........................................43

2.4.1. Giao diện phần mềm....................................................................................43
2.4.2. Tìm hiểu phần Contents...............................................................................43
2.4.3. Tìm hiểu Part library....................................................................................44
2.4.4. Làm việc với scenes.....................................................................................44
2.4.5. Tạo ô Popup mới..........................................................................................44
2.5.

Mô phỏng một số thí nghiệm phần Cơ học..................................................46

2.5.1. Kịch bản sư phạm của việc mơ phỏng một số thí nghiệm phần Cơ
học.......46
2.5.2. Các bước thiết kế thí nghiệm ảo trên phần mềm Crocodile Physics...........47
2.5.3. Xây dựng tiến trình dạy một số thí nghiệm phần Cơ học............................48
Kết luận chương 2...................................................................................................63
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm............................................64
3.2. Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm............................................64
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm...................................................................64
3.2.2. Phương thức thực nghiệm sư phạm..............................................................65

7


3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.......................................65
3.3.1. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình thực nghiệm
sư phạm..................................................................................................................65
3.3.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm......................................................................66
Kết luận chương 3...................................................................................................74
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.......................................................................75
1.

Kết luận........................................................................................................75

2.

Khuyến nghị.................................................................................................76

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................78

PHỤ LỤC...............................................................................................................80

8


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Vật lý là mơn khoa học thực nghiệm, vì vậy việc lồng ghép các thí
nghiệm vào các bài học Vật lý là một biện pháp quan trọng nhằm nâng cao
chất lượng giáo dục và phát huy được tính tích cực trong q trình nhận thức
của học sinh.
Hiện nay, để có được tất cả các dụng cụ thí nghiệm hồn chỉnh là một
u cầu khó đối với cơ sở vật chất các trường trung học phổ thơng. Bên cạnh
đó khối lượng kiến thức mỗi bài học đều tăng lên, hầu hết các bài đều có thí
nghiệm. Vì vậy việc sử dụng các thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lý THPT là
một biện pháp quan trọng trong giảng dạy giúp học sinh có thể tiếp thu kiến
thức nhanh chóng, sâu sắc, phát huy được tính tích cực trong q trình nhận
thức kiến thức mới. Phần Cơ học là phần mở đầu trong chương trình Vật lý
THPT là nền tảng cho nội dung phần Nhiệt – Điện – Quang của chương trình
Vật lý THPT.
Qua nghiên cứu chúng tơi thấy các phần mềm thí nghiệm ảo (Crocodile
Physics) hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu về thiết kế và mơ phỏng các thí
nghiệm ảo để sử dụng trong q trình dạy học một số thí nghiệm phần Cơ học
chương trình Vật lý 10.
Vì vậy, tơi chọn đề tài “Sử dụng phần mềm Crocodile Physics trong
dạy học thí nghiệm phần Cơ học chương trình Vật lý lớp 10 nhằm tăng tính
tích cực trong q trình nhận thức của học sinh” để nghiên cứu trong luận
văn của mình với mong muốn góp phần vào việc đổi mới phương pháp dạy
học vật lý có ứng dụng CNTT ở THPT.
2. Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu luận điểm về tính tích cực trong quá trình nhận thức của học
sinh.

3


- Nghiên cứu phần mềm Crocodile Physics để mô phỏng các thí nghiệm phần
Cơ học - Vật lý 10.
- Nghiên cứu q trình dạy học có sử dụng các thí nghiệm ảo đã được thiết kế
và mô phỏng để xây dựng tiến trình dạy học một số thí nghiệm phần Cơ học –
Vật lý 10.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tổng hợp, phân tích các quan điểm dạy theo hướng tăng tính tích cực trong
q trình nhận thức của học sinh.
- Thiết kế 7 thí nghiệm ảo sử dụng phần mềm: Crocodile Physics.
- Sử dụng 7 thí nghiệm ảo vào dạy học thí nghiệm một số bài phần Cơ học.
4. Đối tƣợng, khách thể nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Tính hiệu quả của việc sử dụng các thí nghiệm đã
được thiết kế và mơ phỏng trong q trình dạy học thí nghiệm phần Cơ học Vật lý lớp 10 nhằm tăng tính tích cực trong q trình nhận thức của học sinh.
- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học 7 thí nghiệm phần Cơ học của
giáo viên và học sinh lớp 10 trường THPT Bến Tắm (Chí Linh, Hải Dương).
5. Giả thuyết khoa học
Thiết kế được các thí nghiệm mô phỏng và sử dụng là việc đổi mới
PPDH mà bản chất của vấn đề này là nâng cao khả năng ứng dụng CNTT của
giáo viên và tiếp cận CNTT của học sinh, hướng dẫn học sinh tham gia tích
cực vào q trình dạy và học thí nghiệm trong phần Cơ học.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
Đề tài được triển khai theo những phương pháp sau:
 Phương pháp nghiên cứu tài liệu:
- Nghiên cứu về dạy học theo hướng tăng tính tích cực trong hoạt động

nhận thức của học sinh THPT.
- Nghiên cứu tính tích cực trong q trình nhận thức của học sinh trong
dạy học Vật lý THPT.

4


- Nghiên cứu nội dung phần Cơ học theo chương trình sách giáo khoa
Vật lý 10.
- Nghiên cứu phần mềm Crocodile Physics.
 Phương pháp thực nghiệm:
- Sử dụng các thí nghiệm đã thiết kế và mô phỏng bằng phần mềm
Crocodile Physics vào dạy 7 thí nghiệm phần Cơ học tại trường THPT Bến
Tắm (Chí Linh, Hải Dương).
7. Câu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo luận văn
dự kiến được trình bày trong 3 chương:
Chương 1. Cơ sở lý luận
Chương 2. Thiết kế và mơ phỏng các thí nghiệm phần Cơ học - chương
trình Vật lý 10 với phần mềm Crocodile Physics
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN

1.1.

Những định hƣớng cơ bản đổi mới phƣơng pháp dạy học hiện nay
Nước ta đang bước vào thời kì cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa, hội nhập

với cộng đồng thế giới trong nền kinh tế cạnh tranh quyết liệt. Chính vì vậy
nền giáo dục pải đổi mới phương pháp dạy học để thích nghi với mọi biến

động của nền kinh tế và xã hội hiện đại đã, đang và sẽ biến đổi khá phức tạp.
Đổi mới phương pháp dạy học hiện nay được chú trọng đến những vấn đề
sau:
- Khắc phục lối truyền thụ kiến thức một chiều
- Đảm bảo thời gian tự học, tự nghiên cứu của học sinh phát huy được
vai trị chủ động, tính tự giác của học sinh.
- Rèn luyện lối tư duy sáng tạo của học sinh

5


- Áp dụng các phương pháp tiên tiến, các phương tiện dạy học hiện đại
và ứng dụng công nghệ thông tin vào quá trình dạy học.
1.2.

Cơ sở lý luận về tính tích cực trong q trình nhận thức của học
sinh
Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh là một hiện tượng

sư phạm biểu hiện ở sự cố gắng hết sức cao về nhiều mặt trong hoạt động
nhận thức của học sinh. Tính tích cực hoạt động học tập là sự phát triển ở
mức độ cao hơn trong tư duy, địi hỏi một q trình hoạt động "bên trong" hết
sức căng thẳng với một nghị lực cao của bản thân, nhằm đạt được mục đích là
giải quyết vấn đề cụ thể nêu ra. Một cách khái quát, I.F.Kharlamop viết:
“Tính tích cực trong hoạt động nhận thức là trạng thái hoạt động của học
sinh, được đặc trưng bởi khát vọng học tập, sự cố gắng trí tuệ với nghị lực
cao trong q trình nắm vững kiến thức cho chính mình”. Tính tích cực gồm:
Tích cực bên trong và tích bên ngồi
1.2.1. Biểu hiện của tính tích cực trong q trình nhận thức của học sinh
Các dấu hiệu về tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh

thường được biểu hiện ở những khía cạnh sau:
– Học sinh khảo khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo
viên, bổ sung các câu trả lời của bạn và thích được phát biểu ý kiến của mình
trước vấn đề nêu ra.
– Học sinh hay thắc mắc và địi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề chưa
rõ.
– Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã
có để nhận thức các vấn đề mới.
– Học sinh mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông
tin mới nhận từ các nguồn kiến thức khác nhau có thể vượt ra ngồi phạm vi
bài học, mơn học.
Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh phổ thơng có thể phân
biệt theo 3 cấp độ sau: Sao chép, bắt chước; tìm tịi, thực hiện và sáng tạo

6


1.2.2. Đặc điểm của tính tích cực trong q trình nhận thức của học sinh
Tính tích cực của người học trong hoạt động nhận thức là tiêu chí để
đánh giá tính hiệu quả của q trình dạy học.
Bảng 1.1 tiêu chí đánh giá dạy học tích cực với dạy học truyền thống
Dạy học truyền thống
Cung cấp sự kiện, nhớ tốt, học
thuộc lòng.
Giáo viên là nguồn kiến thức duy
nhất.

Học sinh làm việc một mình.
Dạy thành từng bài riêng biệt.

Dạy học tích cực
Cung cấp kiến thức cơ bản có chọn lọc.
Ngồi kiến thức học được ở lớp, cịn có
nhiều nguồn kiến thức khác: bạn bè,
phương tiện thông tin đại chúng...
Tự học, kết hợp với nhóm, tổ và sự giúp
đỡ của giáo viên.
Hệ thống bài học.
Coi trọng độ sâu của kiến thức, không chỉ

Coi trọng trí nhớ.

nhớ mà cịn suy nghĩ, đặt ra nhiều vấn đề
mới.

Ghi chép tóm tắt.

Chỉ dừng lại ở câu hỏi, bài tập.

Khơng gắn lí thuyết với thực hành.

Dùng thời gian học tập để nắm kiến
thức do thày giáo truyền thụ.

Nguồn kiến thức hạn hẹp.

Làm sơ đồ, mơ hình, làm bộc lộ cấu trúc
bài học, giúp học sinh dễ nhớ và vận dụng.
Thực hành nêu ý kiến riêng.
Lí thuyết kết hợp với thực hành, vận dụng

kiến thức vào cuộc sống.
Cổ vũ cho học sinh tìm tịi bổ sung kiến
thức từ việc nghiên cứu lí luận và từ những
bài học kinh nghiệm rút ra từ thực tiễn.
Nguồn kiến thức rộng lớn.

7


1.2.3. Các biện pháp tăng tính tích cực trong quá trình nhận thức của học
sinh.
1.3.

Tính tích cực hóa trong q trình nhận thức của học sinh khi dạy
học thí nghiệm phần cơ học Vật lý 10 thông qua sử dụng phần
mềm Vật lý ảo.

1.3.1. Hoạt động nhận thức Vật lý
Hoạt động nhận thức thức Vật lý là khá phức tạp. Tuy nhiên có thể kể
đến các hành động chính của hoạt động nhận thức Vật lý sau:
– Quan sát hiện tượng tự nhiên, nhận biết đặc tính bên ngồi của sự vật,
hiện tượng.
– Tác động vào tự nhiên, làm bộc lộ những mối quan hệ, những thuộc
tính của sự vật, hiện.
– Xác định mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng.
– Xây dựng những giả thiết hay mơ hình để lý giải nguyên nhân của
hiện tượng quan sát được.
– Xây dựng các phương án thí nghiệm để kiểm tra các hệ quả
– Đánh giá kết quả thu được từ thí nghiệm.
– Khái qt hóa kết quả, rút ra tính chất, quy luật hình thành các khái

niệm, định luật và thuyết Vật lý.
– Vận dụng kiến thức khái quát vào thực tiễn.
1.3.2. Dạy học Vật lý theo hướng tích cực hóa q trình nhận thức của học
sinh.
1.3.2.1. Quan niệm về phương pháp dạy học Vật lý theo hướng tích cực
Để phát huy được tính tích cực của học sinh trong dạy học Vật lý thì
người giáo viên phải lựa chọn, tìm tịi những phương pháp dạy học phù hợp
với nội dung bài học, đặc điểm của đối tượng, điều kiện vật chất, và đây là
một hoạt động sáng tạo của giáo viên trong hoạt động dạy..

8


1.3.2.2. Các biện pháp sư phạm nhằm tích cực trong quá trình nhận
thức học sinh trong dạy học Vật lý
a) Trong quá trình dạy học cần phối hợp tốt các phương pháp dạy học
theo hướng tích cực hố hoạt động nhận thức
b) Khai thác thí nghiệm Vật lý trong dạy học theo hướng tăng tính tích
cực trong q trình nhận thức của học sinh
c) Từng bước đổi mới phương thức kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của
học sinh cũng là mơt biện pháp đẩy mạnh tính tích cực trong quá trình
nhận thức của học sinh
1.3.3. Một số hướng ứng dụng CNTT để đổi mới phương pháp dạy học
Trong dạy học Vật lý có thể ứng dụng CNTT để hiện đại hóa phương
pháp dạy học theo các hướng sau:
- Xây dựng các phần mềm dạy học
- Xây dựng các mơ hình Vật lý, các thí nghiệm ảo
- Xây dựng Website dạy học Vật lý
- Thiết kế bài giảng điện tử
1.3.4. Tổng quan về thí nghiệm ảo

Thí nghiệm ảo là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình
thức đối tượng học tập nhằm mục đích mơ phỏng các hiện tượng Vật lý, hóa
học, sinh học...xảy ra trong tự nhiên hay trong phịng thí nghiệm, có đặc điểm
là có tính tương tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng và có thể mơ
phỏng những q trình, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong tự nhiên hay khó
thu được trong phịng thí nghiệm.
a. Điểm mạnh của thí nghiệm ảo
b. Qui trình thiết kế một thí nghiệm ảo
c. Các bước xây dựng thí nghiệm ảo

9


1.3.5. Dạy học thí nghiệm vật lý phần Cơ học Vật lý 10 thông qua sử dụng
phần mềm Vật lý ảo.
Để hỗ trợ cho q trình dạy học thí nghiệm Cơ học một giải pháp đặt ra
là giáo viên và học sinh có thể dựa trên đà phát triển mạnh mẽ của ngành công
nghệ thông tin, sử dụng các phần mềm thí nghiệm Vật lý ảo để thay cho việc
tiến hành thí nghiệm thật. Việc làm này một mặt giúp giáo viên và học sinh
tiết kiệm được thời gian chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí,
đó là chưa kể đến những rủi ro như sai số, dụng cụ hỏng,… một mặt giúp giáo
viên và học sinh nâng cao được trình độ bản thân, tiếp cận với cơng nghệ
thơng tin hịa nhập với sự phát triển của xã hội thời công nghệ mà hiệu quả lại
như nhau có khi cịn đạt cao hơn. Vì khi học sinh đã thành thạo phần mềm thì
học sinh có thể tự học ở nhà, tự thiết kế các thí nghiệm khác, khám phá và mở
rộng kiến thức bài học. Đồng thời cũng giúp học sinh làm bài tập dễ dàng
hơn.
CHƢƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ MƠ PHỎNG CÁC THÍ NGHIỆM PHẦN
CƠ HỌC –CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ 10 VỚI PHẦN MỀM
CROCODILE PHYSICS

2.1.

Tìm hiểu tình hình dạy học phần cơ học ở trƣờng trung học phổ
thơng.

2.1.1. Nội dung tìm hiểu
- Thực trạng thiết bị, cơ sở vật chất và phong trào chung của trường
trong việc sử dụng thiết bị thí nghiệm, phịng thí nghiệm và phịng máy tính.
- Tình hình dạy phần Cơ học.
- Tình hình học tập của học sinh kiến thức phần Cơ học.
- Tìm hiểu thực trạng của việc ứng dụng tin học vào dạy
- Tìm hiểu khả năng sử dụng máy tính, máy chiếu, truy cập internet của
giáo viên và học sinh trong trường.

10


2.1.2. Phương pháp điều tra tìm hiểu
- Gặp gỡ lãnh đạo nhà trường, tham quan phịng thí nghiệm, phịng máy
tính của nhà trường.
- Dự giờ, gặp và trao đổi với tổ bộ môn và giáo viên bộ môn
- Quan sát học sinh trên lớp và gặp gỡ, trao đổi với một số học sinh
- Tổng kết, phân tích số liệu trong sổ đăng kí dạy học bằng máy chiếu,
thiết bị dạy học.
2.1.3. Kết quả điều tra tìm hiểu
2.2.

Phân tích kiến thức phần Cơ học chƣơng trình Vật lý 10 THPT

2.2.1. Vị trí phần Cơ học trong chương trình Vật lý THPT

Kiến thức của phần Cơ học theo chương trình Vật lý 10 được áp dụng
cho các phần kiến thức sau:
- Chương 1: Động học chất điểm→ Chuyển động cơ→ Các loại chuyển
động cơ → Chuyển động thẳng (thẳng đều, thẳng biến đổi đều→ sự rơi
tự do) và chuyển động tròn đều.
- Chương 2: Động lực học chất điểm → Lực → Ba định luật Niu-ton→
Các loại lực và các định luật (lực hấp dẫn - định luật vạn vật hấp dẫn,
lực đàn hồi-định luật Húc, lực ma sát, lực hướng tâm) → Vận dụng
định luật II Niu-ton cho bài toán chuyển động ném ngang.
- Chương 3: Cân bằng và chuyển động của vật rắn.
- Chương 4: Các định luật bảo toàn → Định luật bảo toàn động lượng
và định luật bảo toàn cơ năng.

11


2.2.2. Tiến trình hình thành các khái niệm cơ học theo SGK
Các tri thức về Cơ học được trình bày theo trình tự các khái niệm sau:
Chuyển động cơ

Chuyển động
thẳng đều

Chuyển đổng
thẳng biến đổi đều

Chuyển động
nhanh dần đều

Sự rơi tự do

Chuyển động tròn
đều

Lực

Lực hấp dẫn

Lực đàn hồi

Lực ma sát

Lực hướng tâm

Động lượng

Cơng và cơng suất

Thế năng

Động năng

2.2.3. Phân tích nội dung kiến thức một số bài trong phần Cơ học Vật lý 10
2.2.3.1. Chuyển động thẳng đều
2.2.3.2.

Chuyển động thẳng biến đổi đều

2.2.3.3.

Sự rơi tự do.

2.2.3.4. Ba định luật Niuton và bài tập vận dụng định luật II và III Niuton
2.2.3.5. Chuyển động của vật bị ném ngang
2.2.3.6. Định luật bảo toàn động lượng
2.2.3.7.
2.3.

Định luật bảo toàn cơ năng

Giới thiệu về phần mềm crocodile physics 605
Crocodile Physics là phần mềm ứng dụng chun được dùng để
mơ phỏng thí nghiệm vật lý THPT, là phần mềm chuyên dụng thỏa
mãn các tính năng cần thiết của bộ phần mềm mơ phỏng, nó được dùng
để mô phỏng các hệ thống cơ học, quang học, điện học

2.4.

Cách sử dụng các chức năng Crocodile Physics

2.5.

Mô phỏng một số thí nghiệm phần Cơ học

12


2.5.1. Kịch bản sư phạm của việc mô phỏng một số thí nghiệm phần Cơ
học.
Việc lựa chọn phương pháp xây dựng bài giảng dạy học thí nghiệm Cơ

học dựa trên cơ sở:
- Nội dung kiến thức cần xây dựng
- Vốn kiến thức, kinh nghiệm sẵn có và trình độ tư duy của học sinh.
- Khả năng ứng dụng tin học vào dạy và học của giáo viên và học sinh.
- Tình hình trang thiết bị: máy chiếu, máy tính ở trường THPT.
- Mục đích sư phạm cần đạt được sau khi dạy học.
2.5.2. Các bước thiết kế thí nghiệm ảo trên phần mềm Crocodile Physics.
2.5.3. Xây dựng tiến trình dạy một số thí nghiệm phần Cơ học
2.5.3.1. Thí nghiệm 1: Chuyển động thẳng đều
Chúng tôi nghiên cứu về: “ Hoạt động tìm hiểu sự phụ thuộc của quãng
đường đi được theo thời gian và đồ thị tọa độ -thời gian của chuyển động
thẳng đều”.

- Kết quả cần đạt:
+ Trong chuyển động thẳng đều, quãng đường đi được s tỉ lệ thuận với
thời gian chuyển động t (s= v.t)
+ Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tọa độ (hay quãng đường) theo thời
gian là một hàm hàm nhất theo thời gian. Hàm đồng biến nếu vật chuyển
động cùng chiều dương của trục Ox. (x = x0 + v.t)

13


2.5.3.2. Thí nghiệm 2: Chuyển động thẳng biến đổi đều
Chúng tơi nghiên cứu về: “ Hoạt động tìm hiểu sự biến đổi của vận tốc
theo thời gian trong chuyển động nhanh dần đều và chậm dần đều”.

- Kiến thức cần đạt:
+, Trong chuyển động nhanh dần đều, vận tốc của vật tăng dần theo
thời gian chuyển động. Trong chuyển động chậm dần đều, vận tốc giảm

dần theo thời gian chuyển động.
+, Giá trị gia tốc không đổi trong suốt quá trình chuyển động của
vật. (Từ đây, giáo viên nêu khái niệm gia tốc và ý nghĩa của gia tốc a =(v v0)/t)
+, Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vận tốc theo thời gian là một
hàm bậc nhất theo thời gian. Nếu chuyển động nhanh dần đều thì hàm đồng
biến (v=v0+a.t), nếu chuyển động chậm dần đều thì hàm nghịch biến (v=v0 a.t).

14


2.5.3.3. Thí nghiệm 3: Sự rơi tự do
Chúng tơi nghiên cứu về: “Hoạt động tìm hiểu về sự rơi của các vật
trong khơng khí và trong chân khơng”.

- Kiến thức cần đạt:
+ Các vật nặng nhẹ khác nhau lại rơi như nhau trong khơng khí.
+ Trong khơng khí các vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ. Trong chân
không các vật rơi như nhau.

15


2.5.3.4. Thí nghiệm 4: Định luật II Niu-ton
a) Thí nghiệm sự phụ thuộc gia tốc vào lực tác dụng:

- Kến thức cần đạt:
+, Gia tốc của vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật.
+, Độ lớn gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực tác dụng lên vật.
b) Thí nghiệm sự phụ thuộc gia tốc của vật vào khối khối lượng của vật.

- Kiến thức cần đạt:
+ Độ lớn gia tốc của vật tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

16


2.5.3.5. Thí nghiệm 5: Chuyển động của một vật ném ngang.

- Kiến thức cần đạt:
+ Quỹ đạo chuyển động của vật là một nửa đường parabol. Nên
phương trình tốn học biểu diễn dạng quỹ đạo đó là một hàm bậc hai có
dạng
y = a.x2.
+ Vật chuyển động thẳng đều theo phương ngang và vật chuyển động
rơi tự do theo phương thẳng đứng.
1.5.3.6. Thí nghiệm 6: Định luật bảo tồn động lượng
a) Va chạm đàn hồi

17


- Kiến thức cần đạt: Sau khi va chạm các vật tách rời nhau và
chuyển động với các vận tốc khác nhau.
b) Va chạm mềm:

18


- Kiến thức cần đạt: Sau khi va chạm các vật dính vào nhau và chuyển
động với cùng vận tốc.

1.5.3.7. Thí nghiệm 7: Định luật bảo tồn cơ năng

- Kiến thức cần đạt: Nếu khơng có tác dụng của lực khác (lực cản, lực
ma sát,...) thì trong quá trình vật chuyển động, động năng tăng thì thế
năng của vật giảm và ngược lại còn cơ năng của vật được bảo toàn.

19


CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm
Trong quá trình thực nghiệm sư phạm chúng tôi đã thực hiện các nhiệm
vụ sau:
+, Tổ chức hướng dẫn sử dụng phần mềm Crocodile Physics cho giáo
viên nhóm Vật lý và học sinh.
+, Tổ chức dạy học một số bài học phần Cơ học bằng thí nghiệm đã
được dựng sẵn.
+, So sánh đối chiếu kết quả học tập ở lớp thực nghiệm và lớp đối
chứng+, Đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy
3.2 Đối tƣợng và phƣơng thức thực nghiệm sƣ phạm
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm.
Chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm tại 4 lớp 10A, 10B, 10D, 10I
trường THPT Bến Tắm (Chí Linh, Hải Dương), nơi chúng tơi tìm hiểu tình
hình dạy học phần Cơ học.
3.2.2. Phương thức thực nghiệm sư phạm
Q trình thực nghiệm sư phạm, chúng tơi tiến hành song song, dạy tại
ớp thực nghiệm và lớp đối chứng trong cùng một thời gian, cùng nội dung
phần “Cơ học”. Lớp thực nghiệm 10A, 10B, 10D, 10I. Nhóm 1: lớp thực
nghiệm là 10A, và lớp đối chứng là 10B. Nhóm 2: lớp thực nghiệm là 10D và
lớp thực nghiệm là 10I.

Q trình thực nghiệm chúng tơi tiến hành phân phối thời gian học như
sau: ½ số giờ để học sinh tự học và thảo luận nhóm học sinh, ½ số giờ thảo
luận giữa giáo viên và học sinh cả lớp.
Chúng tôi đánh giá kết quả bằng một bài kiểm tra 45 phút.

20


3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm
3.3.1. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình thực
nghiệm sư phạm.
Trong các giờ thực nghiệm, giáo viên hướng dẫn học sinh làm quen với
phần mềm Crocodile Physics và cách sử dụng nó. Giáo viên cho chạy chương
trình để mơ phỏng thí nghiệm, hướng dẫn học sinh cách chạy chương trình,
các chú thích, cách đọc số liệu. Cho học sinh quan sát và đặt ra các câu hỏi
dẫn dắt để học sinh sau khi quan sát có thể tự rút ra kết luận và xây dựng nội
dung kiến thức của bài.
3.3.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm của các lớp thực nghiệm và đối chứng.
Điểm trung bình cộng: X =

1
N

n

f X
i 1

i

i

Với Xi là điểm số, fi là tần số, N là số học sinh.
 Phương sai: S2 =

1 n

N  1 i 1

 Độ lệch chuẩn: S=

S

f

i

( Xi  X )

2

2

 Hệ số biến thiên V chỉ mức độ phân tán: V =

S
.100 %
X

Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm số

( lớp 10A, 10B trường THPT Bến Tắm)
Lớp
10A
Thực nghiệm
10B
Đối chứng

Điểm
trung
bình

Điểm số

Số
HS
0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

48

0

0

0

1

1

2

5

9

18 10

2

7,58

45

0

0

1

1

2

4

10 15

8

0

6,22

21

2


Bảng 3.3. Các tham số đặc trƣng
(lớp 10A, 10B trường THPT Bến Tắm)

Tham sô
Đối tượng
Lớp 10A
(thực nghiệm)
Lớp 10B
(đối chứng)

X

S2

S

V

7,58

2,08

1,14

19%

6,22

2,15

1,47

23,63%

Bảng 3.4. Bảng tần suất và tần suất tích lũy
( lớp 10A, 10B trường THPT Bến Tắm)
Lớp 10A (thực nghiệm)

Điểm
Xi
2
3
4
5
6
7

8
9
10



Tần
số
fiN

Lớp 10B( đối chứng)

Tần suất
Tần suất tích Tần
số
 N (i)%=fiN/NN lũy  N (  )% fiN

Tần suất
Tần suất tích
 C (i)%=fiN/N lũy C
(  )%
N

0

0

0

1

2,22

2,22

1

2,08

2,08

1

2,22

4,44

1

2,08

4,16

2

4,44

8,88

2

4,17

8,33

4

8,89

17,77

5

10,42

18,75

10

22,22

39,99

9

18,75

37,50

16

35,56

75,55

18

37,50

75,00

8

17,78

93,33

10

20,83

95,83

3

6,67

100,00

2

4,17

100,00

0

0

100,00

48

45

22