Khai thác và sử dụng phần mềm interactive physics vào dạy học chương động học chất điểm vật lý lớp 10 trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH


NGÔ SỸ HOÀNG

KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM INTERACTIVE
PHYSICS VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM”
VẬT LÝ LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn vật lý
Mã số

: 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. MAI VĂN TRINH

Vinh, Năm 2009

i


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện luận văn này, tơi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình
của các thầy giáo, cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè và người thân. Với những tình
cảm chân thành và trân trọng nhất, tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Mai Văn Trinh,
người trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn các thầy giáo, cô giáo khoa Vật lý, khoa Sau đại học
trường Đại học Vinh, Lãnh đạo trường THPT Nghi Lộc 3, tạo điều kiện cho tơi trong

q trình làm luận văn.
Cuối cùng, tơi bày tỏ lịng biết ơn đối với gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp
đỡ, động viên, khuyến khích tơi an tâm học tập và hồn thành luận văn này.

Vinh, tháng 11 năm 2009

Ngơ Sỹ Hồng

ii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ĐC
CNTT
GV
HĐNT
HS
IP
PMDH
PP
PPDH
QTDH
SGK
THPT
TNMP
TN
TNSP

:

:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:

Đối chứng
Công nghệ thông tin
Giáo viên
Hoạt động nhận thức
Học sinh
Interactive Physics
Phần mềm dạy học
Phương pháp
Phương pháp dạy học
Q trình dạy học
Sách giáo khoa
Trung học phổ thơng
Thí nghiệm mô phỏng
Thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm

1


MỤC LỤC
Trang phụ bìa......................................................................................................
Lời cảm ơn..........................................................................................................
Danh mục các từ viết tắt.....................................................................................
Mục lục...............................................................................................................
MỞ ĐẦU............................................................................................................
1. Lý do chọn đề tài............................................................................................
2. Mục tiêu của đề tài .........................................................................................
3. Giả thuyết khoa học .......................................................................................
4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài ....................................................................
5. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................
6. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................
7. Phương pháp nghiên cứu của đề tài................................................................
8. Cấu trúc luận văn ...........................................................................................
9. Những đóng góp của luận văn .......................................................................
NỘI DUNG
Chương 1. PHẦN MỀM INTERACTIVE PHYSICS VÀ VẤN ĐỀ ĐỔI MỚI

i
ii
1
2
5
5
7
7

7
8
8
8
9
9

PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ
THÔNG ................................................................................................................
................ 10
1.1. Khả năng hỗ trợ của phần mềm dạy học vật lý đối với vấn đề đổi mới
phương pháp dạy học .........................................................................................
1.1.1. Phương pháp dạy học vật lý theo định hướng đổi mới ............................
1.1.2. Vấn đề tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh ..........................
1.1.3. Khái niệm phần mềm dạy học vật lý .......................................................
1.1.4. Khả năng hỗ trợ của PMDH đối với vấn đề tích cực hóa HĐNT cho HS
1.2. Tổng quan về phần mềm Interactive Physics .............................................
1.2.1. Đặc điểm và các chức năng cơ bản của Interactive Physics ....................
1.2.2. Khởi động Interactive Physics, thiết kế các mô phỏng ........... ...............
1.2.3. Khả năng hỗ trợ của phần mềm Interactive Physics đối với việc tổ chức
HĐNT cho học sinh trong dạy học vật lý ..........................................................
1.3. Khai thác các chức năng của phần mềm Interactive Physics .....................
1.3.1. Một số thao tác và chỉnh sửa cơ bản trong mô phỏng .............................
1.3.2. Các bước để thiết kế một thí nghiệm mơ phỏng ......................................
Kết luận chương 1 ..............................................................................................
Chương 2. THIẾT KẾ BÀI GIẢNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN

10
10
12

15
18
19
19
20

31
32
32
36
39
MỀM

INTERACTIVE PHYSICS .................................................................................
42
2.1 Nội dung kiến thức chương “Động học chất điểm” trong chương trình vật
2


lý lớp. 10 THPT..................................................................................................
2.1.1 Đặc điểm ...................................................................................................
2.1.2 Chuẩn kiến thức, kỹ năng .........................................................................
2.2. Quy trình thiết kế bài dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm Interactive

42
42
42

Physics ...............................................................................................................

46
46

2.2.1. Xác định mục tiêu của bài dạy học ..........................................................
2.2.2. Lựa chọn kiến thức cơ bản, trọng tâm và sắp xếp theo một cấu trúc thích
hợp ............................................................................................................
2.2.3. Xác định các phương pháp dạy học .........................................................
2.2.4. Chuẩn bị các thí nghiệm mơ phỏng trên phần mềm Interactive Physic...
2.2.5. Xác định hình thức tổ chức các hoạt động học tập cho HS ....................
2.2.6. Xác định hình thức và nội dung củng cố, vận dụng ................................
2.2.7. Xác định nội dung và phương pháp hướng dẫn về nhà cho HS ..............
2.3. Thiết kế bài dạy với sự hỗ trợ của phần mềm Interactive Physics .............
2.3.1. Chuyển động thẳng ..................................................................................
2.3.2. Chuyển động tròn đều .............................................................................
2.3.3. Sự rơi tự do ..............................................................................................
2.4. Thiết kế bài dạy với sự hỗ trợ của phần mềm Interactive Physics
Kết luận chương 2 ..............................................................................................
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ..........................................................
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ......................................
3.1.1. Mục đích ..................................................................................................
3.1.2. Nhiệm vụ .................................................................................................
3.2. Đối tượng và nội dung của TNSP ...............................................................
3.2.1. Đối tượng .................................................................................................
3.2.2. Nội dung ..................................................................................................
3.3. Phương pháp TNSP ....................................................................................
3.3.1 Chọn mẫu TN ...........................................................................................
3.2.2. Quan sát giờ học ......................................................................................
3.3.3. Bài kiểm tra ..............................................................................................
3.4. Kết quả TNSP .............................................................................................
3.4.1. Kết quả định tính .....................................................................................

3.3.2. Kết quả định lượng .................................................................................
3.3.3. Kiểm định giả thuyết thống kê .................................................................
Kết luận chương 3 ..............................................................................................
KẾT LUẬN .......................................................................................................
Một số kiến nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

3

46
47
47
48
48
48
58
48
49
49
50
68
69
69
69
69
69
69
70
70

70
70
71
71
71
72
76
77
79
72
73


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay chúng ta đang sống trong sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công
nghệ và sự hội nhập hợp tác quốc tế của nước ta với cộng đồng quốc tế. Việc nước ta
đã gia nhập vào tổ chức thương mại quốc tế (WTO)... đã tác động vào tất cả các lĩnh
vực của đời sống xã hội trong đó có lĩnh vực giáo dục. Để theo kịp sự phát triển của
khoa học và hịa nhập vào nền kinh tế thế giới, tồn ngành giáo dục phải có sự đổi
mới tồn diện và đồng bộ nhằm đào tạo ra những con người mới có trình độ văn hóa
cao, ham học hỏi, tự tin, năng động, sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, biết sử dụng
những phương tiện mới và hiện đại, chủ động đưa ra những cách thức tốt nhất để
chiếm lĩnh tri thức, có ý thức vươn lên làm chủ khoa học cơng nghệ.
Nghị quyết Đại hội Đảng tồn quốc lần thứ X xác định: "...đẩy mạnh cơng
nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển kinh tế tri thức, đưa nước ta cơ bản trở thành
một nước công nghiệp theo hướng hiện đại vào năm 2020..." [10].
Trong các nguồn lực để phát triển đất nước nhanh, hiệu quả, bền vững, đúng
định hướng thì nguồn lực con người là yếu tố cơ bản. Muốn xây dựng nguồn lực con
người, phải đẩy mạnh đồng bộ giáo dục đào tạo, khoa học công nghệ và xây dựng

nền văn hóa tiên tiến, đậm đà bản sắc dân tộc.
Trong cơng cuộc cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đổi mới và phát triển
giáo dục Việt Nam là vấn đề tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực
cho một nền kinh tế tri thức hiện nay như Chỉ thị 58-CT/TW của Bộ Chính trị ngày
4


17/10/2000 đã khẳng định: "Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác
giáo dục và đào tạo ở tất cả các cấp học, bậc học, ngành học" [1].
Trước bối cảnh đó, đổi mới phương pháp dạy học là cần thiết. Nghị quyết hội
nghị lần 2 Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa VIII chỉ rõ: "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 hiện đại vào quá trình dạy học..." [9].
Trong thơng báo kết luận của Bộ Chính Trị về tiếp tục thực hiện Nghị quyết
Trung ương 2 (khóa VIII) và phương hướng phát triển giáo dục và đào tạo đến năm
2020 có nhấn mạnh: “Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy và học, khắc phục cơ bản
lối truyền thụ một chiều. Phát huy phương pháp dạy học tích cực, sáng tạo, hợp
tác ...”[11].
Tại điều 28 của Luật quy định:“Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy
tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của
từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo
nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm,
đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh"[giáo dục được Quốc hội khóa XI,
Kỳ họp thứ 7 thơng qua ngày 14 tháng 6 năm 2005 21].
Chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010 đã nêu: "Đổi mới và hiện đại hóa
phương pháp giáo dục. Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động, thầy giảng, trò
ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trinh tiếp cận tri thức; dạy
cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thơng tin một cách có hệ thống và có
tư duy phân tích, tổng hợp, phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng cường tính

chủ động, tính tự chủ của học sinh, sinh viên trong quá trình học tập..." [3].
Nhận thức được tầm quan trọng của công nghệ thông tin (CNTT) đối với đổi
mới giáo dục, trong Chỉ thị số 29/2001/CT-BGD&ĐT, Bộ trưởng Bộ giáo dục và
Đào tạo đã chỉ rõ: “Ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin trong giáo dục và
đào tạo sẽ tạo ra một bước chuyển biến cơ bản trong quá trình đổi mới nội dung,
chương trình, phương pháp giảng dạy, học tập và quản lý giáo dục" [2].

5


Hiện nay, sự phát triển của CNTT đã mở ra triển vọng to lớn trong việc đổi mới
phương pháp dạy học. Hầu hết các trường đều được trang bị máy vi tính, phịng học
CNTT, 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 (QTDH) và nhất là hỗ trợ đắc lực cho việc
dạy và học chương trình mới theo hướng tích cực hóa người học. Với sự trợ giúp của
máy vi tính và phần mềm dạy học, giáo viên (GV) có thể tổ chức quá trình học tập
của học sinh (HS) theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong hoạt
động nhận thức của học sinh [16], [17], [24].
Vật lý học là một khoa học thực nghiệm. Vì vậy, trong quá trình dạy học, GV
cần tích cực dùng thí nghiệm và các phương tiện dạy học khác nhau nhằm tái tạo q
trình tìm kiếm tri thức vật lý, kiểm chứng tính đúng đắn của các định luật, giải thích
các hiện tượng vật lý... nhờ đó kích thích hứng thú học tập, làm tăng niềm tin vào
khoa học cho học sinh. [24]
Hiện nay có nhiều phần mềm mơ phỏng hỗ trợ dạy học vật lý như: CABRIGéomètre, Brad's physics, PAKMA, Working Model, Crocodile Physics, Interactive
Physics... Trong nhóm các phần mềm mơ phỏng về vật lý, Interactive Physics (IP) là
một phần mềm có nhiều tính năng, gọn nhẹ và sử dụng thuận tiện. Phần mềm IP cho
phép thiết kế các thí nghiệm mơ phỏng (TNMP) sinh động, hấp dẫn, mang lại hiệu
quả trong việc phân tích các hiện tượng, đặc biệt là khi khơng thể thực hiện thí
nghiệm thực hoặc để giải các bài tập vật lý... Những TNMP sẽ tạo điều kiện tốt hơn
cho HS quan sát, thu thập thông tin... Nhờ đó HS sẽ hứng thú hơn, hoạt động nhận

thức có hiệu quả hơn, từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học ở trường phổ
thông. Để tạo nguồn tư liệu tham khảo, hỗ trợ việc dạy và học cho GV và HS, đáp
ứng xu hướng vận dụng công nghệ thông tin và đổi mới phương pháp dạy học, chúng
tôi chọn đề tài: “Khai thác và sử dụng phần mềm Interactive Physics vào dạy học
chương “Động học chất điểm” vật lý lớp 10 trung học phổ thông".
2. Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu khai thác và biên soạn tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm
Interactive Physics.
- Thiết kế và sử dụng một số TNMP bằng phần mềm IP phục vụ cho việc dạy
học chương “Động học chất điểm”, thuộc chương trình Vật lý lớp 10 trung học phổ
6


thơng (THPT) nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức cho học sinh từ đó nâng cao
chất lượng dạy học.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế các thí nghiệm mơ phỏng trên IP và sử dụng chúng vào dạy học nội
dung chương “Động học chất điểm” chương trình Vật lý 10 THPT một cách hợp lý
thì sẽ góp phần làm đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động
nhận thức của học sinh, từ đó nâng cao chất lượng dạy - học vật lý ở trường trung
học phổ thông.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu lý luận về dạy học vật lý.
- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương trình và sách giáo khoa vật lý THPT.
- Nghiên cứu khai thác phần mềm IP để thiết kế thí nghiệm mơ phỏng.
- Thiết kế các bài dạy học vật lý có sử dụng các thí nghiệm mơ phỏng với IP.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng phần
mềm IP trong dạy học vật lý, rút ra các kết luận cần thiết.
5. Đối tượng nghiên cứu
- Quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thơng.

- Phần mềm Interactive Physics.
6. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ tập trung khai thác và sử dụng phần mềm Interactive Physics để thiết
kế một số thí nghiệm mơ phỏng trong chương “Động học chất điểm” thuộc chương
trình vật lý 10 THPT.
Phần thực nghiệm sư phạm sẽ được tiến hành ở trường THPT Nghi Lộc 3 –
Nghệ An.
7. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Để hoàn thành tốt các nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài, chúng tôi sử dụng các
phương pháp sau đây:
7.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

7


- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nước cùng với các chỉ
thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới phương pháp dạy học hiện nay ở
nhà trường phổ thông.
- Nghiên cứu lý luận về dạy học vật lý; nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương
trình và sách giáo khoa vật lý trung học phổ thông.
- Nghiên cứu tài liệu về sử dụng phần mềm IP trong dạy học vật lý.
7.2 Nghiên cứu thực tiễn
Nghiên cứu khai thác phần mềm IP để thiết kế một số mô phỏng chương “Động
học chất điểm” vật lý lớp 10 và sử dụng chúng trong dạy học nhằm đánh giá các khả
năng hỗ trợ của phần mềm này trong QTDH vật lý ở trường trung học phổ thông.
7.3 Thực nghiệm sư phạm
Tiến hành dạy một số tiết học có sử dụng TNMP thiết kế trên phần mềm IP
chương “Động học chất điểm” vật lý lớp 10 ; quan sát, kiểm tra đánh giá hoạt động
của HS khi học các giờ học này, sau đó so sánh với các lớp đối chứng; kết hợp với
việc trao đổi ý kiến của GV về các bài học có sử dụng IP.

7.4 Thống kê toán học
Sử dụng phương pháp thống kê tốn học để trình bày kết quả thực nghiệm sư
phạm, so sánh kết quả học tập của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng, từ đó rút ra
nhận xét nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài.
8. Cấu trúc luận văn
Luận văn có cấu trúc như sau:
- Phần mở đầu
- Phần nội dung
Chương 1: Phần mềm Interactive Physics và vấn đề đổi mới phương pháp dạy
học vật lý ở trường trung học phổ thông.
Chương 2: Thiết kế bài giảng với sự hỗ trợ của phần mềm Interactive Physics.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
- Phần kết luận
- Tài liệu tham khảo

8


- Phụ lục
9. Những đóng góp của luận văn
- Góp phần làm sáng tỏ những cơ sở lý luận của đổi mới phương pháp dạy học
và vấn đề đổi mới phương pháp dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học vật lý.
- Hướng dẫn cách khai thác và sử dụng phần mềm IP để thiết kế các thí nghiệm
mơ phỏng thuộc chương “Động học chất điểm” vật lý lớp 10.
- Thiết kế một số bài dạy học trong chương “Động học chất điểm” vật lý lớp 10
với sự hỗ trợ của phần mềm IP.
Chương 1
PHẦN MỀM INTERACTIVE PHYSICS VÀ VẤN ĐỀ ĐỔI MỚI
PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

1.1. Khả năng hỗ trợ của phần mềm dạy học vật lý đối với vấn đề đổi mới
phương pháp dạy học
1.1.1. Phương pháp dạy học vật lý theo định hướng đổi mới
Phương pháp là cách thức (kiểu) nhận thức, cũng là hệ thống cách thức tiến hành
một công việc. Các nhà nghiên cứu cho rằng khái niệm phương pháp bắt nguồn từ
tiếng Hy Lạp. Theo nguyên nghĩa trong tiếng Hy Lạp, “mesthodos” có nghĩa là con
đường, cách thức hoạt động để đạt mục đích. Nói phương pháp biện chứng, phương
pháp thực nghiệm, phương pháp khảo sát thực tế là nói tới phương pháp với ý nghĩa
cách thức (kiểu) nhận thức. Nhưng nói làm việc có phương pháp, phương pháp
nghiên cứu, phương pháp học tập, phương pháp dạy học... Lại là nói phương pháp
với ý nghĩa hệ thống các cách thức làm việc, nghiên cứu, học tập, dạy học... Với ý
nghĩa rộng như vậy, phương pháp là một phương diện rất quan trọng của cuộc sống.
Có nhiều định nghĩa khác nhau về PPDH, sau đây là một vài định nghĩa thường
gặp:
Theo Vũ Quốc Long: “PPDH là cách thức tiến hành hoạt động dạy học nhằm đạt
mục tiêu cao và hiệu quả lớn trong việc hình thành nhân cách” [15]

9


Theo Nguyễn Ngọc Quang: “PPDH là cách thức làm việc của thầy và của trò
trong sự phối hợp thống nhất và dưới sự chỉ đạo của thầy, nhằm làm cho trị tự giác,
tích cực, tự lực đạt tới mục đích dạy học”.
Theo Iu.K.Babanski: “PPDH là cách thức tương tác giữa thầy và trò nhằm giải
quyết các nhiệm vụ giáo dưỡng, giáo dục và phát triển trong quá trình dạy học”.
Theo I.Ia.Lecne: “PPDH là một hệ thống những hành động nhận thức và thực
hành của HS, đảm bảo cho HS lĩnh hội nội dung học vấn”.
Theo I.D.Dverev: “PPDH là cách thức hoạt động tương hỗ giữa thầy và trò nhằm
đạt được mục đích dạy học. Hoạt động này được thể hiện trong việc sử dụng các
nguồn nhận thức, các thủ thuật logic, các dạng hoạt động độc lập của HS và cách

thức điều khiển quá trình nhận thức của thầy giáo”.
Theo Meyer: “PPDH là những hình thức và cách thức, thơng qua đó và bằng
cách đó GV và HS lĩnh hội những hiện thực tự nhiên và xã hội xung quanh trong
những điều kiện học tập cụ thể”.
Ngồi ra cịn có nhiều định nghĩa khác, mặc dù chưa có ý kiến thống nhất về
định nghĩa khái niệm PPDH nhưng nhìn chung, có thể định nghĩa như sau:
PPDH là con đường, là cách thức, là hệ thống và trình tự các hoạt động giữa
người dạy và người học, được người dạy sử dụng để tổ chức các hoạt động học tập
và hướng dẫn người học tự lực, chủ động, tích cực đạt được kiến thức; rèn luyện và
phát triển kĩ năng, các năng lực nhận thức cũng như góp phần hình thành các phẩm
chất nhân cách mà mục tiêu giáo dục đặt ra.
Trong QTDH, không thể sử dụng một PP đơn nhất mà thường có sự phối hợp
của một vài PP. Trong đó có một PP đóng vai trị chủ đạo.
Việc lựa chọn PP này hay PP khác là việc làm quan trọng của người GV. Nó
quyết định đến hiệu quả của việc dạy học. Khơng có một PPDH nào được coi là vạn
năng.
Bản chất của quá trình dạy học là quá trình tổ chức các hoạt động nhận thức cho
HS [24]. Trong QTDH, có hai hoạt động, hoạt động dạy của thầy và hoạt động học
của trò. GV là chủ thể của hoạt động dạy, HS là chủ thể của hoạt động học. Người
thầy đóng vai trị là người tổ chức, chỉ đạo, hướng dẫn HS tự tìm kiếm tri thức, dạy

10


HS phương pháp học; tổ chức, kiểm tra, định hướng hoạt động học, thể chế hóa kiến
thức cịn HS ln chủ động, tự giác, tích cực, sáng tạo để chiếm lĩnh tri thức; ý thức
được nhiệm vụ cần giải quyết, tự tìm tịi nghiên cứu, trao đổi tranh luận trong quá
trình giải quyết nhiệm vụ GV giao.
Trong từng đơn vị kiến thức, PPDH phải thể hiện rõ từng hoạt động cụ thể của
GV và HS.

Tư tưởng cơ bản của đổi mới PPDH nói chung cũng như đổi mới PPDH vật lý
nói riêng là phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; bồi dưỡng PP
tự học; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm,
đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS; đưa HS vào vị trí chủ thể của q trình
nhận thức.
Việc đổi mới PPDH địi hỏi phải thực hiện chức năng mới của GV và HS, khác
với kiểu dạy học truyền thống. Điều này phải được thể hiện ở tất cả các khâu: thiết kế
bài học, tiến hành dạy bài học đã thiết kế và kiểm tra đánh giá kết quả học tập của
HS.
1.1.2. Vấn đề tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh
1.1.2.1. Khái niệm tích cực hóa
Tích cực hóa là một tập hợp các hoạt động của thầy giáo và các nhà giáo dục nói
chung, nhằm biến người học từ thụ động thành chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri
thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập [25].
1.1.2.2. Đặc điểm tính tích cực
Tính tích cực của HS có mặt tự phát và mặt tự giác:
Mặt tự phát của tính tích cực là những yếu tố tiềm ẩn, bẩm sinh thể hiện ở tính tị
mị, hiếu kỳ, hiếu động, linh hoạt và sơi nổi trong hành vi mà ở mỗi đứa trẻ đều có,
tùy theo mức độ khác nhau. Cần coi trọng những yếu tố tự phát này, cần nuôi dưỡng
phát triển chúng trong dạy học.
Mặt tự giác của tính tích cực thể hiện chỗ tính tích cực có mục đích và đối tượng
rõ rệt, do đó có hoạt động để chiếm lĩnh đối tượng đó. Tính tích cực, tự giác thể hiện
ở óc quan sát, tính phê phán trong tư duy, trí tị mò khoa học. v.v...

11


Tính tích cực nhận thức phát sinh khơng phải chỉ từ nhu cầu nhận thức mà cả từ
những nhu cầu bậc thấp như nhu cầu sinh học, nhu cầu đạo đức; thẩm mĩ, nhu cầu
giao lưu văn hóa.v.v...

Hạt nhân cơ bản của tính tích cực nhận thức là hoạt động tư duy và tưởng tượng
của cá nhân được tạo nên do sự thúc đẩy của hệ thống nhu cầu đa dạng.
Tính tích cực nhận thức và tích cực học tập có liên quan chặt chẽ với nhau nhưng
khơng phải là một. Có một số trường hợp, có thể tích cực học tập thể hiện ở sự tích
cực bên ngồi, mà khơng phải là tích cực trong tư duy. Đó là điều cần chú ý khi đánh
giá tính tích cực nhận thức của HS [25].
1.1.2.3. Những biểu hiện và mức độ tích cực của học sinh
1.1.2.3.1. Biểu hiện của tính tích cực
Trong q trình dạy học người GV có thể phát hiện tính tích cực của HS dựa vào
các biểu hiện sau:
-

HS hăng hái tự nguyện tham gia vào mọi hình thức của hoạt động học tập.

-

HS nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề GV trình bày mà các
em chưa rõ.

-

HS hiểu bài, ghi nhớ tốt những điều đã học.

-

HS hứng thú, có ý chí quyết tâm vượt qua khó khăn trong học tập.

-

HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận

thức vấn đề mới.

-

HS mong muốn đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từ

những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngồi phạm vị bài học mơn học.
1.1.2.3.2. Mức độ tích cực của học sinh
Tùy vào việc huy động chủ yếu những chức năng tâm lý nào mà tính tích cực
hoạt động nhận thức của HS thể hiện ba mức độ từ thấp đến cao như sau:
-

Bắt chước: HS bắt chước hành động, thao tác của GV, của bạn cùng học.

Trong hành động bắt chước HS cũng phải chú ý quan sát, nhận xét, phân tích, tổng
hợp thơng tin để sau đó tái hiện lại.
-

Tìm tịi: HS tìm kiếm trong vốn kiến thức và phương pháp của mình để tự lực

giải quyết một hoặc một số vấn đề cụ thể được GV nêu ra.
12


- Sáng tạo: HS phát hiện vấn đề cần giải quyết hoặc tìm được cách giải mới khác
hơn, hay hơn, độc đáo hơn. Đây là mức độ tích cực cao nhất. Dĩ nhiên, mức độ sáng
tạo của mỗi HS là có giới hạn nhưng đó chính là nền tảng để phát triển óc sáng tạo về
sau này.
1.1.2.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực của HS
Trong q trình học tập, ở mỗi người học đều có biểu lộ tâm trạng chủ quan nhất

định có ảnh hưởng đến tính tích cực nhận thức. Chính trạng thái tâm lý học đó được
gọi là những nhân tố bên trong của sự phát triển nhân cách. Tuy nhiên, thực chất của
vấn đề là ở chỗ chỉ có tâm trạng tích cực bên trong của người học đối với học tập mới
chi phối tính tích cực nhận thực của nó. Cịn nếu khơng có tâm trạng đó thì thơng
thường người học có thái độ bàng quan và có sự thụ động trí tuệ trong những trường
hợp này, việc vận dụng những biện pháp ép buộc, phần lớn đều khơng mang lại kết
quả tích cực. Chính vì thế, GV phải hình thành ở người học tâm trạng tích cực đối
với học tập khêu gợi những kích thích bên trong của tính tích cực nhận thức. Để
người học nhận thức được rằng, học tập trở thành một nhu cầu không thể thiếu được
trong cuộc sống từ đó họ hứng thú và có động cơ đúng đắn trong học tập. Trên cơ sở
nhu cầu và hứng thú, sẽ hình thành động cơ học tập. “Nếu hứng thú là nhu cầu mang
màu sắc cảm xúc, thì động cơ là thái độ chủ quan của người học đối với học tập mà
cơ sở là mục đích được tự giác đặt ra”.
Vậy, vấn đề dạy học vật lý phải làm sao kích thích được hứng thú học tập của học
sinh, làm cho HS thấy được ý nghĩa của việc học vật lý đối với đời sống, thực tiễn và
đối với bản thân học sinh.
Vật lý là môn khoa học thực nghiệm nên sự hiểu biết không chỉ đơn thuần là
nắm được các công thức, khái niệm, sự suy diễn loogic mà phải có sự trải nghiệm
nhất định. Do đó đổi mới PPDH là hướng tới việc tạo điều kiện cho HS tự chiếm lĩnh
kiến thức thông qua hoạt động thực nghiệm, thông qua việc giải quyết các vấn đề
thực tế. Gần đây tư tưởng dạy học tích cực đã trở thành một chủ trương lớn của
nghành giáo dục nước ta. Vì vậy đã có nhiều cơng trình nghiên cứu đề xuất các biện
pháp nhằm phát huy tính tích cực của HS trong giờ lên lớp. Những biện pháp này có
thể tóm tắt như sau:

13


- Nội dung dạy học phải mới, cái mới ở đây không phải là quá xa lạ đối với học
sinh. Cái mới phải kế thừa và phát triển cái cũ, kiến thực phải có thực tiễn, gần gũi

với sinh hoạt, suy nghĩ hàng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thức của HS.
- Vận dụng và phối hợp các PPDH một cách hiệu quả, đặc biệt là các PPDH
tích cực như: PPDH nêu vấn đề, phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tác,
phương pháp phát triển hệ thống câu hỏi. Có như vậy mới khuyến khích tính tích cực,
tự lực và sáng tạo của HS trong học tập.
- Khởi động tư duy, gây hứng thú học tập cho học sinh. HS càng hứng thú học
tập bao nhiêu, thì việc tiếp thu kiến thức của các em càng chủ động tích cực bấy
nhiêu. Vì vậy cần chú ý đến việc tạo tình huống có vấn đề. Những vấn đề cần nhận
thức nên được làm bộc lộ đột ngột, bất ngờ nhằm gây ra sự xung đột tâm lý của HS
từ đó gây được sự tị mị, kích thích tính hiếu kỳ của HS.
- Kích thích tính tích cực của HS qua thái độ, cách cư xử giữa GV và HS.
động viên khen thưởng kịp thời khi có thành tích học tập tốt.
- Sử dụng nhiều phương tiện dạy học, đặc biệt ở các lớp dưới, dụng cụ trực quan
có tác dụng tốt trong việc kích thích hứng thú của HS.
- Luyện tập dưới nhiều hình thức khác nhau, vận dụng kiến thức vào thực tiễn,
vào các tình huống mới.
1.1.3. Khái niệm phần mềm dạy học vật lý
Theo từ điển tin học Anh - Việt, Nhà xuất bản Thanh niên 2000: "Phần mềm
(Software): Các chương trình hay thủ tục chương trình chẳng hạn như một ứng dụng,
tập tin, hệ thống, chương trình điều khiển thiết bị,... cung cấp các chỉ thị chương trình
cho máy tính".
Phần mềm là một bộ chương trình thực hiện một nhiệm vụ tương đối độc lập
nhằm phục vụ cho một ứng dụng cụ thể như quản lý hoạt động của máy tính hoặc áp
dụng máy tính trong các hoạt động kinh tế, quốc phịng, văn hóa, giáo dục, giải trí,...
Theo chúng tơi, PMDH là phần mềm được thiết kế nhằm hỗ trợ có hiệu quả cho
q trình dạy của GV và quá trình học của HS bám sát mục tiêu, nội dung chương
trình SGK.

14

Không phải phần mềm nào được đưa vào sử dụng trong dạy học thì được gọi là
PMDH, mà chỉ có thể nói đến việc khai thác những khả năng của phần mềm để hỗ
trợ cho QTDH mà thôi [13], [27].
PMDH hiện nay có nhiều và đa dạng, nhưng có thể chia làm ba loại: PMDH
được xây dựng dựa trên đối tượng sử dụng, nội dung các môn học và mục đích lý
luận dạy học.
PMDH là phương tiện dạy học hiện đại có tính năng ưu việt hơn so với các loại
phương tiện thơng dụng, là một chương trình được lập trình sẵn ghi vào đĩa CD; có
thể mang một lượng thông tin lớn, chọn lọc ở mức cần và đủ theo nhu cầu của nhiều
đối tượng; là nguồn cung cấp tài liệu phong phú đa dạng, hấp dẫn, gọn nhẹ, dễ bảo
quản, dễ sử dụng. PMDH có thể sử dụng những thành tựu hiện đại của công nghệ
truyền thông đa phương tiện vào QTDH để nâng cao tính trực quan sinh động, hấp
hẫn của tài liệu nghe nhìn.
PMDH vật lý là một PMDH được các chuyên gia tin học viết dựa trên cơ sở các
kiến thức vật lý, các hiểu biết hợp lý đã được các nhà sư phạm, nhà vật lý soạn sẵn,
có thể được GV và HS dùng vào việc dạy và học các kiến thức vật lý thơng qua máy
vi tính.
Một PMDH vật lý có chất lượng phải đảm bảo những tiêu chuẩn của một
PMDH. Trước hết phải đáp ứng một cách đầy đủ các yêu cầu sư phạm về nội dung,
hình thức và PP, ngồi ra phần mềm phải có lợi và phù hợp với nội dung chương
trình dạy học.
Nội dung PMDH vật lý phải đảm bảo tính khoa học, tính thực tiễn, tính thiết
thực, tính cập nhật của những kiến thức, kĩ năng theo mức độ quy định trong chương
trình vật lý. PMDH phải tạo điều kiện thuận lợi cho việc đổi mới PPDH, phát huy
tính tích cực chủ động trong HĐNT của từng HS; chú ý đến tính khoa học về hình
thức thao tác. Tính đơn giản, dễ sử dụng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tâm lí của đơng đảo người dùng.
PMDH góp phần đổi mới nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học.
Có khả năng trình bày một cách trực quan, tinh giản, dễ hiểu, giúp HS dễ dàng nắm
được nội dụng của chương trình. Mặt khác PMDH cung cấp thêm những tài liệu

phong phú, đa dạng dùng để tra cứu, tham khảo, đọc thêm, hệ thống hóa, luyện tập
15


theo các mức độ khác nhau, cung cấp những tài liệu cần thiết cho mỗi mơn học, thích
hợp với nhiều đối tượng HS cùng lứa tuổi.
PMDH phải là một thiết bị dạy học tổng hợp giúp GV, HS làm việc một cách dễ
dàng nhanh chóng, hiệu quả, tiết kiệm nhiều thời gian, cơng sức.
PMDH có thể biểu thị thơng tin dưới dạng văn bản, kí hiệu, đồ thị, bản đồ, hình
vẽ. Các tài liệu liên quan trong phần mềm được lựa chọn, thiết kế theo cách phối hợp
tối ưu nhằm tận dụng được thế mạnh của từng loại trong dạy học. Với đặc điểm gọn
nhẹ của PMDH, mỗi GV hay HS có thể dễ dàng có trong tay phương tiện để tự mình
chủ động thực hiện PPDH tích cực ở bất cứ nơi nào có máy tính. Ngày nay giao tiếp
với cơng nghệ đa phương tiện: âm thanh, hình ảnh, phim, đồ họa và văn bản được kết
hợp với nhau thành một chỉnh thể rất hấp dẫn với HS. PMDH phải đáp ứng yêu cầu
để cho GV lựa chọn các tài liệu trực quan cần cho từng phần của bài học. Nó cho
phép GV mơ phỏng, minh họa nhiều q trình, hiện tượng trong tự nhiên mà khơng
thể quan sát trực tiếp được trong điều kiện nhà trường, không thể hoặc khó có thể
thực hiện nhờ các phương tiện khác. PMDH có thể sao chép ra đĩa CD hoặc in ra giấy
một cách dễ dàng, ít tốn kém, tiết kiệm thời gian và cơng sức chuẩn bị. PMDH có thể
giúp HS tự tìm tri thức mới, tự ơn tập, tự luyện tập theo nội dung tùy chọn, thco các
mức độ tùy theo năng lực của HS.
Trong thời đại xã hội phát triển với tốc độ nhanh như hiện nay, việc dạy học
không chỉ hạn chế trong giờ học tại trường dưới sự hướng dẫn trực tiếp của GV mà
HS có thể tự học tại nhà. PMDH có thể giúp cho việc cá thể hóa cao độ, do nó có khả
năng mơ phỏng kiến thức cần trình bày một cách phù hợp với trình độ HS.
Ứng dụng cơng nghệ thơng tin nói chung và PMDH nói riêng có thể giúp đổi
mới được nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học; giúp HS học ở mọi
nơi, học ở mọi lúc, học suốt đời; giúp GV dạy cho mọi người với mọi trình độ tiếp
thu khác nhau.

PMDH có thể được sử dụng ở tất cả các khâu của QTDH. Tuy nhiên, cần cân
nhắc lựa chọn, phối hợp với các phương tiện dạy học khác để sử dụng đúng lúc, đúng
chỗ, đúng mức độ, cường độ, nhằm đạt hiệu quả dạy học cao, đáp ứng tốt các yêu
cầu về đổi mới mục tiêu, nội dung và PPDH.

16


PMDH có các chức năng mà các phương tiện dạy học khác khơng có. PMDH
giúp HS tự tìm tri thức mới, tự ôn tập, luyện tập theo nội dung tùy chọn, theo các
mức độ tùy thuộc vào năng lực của HS. Cho phép HS điều khiển máy tính và khuyến
khích HS đưa ra các quyết định phù hợp với yêu cầu học tập của HS.
1.1.4. Khả năng hỗ trợ của PMDH đối với vấn đề tích cực hóa HĐNT cho HS
Các PMDH, cùng với máy vi tính được sử dụng vào QTDH với tư cách là một
phương tiện dạy học. PMDH góp phần đổi mới PPDH, có nhiều khả năng vận dụng
vào các PP dạy học khác nhau, nhất là các PPDH theo hướng phát huy tính tích cực,
độc lập, sáng tạo trong HĐNT của HS (như PP tìm tịi, nghiên cứu, chương trình
hố...), đồng thời đảm bảo cho HS làm quen với PP khoa học, hình thành kỹ năng kỹ
xảo tự lực tìm kiếm và chiếm lĩnh thơng tin, tri thức mới, khả năng thích ứng cao với
sự phát triển của xã hội trong thời đại thông tin. PMDH có tác dụng hỗ trợ nhiều mặt
trong hoạt động dạy và học (như giảm bớt những công việc lao động chân tay cho
GV, dễ dàng thuận tiện trong việc giám sát kiểm tra, đánh giá chất lượng học tập của
HS, kích thích, hứng thú, tăng cường tính trực quan...).
Với các hiện tượng, q trình vật lý vi mơ, để tạo điều kiện cho HS có thể tham
gia vào hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức thì khơng thể thiếu được sự hỗ trợ của
các phần mềm mô phỏng.
Tùy vào mục đích sư phạm mà người ta có thể viết phần mềm mô phỏng cho phù
hợp với từng giai đoạn hoạt động của HS. Ở giai đoạn đầu, phần mềm có thể cho
chạy tự động để minh họa hiện tượng, tạo tình huống có vấn đề nhằm chuyển giao
nhiệm vụ cho HS. Với các q trình có diễn biến nhanh và phức tạp như các chuyển

động cong, dao động, phần mềm mơ phỏng giúp HS có được cái nhìn sơ bộ về sự
biến đổi của từng đại lượng để từ đó định hướng được cho những hành động tiếp
theo nhằm giải quyết vấn đề. Sau khi HS đã ý thức được vấn đề, ở pha hoạt động tự
chủ, tìm tịi giải quyết vấn đề, phần mềm mơ phỏng có thể được xây dựng để HS
nghiên cứu tương tự như tiến hành thí nghiệm thực và qua đó giúp HS đưa ra giả
thuyết. Hỗ trợ HS trong việc thiết kế các thí nghiệm trong thực tế nhằm kiểm tra giả
thuyết.
Hỗ trợ HS hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức đòi hỏi phải có các phương tiện
dạy học giúp HS có thể nhanh chóng thu thập được dữ liệu thực nghiệm, vẽ được đồ
17


thị biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng làm cơ sở cho hoạt động tư duy như
phân tích, so sánh, khái qt hóa và dự đốn xây dựng giả thuyết.
Với một phần mềm được xây dựng để thực hiện các chức năng đó, trong dạy học
chúng ta có thể sử dụng nó để hỗ trợ cho q trình HĐNT của HS một cách có hiệu
quả khi nghiên cứu các q trình cơ học có diễn biến nhanh, nhất là các chuyển động
cong như chuyển động ném ngang, ném xiên và dao động cơ học.
Tóm lại, PMDH với tư cách là một phương tiện dạy học có những khả năng hỗ
trợ rất đa dạng và phong phú đối với vấn đề tích cực hóa HĐNT của HS, đây cũng
chính là mục tiêu của đổi mới PPDH vật lý hiện nay.
1.2. Tổng quan về phần mềm Interactive Physics [14]
1.2.1. Đặc điểm và các chức năng cơ bản của Interactive Physics
Interactive Physics là một phần mềm mô phỏng chuyên dụng: được sử dụng
trong lĩnh vực kỹ thuật, cơng nghiệp và có thể được sử dụng một cách có hiệu quả
trong dạy học vật lý. IP là một PMDH được thiết kế theo quan điểm vi thế giới, gọn
nhẹ, có thể hoạt động trên tất cả các loại máy vi tính thơng thường, có nhiều tính
năng và dễ sử dụng. Tuy nhiên, để có thể sử dụng một cách có hiệu quả thì địi hỏi
người sử dụng phải có một trình có tiếng Anh và Tin học tương đối khá. Với IP
người sử dụng có thể thiết kế các thí nghiệm mơ phỏng sinh động, hấp dẫn, những

hiện tượng trong tự nhiên như được thu nhỏ lại trên màn hình, có thể sử dụng để giải
các bài tập vật lý, giúp HS nắm bắt được các khái niệm, tính chất sự vật một cách chủ
động và linh hoạt hơn khi vận dụng vào thực tế cuộc sống.
Phần mềm IP cho phép phân tích thiết kế, đo đạc các đại lượng vật lý của bất kì
đối tượng nào trong hệ thống. Kết quả cho được dưới dạng vectơ, giá trị số hay đồ
thị. IP cho phép thay đổi các thông số của các thành phần trong mỗi lần chạy mô
phỏng. Khi thiết kế, nếu thông số không phù hợp hiện tượng vật lý thì chương trình
sẽ thơng báo lỗi cụ thể để có thể điều chỉnh.
Trong phần mềm IP có thư viện hình ảnh, âm thanh rất đa dạng và phong phú.
GV chỉ việc lựa chọn hình ảnh, âm thanh phù hợp để đưa vào thiết kế, không tốn
nhiều thời gian cho việc tìm kiếm. Việc đưa hình ảnh và âm thanh vào các mơ phỏng
sẽ làm tăng tính trực quan sinh động. Những bộ phận phụ trong mơ phỏng có thể đ-

18


ược ẩn giấu để người học có cảm giác như đang dùng các phương tiện thơng dụng để
tìm kiếm các thơng tin cần thiết.
IP có thể được sử dụng trong việc kết hợp với các phần mềm khác để tạo ra giáo
án điện tử, kết hợp với các PPDH một cách linh hoạt nhằm phát huy tính tích cực chủ
động học tập của HS.
IP cịn có thể được sử dụng để dạy học đối với HS phổ thông và cả sinh viên đại
học. Mặt khác, nó có khả năng hỗ trợ cho nhiều hình thức học tập: trên lớp, ở nhà,
theo nhóm...
1.2.2. Khởi động Interactive Physics, thiết kế các mơ phỏng
1.2.2.1. Cài đặt, khởi động Interactive Physics
Muốn sử dụng Interactive Physics, trước hết phải cài đặt đĩa phần mềm IP vào
trong máy hoặc cũng có thể copy phần mềm từ một máy khác. Sau đó, có thể khởi
động IP bằng các cách sau:
Cách 1: Từ Start → All Program → Interactive Physics → Interactive Physics.

Cách 2: Từ My Computer → Ổ đĩa C → Program Files → Interactive Physics
→ IP.
Cách 3: Kích đúp chuột trái vào biểu tượng IP trên màn hình Windows.
1.2.2.2. Khảo sát giao diện của Interactive Physics

Thanh cơng cụ Khơng gian biểu diễn
Đối tượng
thí nghiệm

Thanh thực đơn

Các công cụ
liên kết

Thanh toạ độ

Thanh điều khiển mô phỏng

Thước

Thước
ước

19


Hình 1.1
Màn hình của IP gồm các phần sau:
- Thanh thực đơn: chứa các menu điều khiển.

- Thanh công cụ:

Chứa các lệnh chuẩn điều khiển các hoạt động trong mô phỏng cũng như trong
IP như: Tạo flle mới (
), dán (

), in (

), mở các files có sẵn (
), trợ giúp (

), lưu flle (

), arrow tool (

), cắt (

), copy (

) biểu tượng này luôn nổi khi

mở một file mới cho phép đặt con trỏ ở chế độ hoạt động (con trỏ có dạng mũi tên)
mà ta có thể lựa chọn đánh dấu... các đối tượng, quay (
), thu nhỏ (
(

), Zoom to extents (

), văn bản (

), chạy mô phỏng (

), đặt mô phỏng lại trạng thái cũ (

), phóng to (

), dừng mơ phỏng

).

- Workspace: khơng gian để tạo ra và biểu diễn thí nghiệm mơ phỏng.
- Thanh tọa độ:
- Thanh điều khiển mô phỏng:

giúp theo dõi

quá trình mơ phỏng nhờ đó có thể tiến hoặc lùi mơ phỏng vào bất kì lúc nào.
- Thanh các đối tượng: ở bên trái màn hình, gồm các đối tượng có dạng: hình
trịn (

), hình vng (

), hình chữ nhật (

), hình đa giác (

), đa giác cong (

). Để tạo ra các đối tượng hình trịn (Circle), hình vng (Square), hình chữ nhật
(Rectangle), chỉ cần kích vào biểu tượng của nó trên thanh cơng cụ sau đó kích vào

vùng không gian làm việc và kéo. Đối với các đối tượng hình đa giác (Polygon), đa
giác cong (Curved Polygon), trước tiên cũng kích vào biểu tượng của nó trên thanh
cơng cụ tiếp theo kích một điểm trong khơng gian làm việc để tạo đỉnh thứ nhất, tiếp
tục kích chuột vào các vị trí khác để tạo các đỉnh tiếp theo. Kết thúc bằng cách kích
lại vào điểm ban đầu hoặc kích đúp tại điểm cuối. Mỗi đối tượng có các thơng số xác
định tính chất hoạt Động của nó khi chạy mô phỏng. Ban đầu, giá trị của các thông số

20


này được mặc định. Khi một đối tượng được tạo ra, chúng ta có thể thay đổi các tính
chất, sự xuất hiện cũng như các ràng buộc của nó.
- Các cơng cụ liên kết (ràng buộc) trong IP gồm có:
+ Mỏ neo (

): dùng để cố định vật.

+ Point (điểm): gồm có Round Point (Điểm trịn
vng

) và Square Point (Điểm

). Chúng được dùng để nối (thay cho việc dùng công cụ nối). Ta sử dụng

Điểm tròn cho cách nối Chốt (Pin jont), Điểm vuông cho cách nối Cứng (Rigid joint).
+ Pin joint (Nối chốt
+ Rigid joint (Nối cứng

): cho phép nối quay hai vật.
): cho phép nối cố định hai vật thể với nhau. Muốn

tạo ra được các mối nối Pin joint và Rigid join, trước hết chồng các vật muốn liên kết
lên nhau rồi kích vào biểu tượng Pin joint (

), Rigid joint (

) trên thanh cơng cụ.

Sau đó, kích vào nơi muốn đặt mối nối trong phần chồng lên nhau giữa các vật. Nếu
có vài vật chồng lên nhau thì chỉ có hai vật đầu là sẽ được nối với nhau.
+ Slot (Rãnh): gồm có Straight (Rãnh thẳng) với hai kiểu Rãnh ngang (
Rãnh Dọc (

) và Curved Slot (Rãnh cong) là Curved Slot (Rãnh Cong

Curved Slot (Rãnh Cong Kín

),

), Closed

). Slots được sử dụng kết hợp với Points để hình

thành các Slot joints (Nối Rãnh). Chẳng hạn, ta có thể gắn một phần tử Rãnh với nền,
gắn một phần tử Điểm với vật và như vậy, Slot joint đã nối vật và nền với nhau. Có
các Nối Rãnh sau:
* Nối Rãnh thẳng Straight Slot joints là Pin Slot joint ngang (
joint dọc (

), cho phép một vật trượt và quay đối với chi tiết của vật khác. Keyed

Slot joint ngang (Nối Rãnh Cứng ngang
dọc

) và Pin Slot

), Keyed Slot joint dọc (Nối Rãnh Cứng

), cho phép một vật trượt chứ không quay được đối với chi tiết của vật khác.
* Curved Slot joint (Nối Rãnh Cong

Cứng kín

), Closed Curved Slot joint (Nối Rãnh

). Để tạo ra các Curved Slot joint, trước tiên, kích vào biểu tượng

Curved Slot joint trên thanh cơng cụ rồi kích vào điểm mà ta cần nối trên vật, vật này
21


chuyển động trên Slot. Sau đó, kích những điểm điều khiển ta cần để tạo ra Slot Kích
đúp tại điểm điều khiển cuối để hoàn thành Slot.
Lưu ý là ta có thể phá rời mối nối hoặc kết hợp lại bằng nút lệnh Split (
hay joint (

)

) trên thành công cụ.

+ Rope (Dây thừng

): giới hạn khoảng cách giữa hai vật, không tác dụng

lực lên vật khi dây thừng lỏng, nhưng sẽ tác dụng lực cực đại khi nó bị kéo căng.
+ Spring (Lò xo

): tác dụng lực phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai điểm

cuối của nó tức độ biến dạng của lị xo, khơng tác dụng lực khi khoảng cách này bằng
độ dài nghỉ của lò xo (lò xo không bị nén hoặc giãn)
+ Rod (dây

): tác dụng lực vào hai điểm của vật để giữ cho chiều dài cố định.

Trong cửa sổ thuộc tính, có thể thay đổi chiều dài hiện thời của dây.
+ Separator (Dây phân cách

): như dây thừng nhưng nó hoạt động theo

hướng đối diện, không tác dụng lực khi khoảng cách giữa hai endpoint lớn hơn
khoảng cách giữa hai vật.
+ Damper (Bộ phận tắt dao động hay bộ phận hãm

): tác dụng lực phụ

thuộc vào sự khác nhau về vận tốc của hai endpoint của nó, khơng tác dụng lực nếu
các endpoint có cùng vận tốc.
+ Damped Spring (Hãm lò xo

): là sự kết hợp của lị xo và bộ phận hãm, có

lực tác dụng bằng tổng các lực của lò xo và thành phần hãm, có thể thay đổi chiều dài
và hệ số tắt dần.
+ Actuator (Cần kích hay bộ phận truyền động

): là một ràng buộc vạn

năng, sử dụng mọi tác động cần thiết để duy trì trình diễn có ràng buộc. Có bốn loại:
lực, chiều dài, vận tốc và gia tốc.
+ Force (Lực

): không giống các ràng buộc khác, một lực chỉ xác định tại

một điểm và phải được gắn với vật có bất cứ ảnh hưởng nào trong mơ phỏng.
Rope, Spring, Rod, Separator, Damper, Damped Spring, Actuator được gọi
chung là Linear Constraint (Ràng buộc tuyến tính), tác dụng lực tuyến tính tại những
điểm liên kết. Ta dễ dàng tạo ra các Linear Constraints bằng cách trước tiên kích vào
22


biểu tượng ràng buộc ta cần rồi kích tại vị trí ta muốn có endpoint đầu tiên sau đó
kích vào vị trí endpoint thứ hai.
+ Motor (Mơ tơ

): là ràng buộc để duy trì sự quay giữa các vật.

+ Rotational Spring (Lò xo quay

): tác dụng một lực quay phụ thuộc vào sự

khác nhau trong sự quay của hai vật gắn với endpoint. Ta có thể thay đổi hệ số của lò
xo và kiểu lò xo.
+ Rotational Damper (Bộ hãm quay

): tác dụng một lực hãm phụ thuộc

vào vận tốc góc của hai vật gắn với hai endpoint. Ta có thể thay đổi hệ số của
Damper và kiểu Damper.
Motor, Rotational Spring, Rotational Damper được gọi chung là Rotational
Constraints (Ràng buộc quay), tác dụng lực quay tại các điểm liên kết. Để tạo ra
Rolational Constraint chỉ cần kích vào biểu tượng của nó trên thanh cơng cụ rồi kích
vào nơi ta muốn đặt ràng buộc.
+ Torque (Moment quay

): là một lực quay cưỡng bức có tác dụng đẩy hoặc

kéo vật làm cho vật quay một góc. Nó chỉ làm việc trên những vật đơn lẻ.
+ Gear (Bánh răng

): là công cụ ràng buộc giữa hai vật mà sự quay của

chúng phụ thuộc lẫn nhau, làm hai vật trở nên ăn khớp với nhau, có sử dụng một sợi
dây gắn sẵn. Ta có thể tạo sự ràng buộc bằng Gears như sau: Trước tiên, tạo hai vật
trong không gian làm việc (thông thường chúng có hình trịn), gắn một trong hai vật
với nền (Background) bằng Pin Joint rồi kích vào biểu tượng Gear trên thanh cơng
cụ. Sau đó, kích vào vật thứ nhất và kéo đến vật thứ hai.
+ Pulley (Ròng rọc

): dùng để nối các vật với nhau, nó như một sợi dây đi

qua nhiều điểm cố định và hai điểm cuối. Ta có thể gắn mỗi điểm của Rịng rọc với
nền (Background) hoặc vật. Phải có ít nhất một vật để nối với rịng rọc. Để sử dụng
rịng rọc, kích vào biểu tượng của rịng rọc trên thanh cơng cụ rồi kích cơng cụ rịng
rọc này vào vật để tạo điểm bắt đầu của rịng rọc. Tiếp theo, kích vào nền để tạo
những điểm khác trên rịng rọc, kích đúp tại điểm cuối cùng hoặc nhấn một phím bất
kì sẽ hồn thành việc tạo một rịng rọc.
1.2.2.3. Các thành phần của thanh Menu
23