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
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH


NGÔ SỸ HOÀNG

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

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

: 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƢỜI HƢỚNG 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 đƣợc sự giúp đỡ nhiệt tình
của các thầy giáo, cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè và ngƣời thân. Với những tình
cảm chân thành và trân trọng nhất, tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Mai Văn
Trinh, ngƣời trực tiếp hƣớng 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 trƣờng Đại học Vinh, Lãnh đạo trƣờng 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

:

Đối chứng

CNTT

:

Công nghệ thông tin

GV

:

Giáo viên

HĐNT

:

Hoạt động nhận thức

HS

:

Học sinh

IP

:

Interactive Physics

PMDH

:

Phần mềm dạy học

PP

:

Phƣơng pháp

PPDH

:

Phƣơng pháp dạy học

QTDH

:

Q trình dạy học

SGK

:

Sách giáo khoa

THPT

:

Trung học phổ thơng

TNMP

:

Thí nghiệm mô phỏng

TN

:

Thực nghiệm

TNSP

:

Thực nghiệm sƣ phạm

1


MỤC LỤC
Trang phụ bìa......................................................................................................

i

Lời cảm ơn..........................................................................................................

ii

Danh mục các từ viết tắt.....................................................................................

1

Mục lục...............................................................................................................

2

MỞ ĐẦU............................................................................................................

5

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

5

2. Mục tiêu của đề tài .........................................................................................

7

3. Giả thuyết khoa học .......................................................................................

7

4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài ....................................................................

7

5. Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................................

8

6. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................

8

7. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài................................................................

8

8. Cấu trúc luận văn ...........................................................................................

9

9. Những đóng góp của luận văn .......................................................................

9

NỘI DUNG
Chƣơng 1. PHẦN MỀM INTERACTIVE PHYSICS VÀ VẤN ĐỀ ĐỔI MỚI
PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
................................................................................................................................ 10
1.1. Khả năng hỗ trợ của phần mềm dạy học vật lý đối với vấn đề đổi mới
phƣơng pháp dạy học .........................................................................................

10

1.1.1. Phƣơng pháp dạy học vật lý theo định hƣớng đổi mới ............................

10

1.1.2. Vấn đề tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh ..........................

12

1.1.3. Khái niệm phần mềm dạy học vật lý .......................................................

15

1.1.4. Khả năng hỗ trợ của PMDH đối với vấn đề tích cực hóa HĐNT cho HS

18

1.2. Tổng quan về phần mềm Interactive Physics .............................................

19

1.2.1. Đặc điểm và các chức năng cơ bản của Interactive Physics ....................

19

1.2.2. Khởi động Interactive Physics, thiết kế các mô phỏng ........... ...............

20

1.2.3. Khả năng hỗ trợ của phần mềm Interactive Physics đối với việc tổ chức

2


HĐNT cho học sinh trong dạy học vật lý ..........................................................

31

1.3. Khai thác các chức năng của phần mềm Interactive Physics .....................

32

1.3.1. Một số thao tác và chỉnh sửa cơ bản trong mô phỏng .............................

32

1.3.2. Các bƣớc để thiết kế một thí nghiệm mơ phỏng ......................................

36

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

39

Chƣơng 2. THIẾT KẾ BÀI GIẢNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM
INTERACTIVE PHYSICS ................................................................................. 42
2.1 Nội dung kiến thức chƣơng “Động học chất điểm” trong chƣơng trình vật
lý lớp. 10 THPT..................................................................................................

42

2.1.1 Đặc điểm ...................................................................................................

42

2.1.2 Chuẩn kiến thức, kỹ năng .........................................................................

42

2.2. Quy trình thiết kế bài dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm Interactive
Physics ...............................................................................................................

46

2.2.1. Xác định mục tiêu của bài dạy học ..........................................................

46

2.2.2. Lựa chọn kiến thức cơ bản, trọng tâm và sắp xếp theo một cấu trúc
thích hợp ............................................................................................................

46

2.2.3. Xác định các phƣơng pháp dạy học .........................................................

47

2.2.4. Chuẩn bị các thí nghiệm mơ phỏng trên phần mềm Interactive Physic...

47

2.2.5. Xác định hình thức tổ chức các hoạt động học tập cho HS ....................

48

2.2.6. Xác định hình thức và nội dung củng cố, vận dụng ................................

48

2.2.7. Xác định nội dung và phƣơng pháp hƣớng dẫn về nhà cho HS ..............

48

2.3. Thiết kế bài dạy với sự hỗ trợ của phần mềm Interactive Physics .............

58

2.3.1. Chuyển động thẳng ..................................................................................

48

2.3.2. Chuyển động tròn đều .............................................................................

49

2.3.3. Sự rơi tự do ..............................................................................................

49

2.4. Thiết kế bài dạy với sự hỗ trợ của phần mềm Interactive Physics

50

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

68

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

69

3


3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm ......................................

69

3.1.1. Mục đích ..................................................................................................

69

3.1.2. Nhiệm vụ .................................................................................................

69

3.2. Đối tƣợng và nội dung của TNSP ...............................................................

69

3.2.1. Đối tƣợng .................................................................................................

69

3.2.2. Nội dung ..................................................................................................

70

3.3. Phƣơng pháp TNSP ....................................................................................

70

3.3.1 Chọn mẫu TN ...........................................................................................

70

3.2.2. Quan sát giờ học ......................................................................................

70

3.3.3. Bài kiểm tra ..............................................................................................

71

3.4. Kết quả TNSP .............................................................................................

71

3.4.1. Kết quả định tính .....................................................................................

71

3.3.2. Kết quả định lƣợng .................................................................................

72

3.3.3. Kiểm định giả thuyết thống kê .................................................................

76

Kết luận chƣơng 3 ..............................................................................................

77

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

79

Một số kiến nghị

72

TÀI LIỆU THAM KHẢO

73

PHỤ LỤC

4


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 nƣớc ta với cộng đồng quốc tế. Việc nƣớc
ta đã gia nhập vào tổ chức thƣơng 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 ngƣời 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 phƣơng tiện mới và hiện đại, chủ động đƣa ra những cách thức tốt nhất
để chiếm lĩnh tri thức, có ý thức vƣơn 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 nƣớc nhanh, hiệu quả, bền vững, đúng
định hƣớng thì nguồn lực con ngƣời là yếu tố cơ bản. Muốn xây dựng nguồn lực
con ngƣời, 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 nƣớc, 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 nhƣ Chỉ thị 58-CT/TW của Bộ Chính trị ngày
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].
Trƣớc bối cảnh đó, đổi mới phƣơng pháp dạy học là cần thiết. Nghị quyết hội
nghị lần 2 Ban chấp hành Trung ƣơng 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].

5


Trong thơng báo kết luận của Bộ Chính Trị về tiếp tục thực hiện Nghị quyết
Trung ƣơng 2 (khóa VIII) và phƣơng hƣớng 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 đƣợc Quốc hội khóa XI,
Kỳ họp thứ 7 thơng qua ngày 14 tháng 6 năm 2005 21].
Chiến lƣợc 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 thông 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 đƣợc 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 trƣởng 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].
Hiện nay, sự phát triển của CNTT đã mở ra triển vọng to lớn trong việc đổi mới
phƣơng pháp dạy học. Hầu hết các trƣờng đều đƣợc trang bị máy vi tính, phịng học
CNTT, kết nối Internet… Máy vi tính đƣợc sử dụng trong dạy học để hỗ trợ đƣợc
các nhiệm vụ cơ bản của quá trình dạy học (QTDH) và nhất là hỗ trợ đắc lực cho
việc dạy và học chƣơng trình mới theo hƣớng tích cực hóa ngƣời 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 hƣớng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo
trong hoạt động nhận thức của học sinh [16], [17], [24].

6


Vật lý học là một khoa học thực nghiệm. Vì vậy, trong q trình dạy học, GV
cần tích cực dùng thí nghiệm và các phƣơng tiện dạy học khác nhau nhằm tái tạo

quá trình tìm kiếm tri thức vật lý, kiểm chứng tính đúng đắn của các định luật, giải
thích các hiện tƣợng 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 nhƣ: CABRIGéomètre, Brad's physics, PAKMA, Working Model, Crocodile Physics, Interactive
Physics... Trong nhóm các phần mềm mô 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 tƣợng, 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 thơng tin... Nhờ đó HS sẽ hứng thú hơn, hoạt động nhận
thức có hiệu quả hơn, từ đó góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học ở trƣờng phổ
thông. Để tạo nguồn tƣ liệu tham khảo, hỗ trợ việc dạy và học cho GV và HS, đáp
ứng xu hƣớng vận dụng công nghệ thông tin và đổi mới phƣơng 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 hƣớng 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 chƣơng “Động học chất điểm”, thuộc chƣơng trình Vật lý lớp 10 trung học phổ
thơng (THPT) nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức cho học sinh từ đó nâng cao
chất lƣợng dạy học.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế các thí nghiệm mô phỏng trên IP và sử dụng chúng vào dạy học
nội dung chƣơng “Động học chất điểm” chƣơng trình Vật lý 10 THPT một cách
hợp lý thì sẽ góp phần làm đổi mới phƣơng pháp dạy học theo hƣớng tích cực hóa
hoạt động nhận thức của học sinh, từ đó nâng cao chất lƣợng dạy - học vật lý ở
trƣờng trung học phổ thông.
7

4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu lý luận về dạy học vật lý.
- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chƣơng 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 mô phỏng với IP.
- Tiến hành thực nghiệm sƣ 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 tƣợng nghiên cứu
- Quá trình dạy học vật lý ở trƣờng phổ thông.
- 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 chƣơng “Động học chất điểm” thuộc chƣơng
trình vật lý 10 THPT.
Phần thực nghiệm sƣ phạm sẽ đƣợc tiến hành ở trƣờng THPT Nghi Lộc 3 –
Nghệ An.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài
Để hoàn thành tốt các nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài, chúng tôi sử dụng các
phƣơng pháp sau đây:
7.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết
- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nƣớc cùng với các chỉ
thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới phƣơng pháp dạy học hiện nay ở
nhà trƣờng phổ thông.
- Nghiên cứu lý luận về dạy học vật lý; nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chƣơng
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 chƣơng “Động
học chất điểm” vật lý lớp 10 và sử dụng chúng trong dạy học nhằm đánh giá các

8


khả năng hỗ trợ của phần mềm này trong QTDH vật lý ở trƣờng trung học phổ
thông.
7.3 Thực nghiệm sƣ phạm
Tiến hành dạy một số tiết học có sử dụng TNMP thiết kế trên phần mềm IP
chƣơng “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 tốn học
Sử dụng phƣơng pháp thống kê tốn học để trình bày kết quả thực nghiệm sƣ
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 nhƣ sau:
- Phần mở đầu
- Phần nội dung
Chƣơng 1: Phần mềm Interactive Physics và vấn đề đổi mới phƣơng pháp dạy
học vật lý ở trƣờng trung học phổ thông.
Chƣơng 2: Thiết kế bài giảng với sự hỗ trợ của phần mềm Interactive Physics.
Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm
- Phần kết luận
- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục
9. Những đóng góp của luận văn
- Góp phần làm sáng tỏ những cơ sở lý luận của đổi mới phƣơng pháp dạy học
và vấn đề đổi mới phƣơng pháp dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm dạy học vật lý.
- Hƣớng dẫn cách khai thác và sử dụng phần mềm IP để thiết kế các thí nghiệm

mơ phỏng thuộc chƣơng “Động học chất điểm” vật lý lớp 10.
- Thiết kế một số bài dạy học trong chƣơng “Động học chất điểm” vật lý lớp 10
với sự hỗ trợ của phần mềm IP.

9


Chương 1
PHẦN MỀM INTERACTIVE PHYSICS VÀ VẤN ĐỀ ĐỔI MỚI
PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƢỜNG
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
1.1. Khả năng hỗ trợ của phần mềm dạy học vật lý đối với vấn đề đổi mới
phƣơng pháp dạy học
1.1.1. Phƣơng pháp dạy học vật lý theo định hƣớng đổi mới
Phƣơng 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 đƣờng, cách thức hoạt động để đạt mục đích. Nói phƣơng pháp biện
chứng, phƣơng pháp thực nghiệm, phƣơng pháp khảo sát thực tế là nói tới phƣơng
pháp với ý nghĩa cách thức (kiểu) nhận thức. Nhƣng nói làm việc có phƣơng pháp,
phƣơng pháp nghiên cứu, phƣơng pháp học tập, phƣơng pháp dạy học... Lại là nói
phƣơng pháp với ý nghĩa hệ thống các cách thức làm việc, nghiên cứu, học tập, dạy
học... Với ý nghĩa rộng nhƣ vậy, phƣơng pháp là một phƣơng diện rất quan trọng
của cuộc sống.
Có nhiều định nghĩa khác nhau về PPDH, sau đây là một vài định nghĩa thƣờng
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]
Theo Nguyễn Ngọc Quang: “PPDH là cách thức làm việc của thầy và của trò
trong sự phối hợp thống nhất và dƣới 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 tƣơng tác giữa thầy và trò nhằm giải
quyết các nhiệm vụ giáo dƣỡng, 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 tƣơng hỗ giữa thầy và trị
nhằm đạt đƣợc mục đích dạy học. Hoạt động này đƣợc thể hiện trong việc sử dụng

10


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 chƣa có ý kiến thống nhất về
định nghĩa khái niệm PPDH nhƣng nhìn chung, có thể định nghĩa nhƣ 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 thƣờng 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 ngƣời GV. Nó
quyết định đến hiệu quả của việc dạy học. Khơng có một PPDH nào đƣợc 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.
Ngƣời thầy đóng vai trị là ngƣời tổ chức, chỉ đạo, hƣớng dẫn HS tự tìm kiếm tri
thức, dạy HS phƣơng pháp học; tổ chức, kiểm tra, định hƣớng 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 đƣợc 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.
Tƣ tƣởng cơ bản của đổi mới PPDH nói chung cũng nhƣ đổi mới PPDH vật lý
nói riêng là phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; bồi dƣỡng
PP tự học; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình

11


cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS; đƣa HS vào vị trí chủ thể của q
trình nhận thức.
Việc đổi mới PPDH đòi hỏi phải thực hiện chức năng mới của GV và HS, khác
với kiểu dạy học truyền thống. Điều này phải đƣợc 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 ngƣời học từ thụ động thành chủ động, từ đối tƣợng 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 sôi 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
dƣỡng phát triển chúng trong dạy học.
Mặt tự giác của tính tích cực thể hiện chỗ tính tích cực có mục đích và đối
tƣợng rõ rệt, do đó có hoạt động để chiếm lĩnh đối tƣợng đó. Tính tích cực, tự giác
thể hiện ở óc quan sát, tính phê phán trong tƣ duy, trí tị mị khoa học. v.v...
Tính tích cực nhận thức phát sinh khơng phải chỉ từ nhu cầu nhận thức mà cả từ
những nhu cầu bậc thấp nhƣ nhu cầu sinh học, nhu cầu đạo đức; thẩm mĩ, nhu cầu
giao lƣu văn hóa.v.v...
Hạt nhân cơ bản của tính tích cực nhận thức là hoạt động tƣ duy và tƣởng tƣợng
của cá nhân đƣợc 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
nhƣng không phải là một. Có một số trƣờng hợp, có thể tích cực học tập thể hiện ở
sự tích cực bên ngồi, mà khơng phải là tích cực trong tƣ 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

12


1.1.2.3.1. Biểu hiện của tính tích cực
Trong q trình dạy học ngƣời 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, địi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề GV trình bày mà
các em chƣa rõ.

-

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

-

HS hứng thú, có ý chí quyết tâm vƣợt 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 thơng tin mới lấy từ

những nguồn khác nhau, có khi vƣợt 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 nhƣ sau:
-

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

Trong hành động bắt chƣớc 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 phƣơng pháp của mình để tự lực
giải quyết một hoặc một số vấn đề cụ thể đƣợc GV nêu ra.

- Sáng tạo: HS phát hiện vấn đề cần giải quyết hoặc tìm đƣợc 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 nhƣng 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 quá trình học tập, ở mỗi ngƣời học đều có biểu lộ tâm trạng chủ quan
nhất định có ảnh hƣởng đến tính tích cực nhận thức. Chính trạng thái tâm lý học đó
đƣợc 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 ngƣời học đối với
học tập mới chi phối tính tích cực nhận thực của nó. Cịn nếu khơng có tâm trạng đó
13


thì thơng thƣờng ngƣời học có thái độ bàng quan và có sự thụ động trí tuệ trong
những trƣờng 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 ngƣời học tâm
trạng tích cực đối với học tập khêu gợi những kích thích bên trong của tính tích cực
nhận thức. Để ngƣời học nhận thức đƣợc rằng, học tập trở thành một nhu cầu khơng
thể thiếu đƣợc 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 ngƣời học
đối với học tập mà cơ sở là mục đích đƣợc tự giác đặt ra”.
Vậy, vấn đề dạy học vật lý phải làm sao kích thích đƣợc hứng thú học tập của học
sinh, làm cho HS thấy đƣợc 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 đƣợc các công thức, khái niệm, sự suy diễn loogic mà phải có sự trải nghiệm
nhất định. Do đó đổi mới PPDH là hƣớng 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 tƣ tƣởng dạy học tích cực đã trở thành một chủ trƣơng lớn của

nghành giáo dục nƣớc 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 nhƣ sau:
- 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 nhƣ: PPDH nêu vấn đề, phƣơng pháp thực nghiệm, phƣơng pháp tƣơng tác,
phƣơng pháp phát triển hệ thống câu hỏi. Có nhƣ vậy mới khuyến khích tính tích
cực, tự lực và sáng tạo của HS trong học tập.
- Khởi động tƣ 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

14


thức nên đƣợc làm bộc lộ đột ngột, bất ngờ nhằm gây ra sự xung đột tâm lý của HS
từ đó gây đƣợc sự tị mị, kích thích tính hiếu kỳ của HS.
- Kích thích tính tích cực của HS qua thái độ, cách cƣ xử giữa GV và HS.
động viên khen thƣởng kịp thời khi có thành tích học tập tốt.
- Sử dụng nhiều phƣơng tiện dạy học, đặc biệt ở các lớp dƣới, dụng cụ trực
quan có tác dụng tốt trong việc kích thích hứng thú của HS.
- Luyện tập dƣới 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 chƣơng trình hay thủ tục chƣơng trình chẳng hạn nhƣ một ứng
dụng, tập tin, hệ thống, chƣơng trình điều khiển thiết bị,... cung cấp các chỉ thị
chƣơng trình cho máy tính".

Phần mềm là một bộ chƣơng trình thực hiện một nhiệm vụ tƣơng đối độc lập
nhằm phục vụ cho một ứng dụng cụ thể nhƣ 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 đƣợc 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 chƣơng
trình SGK.
Khơng phải phần mềm nào đƣợc đƣa vào sử dụng trong dạy học thì đƣợc gọi là
PMDH, mà chỉ có thể nói đến việc khai thác những khả năng của phần mềm để hỗ
trợ cho QTDH mà thơi [13], [27].
PMDH hiện nay có nhiều và đa dạng, nhƣng có thể chia làm ba loại: PMDH
đƣợc xây dựng dựa trên đối tƣợng sử dụng, nội dung các mơn học và mục đích lý
luận dạy học.
PMDH là phƣơng tiện dạy học hiện đại có tính năng ƣu việt hơn so với các loại
phƣơng tiện thông dụng, là một chƣơng trình đƣợc lập trình sẵn ghi vào đĩa CD; có
thể mang một lƣợng thơng tin lớn, chọn lọc ở mức cần và đủ theo nhu cầu của nhiều
đối tƣợng; là nguồn cung cấp tài liệu phong phú đa dạng, hấp dẫn, gọn nhẹ, dễ bảo

15


quản, dễ sử dụng. PMDH có thể sử dụng những thành tựu hiện đại của công nghệ
truyền thông đa phƣơng tiện vào QTDH để nâng cao tính trực quan sinh động, hấp
hẫn của tài liệu nghe nhìn.
PMDH vật lý là một PMDH đƣợc các chuyên gia tin học viết dựa trên cơ sở các
kiến thức vật lý, các hiểu biết hợp lý đã đƣợc các nhà sƣ phạm, nhà vật lý soạn sẵn,
có thể đƣợc GV và HS dùng vào việc dạy và học các kiến thức vật lý thông qua máy
vi tính.
Một PMDH vật lý có chất lƣợng phải đảm bảo những tiêu chuẩn của một
PMDH. Trƣớc hết phải đáp ứng một cách đầy đủ các yêu cầu sƣ phạm về nội dung,

hình thức và PP, ngồi ra phần mềm phải có lợi và phù hợp với nội dung chƣơng
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
chƣơng 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 hƣởng đến tâm lí của đơng đảo ngƣời dùng.
PMDH góp phần đổi mới nội dung, phƣơng 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
đƣợc nội dụng của chƣơng 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
theo các mức độ khác nhau, cung cấp những tài liệu cần thiết cho mỗi mơn học,
thích hợp với nhiều đối tƣợng 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 dƣới dạng văn bản, kí hiệu, đồ thị, bản đồ, hình
vẽ. Các tài liệu liên quan trong phần mềm đƣợc lựa chọn, thiết kế theo cách phối
hợp tối ƣu nhằm tận dụng đƣợc 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 phƣơng tiện để tự
mình chủ động thực hiện PPDH tích cực ở bất cứ nơi nào có máy tính. Ngày nay
giao tiếp với công nghệ đa phƣơng tiện: âm thanh, hình ảnh, phim, đồ họa và văn
16


bản đƣợc 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 tƣợng trong tự
nhiên mà không thể quan sát trực tiếp đƣợc trong điều kiện nhà trƣờng, khơng thể
hoặc khó có thể thực hiện nhờ các phƣơng 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 ôn 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 nhƣ hiện nay, việc dạy học
không chỉ hạn chế trong giờ học tại trƣờng dƣới sự hƣớng 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 đƣợc nội dung, phƣơng 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 ngƣời với mọi trình độ tiếp
thu khác nhau.
PMDH có thể đƣợc sử dụng ở tất cả các khâu của QTDH. Tuy nhiên, cần cân
nhắc lựa chọn, phối hợp với các phƣơng tiện dạy học khác để sử dụng đúng lúc,
đúng chỗ, đúng mức độ, cƣờng độ, nhằm đạt hiệu quả dạy học cao, đáp ứng tốt các
yêu cầu về đổi mới mục tiêu, nội dung và PPDH.
PMDH có các chức năng mà các phƣơng 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 đƣa 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 đƣợc sử dụng vào QTDH với tƣ cách là một
phƣơng 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 hƣớng phát huy tính tích cực,
độc lập, sáng tạo trong HĐNT của HS (nhƣ PP tìm tịi, nghiên cứu, chƣơng 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
17


với sự phát triển của xã hội trong thời đại thơng tin. PMDH có tác dụng hỗ trợ nhiều

mặt trong hoạt động dạy và học (nhƣ giảm bớt những công việc lao động chân tay
cho GV, dễ dàng thuận tiện trong việc giám sát kiểm tra, đánh giá chất lƣợng học
tập của HS, kích thích, hứng thú, tăng cƣờng tính trực quan...).
Với các hiện tƣợng, quá 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 không thể thiếu đƣợc sự hỗ trợ
của các phần mềm mơ phỏng.
Tùy vào mục đích sƣ phạm mà ngƣời ta có thể viết phần mềm mơ 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 tƣợng, tạo tình huống có vấn đề nhằm chuyển
giao nhiệm vụ cho HS. Với các q trình có diễn biến nhanh và phức tạp nhƣ các
chuyển động cong, dao động, phần mềm mơ phỏng giúp HS có đƣợc cái nhìn sơ bộ
về sự biến đổi của từng đại lƣợng để từ đó định hƣớng đƣợc cho những hành động
tiếp theo nhằm giải quyết vấn đề. Sau khi HS đã ý thức đƣợc vấn đề, ở pha hoạt
động tự chủ, tìm tịi giải quyết vấn đề, phần mềm mơ phỏng có thể đƣợc xây dựng
để HS nghiên cứu tƣơng tự nhƣ tiến hành thí nghiệm thực và qua đó giúp HS đƣa 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 địi hỏi phải có các phƣơng
tiện dạy học giúp HS có thể nhanh chóng thu thập đƣợc dữ liệu thực nghiệm, vẽ
đƣợc đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lƣợng làm cơ sở cho hoạt động tƣ
duy nhƣ phân tích, so sánh, khái qt hóa và dự đoán xây dựng giả thuyết.
Với một phần mềm đƣợc xây dựng để thực hiện các chức năng đó, trong dạy
học chúng ta có thể sử dụng nó để hỗ trợ cho quá 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 nhƣ chuyển động ném ngang, ném xiên và dao động cơ học.
Tóm lại, PMDH với tƣ cách là một phƣơng 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.

18

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: đƣợc sử dụng
trong lĩnh vực kỹ thuật, cơng nghiệp và có thể đƣợc sử dụng một cách có hiệu quả
trong dạy học vật lý. IP là một PMDH đƣợc thiết kế theo quan điểm vi thế giới, gọn
nhẹ, có thể hoạt động trên tất cả các loại máy vi tính thơng thƣờng, có nhiều tính
năng và dễ sử dụng. Tuy nhiên, để có thể sử dụng một cách có hiệu quả thì địi hỏi
ngƣời sử dụng phải có một trình có tiếng Anh và Tin học tƣơng đối khá. Với IP
ngƣời sử dụng có thể thiết kế các thí nghiệm mơ phỏng sinh động, hấp dẫn, những
hiện tƣợng trong tự nhiên nhƣ đƣợc thu nhỏ lại trên màn hình, có thể sử dụng để
giải các bài tập vật lý, giúp HS nắm bắt đƣợc 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 lƣợng vật lý của bất kì
đối tƣợng nào trong hệ thống. Kết quả cho đƣợc dƣới 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 tƣợng vật lý thì chƣơng trình
sẽ thơng báo lỗi cụ thể để có thể điều chỉnh.
Trong phần mềm IP có thƣ viện hình ảnh, âm thanh rất đa dạng và phong phú.
GV chỉ việc lựa chọn hình ảnh, âm thanh phù hợp để đƣa vào thiết kế, không tốn
nhiều thời gian cho việc tìm kiếm. Việc đƣa 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 đƣợc ẩn giấu để ngƣời học có cảm giác nhƣ đang dùng các phƣơng tiện thơng
dụng để tìm kiếm các thơng tin cần thiết.
IP có thể đƣợc 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 đƣợc 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 mô phỏng

19


1.2.2.1. Cài đặt, khởi động Interactive Physics
Muốn sử dụng Interactive Physics, trƣớc 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 tƣợng IP trên màn hình Windows.
1.2.2.2. Khảo sát giao diện của Interactive Physics

Thanh cơng cụ Khơng gian biểu diễn
Đối tƣợng
thí nghiệm

Thanh thực đơn

Các cơng cụ
liên kết

Thanh toạ độ

Thanh điều khiển mơ phỏng

Thƣớc

Thƣớc
ƣớc

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 nhƣ trong
IP nhƣ: Tạo flle mới (

), mở các files có sẵn (
20

), lƣu flle (

), cắt (

), copy


(

), dán (

), in (

), trợ giúp (

), arrow tool (

) biểu tƣợng 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 tƣợng, quay (
), thu nhỏ (

phóng to (
mơ phỏng (

), Zoom to extents (

), văn bản (

), chạy mô phỏng (

), đặt mô phỏng lại trạng thái cũ (

),

), dừng

).

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

giúp theo dõi

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

), hình vng (

), hình chữ nhật (

), hình đa giác (

), đa giác cong

). Để tạo ra các đối tƣợng hình trịn (Circle), hình vng (Square), hình chữ

nhật (Rectangle), chỉ cần kích vào biểu tƣợng của nó trên thanh cơng cụ sau đó kích
vào vùng khơng gian làm việc và kéo. Đối với các đối tƣợng hình đa giác
(Polygon), đa giác cong (Curved Polygon), trƣớc tiên cũng kích vào biểu tƣợng 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
tƣợng có các thơng số xác định tính chất hoạt Động của nó khi chạy mơ phỏng. Ban
đầu, giá trị của các thông số này đƣợc mặc định. Khi một đối tƣợng đƣợc tạo ra,
chúng ta có thể thay đổi các tính chất, sự xuất hiện cũng nhƣ 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 đƣợc 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

): cho phép nối quay hai vật.
21


+ Rigid joint (Nối cứng

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

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

), Rigid joint (

) trên thanh công

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 đƣợc 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

Closed Curved Slot (Rãnh Cong Kín

),

). Slots đƣợc 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 nhƣ 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 trƣợt 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 trƣợt chứ không quay đƣợc 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, trƣớc tiên, kích vào biểu tƣợng

Curved Slot joint trên thanh cơng cụ rồi kích vào điểm mà ta cần nối trên vật, vật
này 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 hồn thành Slot.
Lƣu 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, nhƣng 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 lị xo (lị xo khơng bị nén hoặc giãn)

22

+ 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

): nhƣ dây thừng nhƣng nó hoạt động theo

hƣớng đối diện, khơng 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 lò xo và bộ phận hãm,

có lực tác dụng bằng tổng các lực của lị 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 đƣợc gắn với vật có bất cứ ảnh hƣởng nào trong mô phỏng.
Rope, Spring, Rod, Separator, Damper, Damped Spring, Actuator đƣợc 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 trƣớc tiên
kích vào biểu tƣợng 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.

23