Khai thác và sử dụng phần mềm Crocodile
Physics vào dạy học phần quang học trong
môn Vật lí lớp 9
(Đề tài nghiên cứu khoa học)
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ĐHSP: Đại học sư phạm.
NXB: Nhà xuất bản.
SGK: Sách giáo khoa.
THCS: Trung học cơ sở.
THPT: Trung học phổ thông.
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Vật lí là một khoa học thực nghiệm, do đó việc sử dụng thí nghiệm vật lí
trong dạy học nhằm phát huy tính tích cực của học sinh là một biện pháp hữu
hiệu. Việc đổi mới nội dung và phương pháp dạy học Vật lí phải gắn với việc
tăng cường sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học Vật lí. Tuy nhiên, thực tế
cho thấy thí nghiệm vật lí vẫn chưa chiếm được vị trí xứng đáng trong dạy học
Vật lí ở các trường phổ thông hiện nay.
Qua quá trình kiến tập, chúng tôi nhận thấy việc tăng cường sử dụng thí
nghiệm trong quá trình dạy học Vật lí ở trường phổ thông còn gặp phải rất nhiều
khó khăn: Một mặt là do sự thiếu thốn về cơ sở vật chất và thiết bị thí nghiệm.
Mặt khác do việc đánh giá thi cử hiện nay chưa coi trọng đúng mức thí nghiệm
vật lí hay nói cách khác là nội dung thí nghiệm chưa được đưa vào trong kiểm
tra đánh giá kết quả học tập của học sinh. Hơn nữa do yêu cầu thời gian của việc
tiến hành một số thí nghiệm thực lại mâu thuẫn với thời gian cho phép của một
tiết học.
Sự phát triển của khoa học kĩ thuật và công nghệ thông tin đã tạo điều
kiện thuận lợi cho việc ứng dụng công nghệ thông tin vào trong dạy học. Với sự
hỗ trợ của máy vi tính và các phần mềm dạy học, giáo viên có thể tổ chức tốt
quá trình dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học
sinh. Đặc biệt với dạy học Vật lí việc ứng dụng công nghệ thông tin có thể khắc

trong quá trình dạy học vật lý.
- Thiết kế một số thí nghiệm mô phỏng phần quang học trong môn Vật lí
lớp 9 trong đó có sử dụng phần mềm Crocodile physics.
4. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu tự luận: Đọc và nghiên cứu sách giáo khoa,
sách bài tập, sách giáo viên Vật lí 9. Đọc, nghiên cứu các tài liệu về phương
pháp dạy học Vật lí và thí nghiệm vật lý ảo
- Phương pháp tổng kết kinh nghiệm: Qua việc nghiên cứu tài liệu, giáo
trình, rút ra kinh nghiệm về việc sử dụng thí nghiệm ảo trong giảng dạy Vật lí từ
đó áp dụng đưa ra quy trình ứng dụng phần mềm Crocodile Physics trong dạy
học Vật lí để tăng cường tính tích cực, chủ động, sáng tạo cho học sinh.
- Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: Lấy ý kiến giảng viên trực tiếp
hướng dẫn, các giảng viên bộ môn Vật lí và các thầy cô giáo dạy Vật lí trung
học cơ sở để hoàn thiện về mặt nội dung và hình thức của đề tài.
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Phần mềm Crocodile Physics.
- Phạm vi nghiên cứu: Chương III: Quang học – SGK Vật lí 9.
6. Nội dung nghiên cứu:
2
- Tìm hiểu về vai trò của máy tính và phần mềm hỗ trợ mô phỏng trong
quá trình dạy học vật lí.
- Xác định các bước và phương pháp sử dụng phần mềm Crocodile
Physics từ đó ứng dụng vào thiết kế một số thí nghiệm trong các bài giảng phần
quang học trong môn Vật lí lớp 9.
7. Bố cục của đề tài:
Ngoài phần mở đầu, phần phụ lục, kết luận, đề tài: “Khai thác và sử
dụng phần mềm Crocodile vào việc dạy học phần quang học trong môn Vật lí
lớp 9” gồm 3 chương:
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS
1.1. Khởi động phần mềm Crocodile Physics 605 và màn hình giao diện.

1.1. Mmáy vi tính và phần mềm hỗ trợ mô phỏng các hiện tượng vật
lí:
1.1.1. Quan niệm về việc mô phỏng các đối tượng nghiên cứu của vật lí:
Mô phỏng nhờ máy tính và phần mềm theo quan điểm của lí luận dạy học
hiện đại là một phương pháp nhận thức. Nó xuất phát từ các tiên đề, hay các mô
hình (các phương trình hay các nguyên lí…vật lí) được viết dưới dạng toán học,
thông qua vận dụng các phương pháp tính toán trên mô hình để giải quyết các
nhiệm vụ sau:
- Mô phỏng, minh họa các hiện tượng, quá trình vật lí một cách trực quan
và chính xác hơn để dễ quan sát và nghiên cứu.
- Mô phỏng các hiện tượng, quá trình vật lí để qua đó tìm ra các kiến thức
mới (mối quan hệ, quy luật mới…) bằng con đường nhận thức lí thuyết.
1.1.2. Mô phỏng, minh họa các hiện tượng vật lí bằng máy tính và phần mềm
một cách trực quan
a. Đặc điểm của các hiện tượng, quá trình vật lí cần được minh họa nhờ
máy vi tính và phần mềm:
Không phải quá trình nào xảy ra trong tự nhiên cũng dễ quan sát. Đối với
chuyển động của chiếc thuyền, đoàn tàu thì việc quan sát để xác định vị trí của
chúng ứng với từng thời điểm hay quãng đường đi ứng với từng khoảng thời
gian trôi qua là không khó khăn, nhưng cũng có những quá trình trong tự nhiên
không thể quan sát bằng mắt thường để xác định được các đại lượng cần thiết vì
diễn biến của quá trình xảy ra quá nhanh hay quá chậm. Điều đó gây khó khăn
trong việc nghiên cứu tìm ra quy luật của chúng. Các quá trình như vậy được
nghiên cứu trong chương trình vật lí phổ thông có thể kể ra như: chuyển động
rơi, chuyển động ném ngang của một vật, chuyển động của khối tâm và của các
điểm của vật rắn, quá trình phân rã hạt nhân, phóng xạ…Một trong các giải pháp
có thể hỗ trợ cho việc nghiên cứu các quá trình đó có hiệu quả hơn là sử dụng
máy vi tính để mô phỏng các quá trình đó.
b. Khả năng mô phỏng, minh họa các hiện tượng, quá trình vật lí bằng máy
vi tính và phần mềm một cách chính xác và trực quan:

sinh quan sát rõ quá trình sóng tới truyền đến đầu dây đó và quá trình tạo ra
sóng phản xạ (hình 1.2).
c. So sánh việc mô phỏng, minh họa các hiện tượng, quá trình vật lí bằng
phần mềm và bằng máy chiếu phim dương bản (MCPDB), phim hoạt hình:
Để có thể minh họa các hiện tượng, quá trình vật lí khó quan sát (diễn ra
cực nhanh hay cực chậm) người ta có thể sử dụng phương pháp chiếu phim
dương bản, phim hoạt hình. Phim hoạt hình cũng như các phần mềm đều có thể
“giãn” hay “co” các quá trình này lại tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu
các quá trình đó. Tuy nhiên, trong phim hoạt hình thì mức độ co, giãn như thế
nào đã được hãng sản xuất phim chế tạo định trước, giáo viên hay học sinh khi
dùng phim đó trong tình huống dạy học cụ thể của mình có muốn thay đổi cũng
không thể được. Song ở máy vi tính thì điều đó hoàn toàn khác, do những phần
mềm (software) được cài đặt trong máy, ngay tức khắc ta có thể dễ dàng thay
đổi mức độ co, giãn của quá trình đang nghiên cứu một cách tùy ý.
Mô phỏng bằng phần mềm còn có nhiều ưu điểm khác. Khi mô phỏng bằng
phần mềm giáo viên và học sinh có thể dừng quá trình tại thời điểm bất kì để
nghiên cứu, xác định bất kì các đại lượng nào của vật (vận tốc, gia tốc, quãng
đường…). Về mặt trang thiết bị, để mô phỏng bằng phần mềm chỉ cần có một
máy vi tính như nhiều trường phổ thông đang có, ngoài ra cần có đĩa mềm hoặc
thẻ nhớ để lưu trữ các chương trình mô phỏng. Việc sao chép, nhân bản chương
trình này có thể tự làm rất dễ dàng và hoàn toàn không tốn kém kinh phí và thời
7
Hình 1.2. Mô phỏng quá trình sóng dừng
gian. Còn đối với máy chiếu phim hoạt hình thì công việc này rất phức tạp, tốn
kém và phải do người có chuyên môn làm tại xưởng.
1.1.3. Mô phỏng các hiện tượng, quá trình vật lí để qua đó tìm ra các kiến
thức mới bằng con đường nhận thức lí thuyết
a. Khả năng có thể đi sâu vào các mối quan hệ có tính bản chất của các
hiện tượng, quá trình vật lí nhờ mô phỏng bằng các phần mềm.
Ngoài khả năng mô phỏng một cách trực quan và chính xác các hiện tượng,

thuyết nhờ mô phỏng bằng máy vi tính và các phần mềm:
Trong quá trình tìm ra các kiến thức mới bằng con đường lí thuyết nhờ mô
phỏng bằng phần mềm, các bước được tiến hành tuần tự như sau:
- Trước tiên bắt đầu từ “vấn đề”. Để giải quyết vấn đề, cần phải xây dựng
những tiên đề, mô hình vật lí (hoặc sử dụng các tiên đề, mô hình vật lí đã có),
chúng được viết dưới dạng các biểu thức toán học.
- Sau khi đã có mô hình nhờ máy vi tính để tiến hành các suy luận logic,
tính toán lí thuyết trên mô hình đó và hiển thị các kết quả tính toán dưới dạng
trực quan nhất để tạo điều kiện rút ra các kết luận về mối quan hệ mới có tính
quy luật của hiện tượng hay quá trình nghiên cứu.
- Kiểm tra các kết luận trên bằng thực nghiệm để xác nhận tính đúng đắn
của chúng.
- Sử dụng các kết luận đã được kiểm chứng bằng thực nghiệm để giải thích
và tiên đoán các hiện tượng liên quan.
1.2. Sử dụng máy vi tính và phần mềm trong dạy học vật lí nhằm hỗ trợ hoạt động nhận thức
của học sinh
1.2.1. Nguyên tắc chung khi sử dụng máy vi tính và phần mềm dạy học vật lí
Ở trên, ta đã trình bày các khả năng hỗ trợ chủ yếu của máy vi tính và phần mềm trong dạy học
vật lí. Trong dạy học, người giáo viên cần khai thác các hỗ trợ đó, phối hợp với các phương tiện dạy học
truyền thống nhằm tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh để đạt được mục đích của tiết học, bài học.
Khi sử dụng máy vi tính và phần mềm trong dạy học vật lí, cần tuân thủ một trong các nguyên
tắc là “chỉ sử dụng máy vi tính và phần mềm khi mà các phương tiện dạy học truyền thống không đáp ứng
hoặc đáp ứng không tốt các yêu cầu trong dạy học đặt ra (về chuyên môn, sư phạm )”. Vì vậy, cần máy vi
tính và phần mềm dạy học vật lí hỗ trợ và hỗ trợ khi nào ta đều phải dựa vào yêu cầu tổ chức hoạt động
nhận thức của học sinh theo tiến trình dạy học của bài học (tiến trình xây dựng kiến thức của bài học) đã
được soạn thảo.
1.2.2 Các khó khăn thường gặp phải trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức sáng tạo của học
sinh trong dạy học khi sử dụng các phương tiện truyền thống và khả năng hỗ trợ của máy vi tính và các
phần mềm trong việc giải quyết khó khăn này
Chu trình hoạt động nhận thức sáng tạo được sơ đồ hoá theo hình sau:

học vật lí truyền thống, cụ thể như:
10
Hình 1.3. Chu trình hoạt động nhận thức sáng tạo.
- Dựa trên các phương trình mô tả các mối quan hệ của các đại lượng vật
lí trong quá trình, hiện tượng nghiên cứu, máy vi tính có thể mô phỏng các mối
quan hệ này bằng các hình ảnh tĩnh hay động một cách chính xác, trực quan và
thẩm mĩ.
- Máy vi tính có thể hỗ trợ các thí nghiệm vật lí (thông qua việc ghép nối
với máy vi tính hay phân tích băng hình) để có thể tự động hoá thu thập, lưu trữ
số liệu thí nghiệm, phân loại, sắp xếp chúng và trình bày kết quả dưới dạng bảng
số liệu hay đồ thị hết sức nhanh chóng và như ý muốn (nhờ phần mềm).
- Máy vi tính và phần mềm với khả năng tính toán cực nhanh, có thể hỗ
trợ việc kiểm tra những mô hình đưa ra là đúng hay sai (trên cơ sở tính toán
trong các điều kiện cụ thể và so sánh kết quả với các số liệu thực nghiệm thu
được dưới dạng đồ thị).
- Các khả năng hỗ trợ của máy vi tính và phần mềm trong một số giai đoạn của chu trình nhận thức
sáng tạo như đã phân tích trên, sẽ tạo cơ sở cho việc đưa thêm các nội dung mới, đối tượng nghiên cứu mới
vào trong chương trình vật lí phổ thông cũng như đổi mới phương pháp dạy học nhằm tích cực, tự lực hoá
quá trình học tập của học sinh trong dạy học vật lí.
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ CHƯƠNG TRÌNH CROCODILE PHYSICS
Phần mềm Crocodile Physics là phần mềm được dùng phổ biến để thiết kế
các thí nghiệm ảo môn vật lí trong nhà trường phổ thông, có rất nhiều phiên bản
của phần mềm đã được đưa ra và phiên bản mới nhất hiện nay là phiên bản
Crocodile Physics 605, ra đời vào năm 2006 với rất nhiều tính năng mới so với
các phiên bản trước đó.
Sau đây là giới thiệu về một số điểm mới nhất của phiên bản này:
2.1. Khởi động phần mềm Crocodile Physics 605 và màn hình giao
diện:
2.1.1. Khởi động phần mềm Crocodile Physics 605:
Crocodile Physics là phần mềm ứng dụng để mô phỏng thí nghiệm vật lí.

Hình 2.2. Màn hình giao diện của chương trình
2.2. Giới thiệu các công cụ của phần mềm:
2.2.2. Menu:
14
Hình 1.5. Các lệnh trong help
Hình 2.3. Các lệnh trong File
Hình 2.4. Các lệnh trong Edit (Lựa chọn
nhanh)
Hình 2.6. Các lệnh trong View- Scenes
2.2.2. Toolbar ( thanh công cụ) :
2.2.3. Contents:
Phần Contents là các ví
dụ có sẵn theo chủ đề, gồm các
ví dụ đã được xây dựng sẵn
theo các chủ đề như mô tả
chuyển động, các mạch điện,
các hiện tượng quang học…
với mỗi modun đã có các dụng
cụ thí nghiệm phù hợp với chủ
đề và bạn chỉ cần chọn dụng cụ
thích hợp để thực hiện thí
nghiệm. Nhưng đây chỉ là một
số chủ đề cơ bản, để có thể thiết kế được toàn bộ các thí nghiệm phục vụ cho
giảng dạy và học tập thì cần thiết phải xem các ví dụ này và sau đó bạn tự thiết
kế các thí nghiệm phù hợp với bài giảng trên lớp bằng các dụng cụ được lấy
trong phần Parts Library.
15
Hình 2.7. Thanh công cụ Toolbar
Hình 2.8. Nội dung phần Contents
a. Getting started ( mở đầu)

19
Hình 2.16.Một số thí nghiệm phần quang học
Hình 2.17. Lời giới thiệu
Hình 2.18. Parts Library
dụng các với các công cụ hỗ trợ thí nghiệm trong foder Presentation của phần
này.
a. Kho thiết bị điện :
b. Kho thiết bị quang học :
c. Kho thiết bị cơ học :
20
Hình 2.19. Các dụng cụ thí nghiệm trong phần điện
học
Hình 1.20. Các dụng cụ thí nghiệm trong phần quang học
d. Kho thiết bị sóng :
2.2.5. Công cụ hỗ trợ :
Công cụ hỗ trợ thiết kế thí nghiệm dùng chung đã được tuyển chọn và đưa
vào trong thư viện các dụng cụ thí nghiệm Parts Library. Presentation bao gồm
21
Hình 2.21. Các dụng cụ thí nghiệm trong phần cơ học
Hình 2.22. Các thiết bị thí nghiệm trong phần sóng
các dụng cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng thí nghiệm hay
thực hiện lại thí nghiệm giúp cho các thí nghiệm ảo thực hiện bằng phần mềm
trở nên chuyên nghiệp hơn.
2.3. Các thao tác chung cơ bản trong chương trình Crocodile Physics
605:
* Chọn đối tượng:
22
Hình 1.32. Các công cụ hỗ trợ
Nhấp chuột vào đối tượng hoặc kéo rê chuột chọn một vùng trên màn
hình, các đối tượng có một phần trong khung chọn sẽ được chọn.

23