ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
THÁI VĂN DẦN
THIẾT KẾ MỘT SỐ MÔ HÌNH BẰNG PHẦN MỀM
MATLAB ĐỂ GIẢNG DẠY CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG
VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG DÀNH CHO HỆ CAO ĐẲNG
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học (bộ môn Vật lý)
Mã số: 60 14 10
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
SƯ PHẠM VẬT LÝ
HÀ NỘI - 2013
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC,
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Bùi Văn Loát
Phản biện 1: TS. Phạm Kim Chung
Phản biện 2: TS. Dương Xuân Quý
Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ họp tại
Trường Đại học Giáo dục - ĐHQGHN
Vào hồi 14 giờ 30 ngày 19 tháng 01 năm 2014
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin – Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội
- Phòng Tư liệu Trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Ngày nay, đứng trước những xu thế phát triển trên thế
giới, đất nước ta đòi hỏi cần từng bước hoàn thành cuộc cách
mạng công nghiệp hóa và hiện đại hóa. Đẩy mạnh phát triển
kinh tế, xã hội và hội nhập với thế giới, hơn lúc nào hết ngành
giáo dục và đào tạo đang được Đảng và Nhà nước hết sức
quan tâm, chú trọng. Với mục tiêu cung cấp nguồn nhân lực,
đội ngũ những người lao động, những cán bộ khoa học kỹ

nghiên cứu đặc thù của Vật Lý là phương pháp thực nghiệm.
Khi giảng dạy vật lý ngoài kiến thức cần phải trang bị thêm
cho sinh viên những kinh nghiệm về thực nghiệm. Đổi mới
phương pháp dạy học Vật lý cần phải hướng vào việc tổ chức
cho sinh viên hoạt động theo phương pháp thực nghiệm. Trong
2
chương trình Vật lý đại cương, tôi nhận thấy chương “Sóng
ánh sáng” có nhiều ứng dụng trong khoa học kĩ thuật và thực
tế đời sống. Mặt khác, đây là một chương khó, nội dung kiến
thức trong chương được xây dựng từ hiện tượng quan sát được
trong thực tế và từ thí nghiệm. Các hiện tượng, thí nghiệm
không phải dễ dàng tiến hành được nên đã gây ra những khó
khăn trong việc giảng dạy, học tập của giáo viên và sinh viên.
Do đó, gây ra những hạn chế không nhỏ cho sinh viên trong
việc nghiên cứu và vận dụng những kiến thức này để giải
quyết những vấn đề trong thực tế.
Từ những lí do trên, với mong muốn góp phần nâng cao
chất lượng dạy và học Vật lý, tôi chọn đề tài: “Thiết kế một
số mô hình bằng phần mềm Matlab để giảng dạy chương
“Sóng ánh sáng” – Vật lí đại cương dành cho hệ cao đẳng”
làm đề tài nghiên cứu luận văn của mình.
2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu thiết kế một số mô hình bằng Matlab để
giảng dạy một số bài học trong chương “Sóng ánh sáng” – Vật
lý đại cương dành cho hệ cao đẳng nhằm tích cực hóa hoạt
động nhận thức của sinh viên.
3. Lịch sử nghiên cứu
3
Trong những năm gần đây đã có một số đề tài nghiên cứu
sử dụng phần mềm Matlab trong dạy học Vật lý THPT như:

nhận thức của sinh viên khi giảng dạy chương “Sóng ánh
sáng” – Vật lý đại cương dành cho hệ cao đẳng?
6. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế và sử dụng được một số mô hình xây dựng
bằng phần mềm Matlab trong dạy học chương “Sóng ánh
sáng” – Vật lý đại cương dành cho hệ cao đẳng sẽ phát huy
được tính tích cực nhận thức của sinh viên.
7. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của phương pháp mô hình hóa,
trong đó tập trung vào các mô hình lý tưởng, mô hình kí hiệu,
đồ thị, hình ảnh, quy luật vận động, biến đổi của đối tượng Vật
lý.
5
- Nghiên cứu nội dung dạy học chương “Sóng ánh sáng” –
Vật lý đại cương dành cho hệ cao đẳng.
- Nghiên cứu phương pháp xây dựng mô hình bằng phần
mềm Matlab.
- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của phương
pháp giảng dạy sử dụng mô hình được thiết kế bằng Matlab.
8. Phạm vi nghiên cứu
- Nội dung chương “Sóng ánh sáng” – Vật lý đại cương
dành cho hệ cao đẳng.
- Các hoạt động dạy và học của giáo viên và sinh viên tại
trường Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Công nghiệp.
9. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý luận
Nghiên cứu cơ sở lí luận về tâm lí học, giáo dục học và lí
luận dạy học hiện đại theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận
thức của học sinh.
Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ dạy học của

1.1.1. Phương pháp dạy học
Phương pháp dạy học theo nghĩa chung nhất là những cách
thức tiến hành hoạt động dạy học. Áp dụng vào quá trình dạy
học hiện đại có thể nói phương pháp dạy học là hệ thống
những hành động có chủ đích theo một trình tự nhất định của
giáo viên, nhằm tổ chức hoạt động nhận thức và hoạt động
thực hành của học sinh nhằm đảm bảo cho họ lĩnh hội nội
dung dạy học và thực hiện mục đích dạy học. Phương pháp
dạy học là tổng hợp các cách thức hoạt động phối hơp của
giáo viên - học sinh được thực hiện trong quá trình dạy học.
Trong đó, cách thức hoạt động của giáo viên đóng vai trò chủ
đạo, cách thức hoạt động của học sinh đóng vai trò chủ động
nhằm thực hiện tốt mục đích và nhiệm vụ dạy học.
Mỗi phương pháp dạy học bao gồm các yếu tố [5]:
Mục đích dạy học được xác định trước.
Hệ thống những hành động liên tiếp tương ứng.
Phương pháp hành động tương ứng.
Quá trình biến đổi của đối tượng bị tác động, kết quả thu
được
8
1.1.2. Nhu cầu và xu hướng đổi mới phương pháp dạy học
Từ những yêu cầu nguồn nhân lực của xã hội ngày nay đòi
hỏi ngành giáo dục phải có định hướng chiến lược nhằm tăng
cường chất lượng đào tạo thế hệ trẻ cho tương lai. Trong đó
việc đổi mới phương pháp giảng dạy đóng vai trò hết sức quan
trọng, đổi mới theo tinh thần phát huy tính năng động, sáng
tạo, tích cực, tự lực của người học và tăng cường ứng dụng
công nghệ thông tin vào quá trình giảng dạy trong nhà trường
và đổi mới ở tất cả các cấp học, bậc học.
1.1.3. Phương pháp dạy học tích cực

1.2.1. Tính tích cực1.2.2. Tích cực hoá hoạt động nhận
thức của học sinh trong dạy học vật lý.
1.2.3. Các biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức
của học sinh trong dạy học vật lý.
10
1.3. Thực trạng của việc dạy và học Vật lý đại cương ở
các trường cao đẳng hiện nay
1.4. Vai trò và ứng dụng của công nghệ thông tin trong
dạy học
Ngày nay với sự bùng nổ, phát triển mạnh mẽ của công
nghệ thông tin, tất cả các lĩnh vực khoa học, kĩ thuật xã hội,
đều được ứng dụng hiệu quả. Sử dụng công nghệ thông tin
vào giảng dạy giúp người giáo viên có nhiều phương án, thiết
bị, phương tiện dạy học để đổi mới phương pháp dạy học
nhằm tăng cường chất lượng bài học. Đồng thời kích thích
hứng thú học tập của sinh viên.
1.4.1. Vai trò của công nghệ thông tin trong dạy học
1.4.2 Ứng dụng của công nghệ thông tin trong dạy học
1.5. Phương pháp mô hình
Một hiện tượng vật lý xảy ra trong thực tế thường có rất
nhiều yếu tố không bản chất và nếu chúng ta gom tất cả các
yếu tố đó để giải quyết thì sự phân tích đưa đến những phức
tạp vô vọng. Để lí tưởng hóa hệ thống, chúng ta phải bỏ qua
các yếu tố nhỏ và tập trung vào các đặc điểm quan trọng nhất
của hệ thống. Chúng ta đánh giá và tạo mô hình với các vấn đề
thông thường đủ để kiểm soát được, giữ lấy các đặc điểm thiết
yếu [6].
11
1.5.1. Các chức năng của mô hình
a) Mô tả sự vật, hiện tượng.

- Số lượng các hàm rất lớn, chúng luôn hoàn thiện, bổ
sung và phát triển.
- Cho phép ghép nối với các hàm viết bằng ngôn ngữ C và
Fortran.
- Có thể dịch để chạy độc lập ngoài môi trường MatLab.
1.6.2. Một số câu lệnh cơ bản dùng trong Matlab
1.6.3. Ứng dụng Matlab xây dựng mô hình vật lí trong giảng
dạy
Luận văn đã xây dựng một số mô hình dưới dạng đồ họa
với các tính năng cơ bản như tương tác thay đổi các số liệu, vẽ
đồ thị, hình động…tương ứng với nội dung và mục đích dạy
học. Mô hình thiết kế đã được dịch thành các ứng dụng độc
lập, trực quan, sinh động và có tính hệ thống…
13
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ MỘT SỐ MÔ HÌNH BẰNG PHẦN MỀM
MATLAB ĐỂ GIẢNG DẠY CHƯƠNG “SÓNG ÁNH
SÁNG” – VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG DÀNH CHO HỆ CAO
ĐẲNG
2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Sóng ánh sáng”
– Vật lí đại cương dành cho hệ cao đẳng.
2.1.1. Hàm sóng ánh sáng
2.1.2. Nhiễu xạ ánh sáng
2.1.3. Giao thoa ánh sáng
2.2. Kiến thức, kĩ năng sinh viên cần có sau khi học
chương “Sóng ánh sáng” – Vật lí đại cương dành cho
hệ cao đẳng
2.2.1. Kiến thức
- Nêu được hiện tượng giao thoa sóng ánh sáng là gì.
- Viết được phương trình hàm sóng ánh sáng

2.4.1. Bài: Nhiễu xạ ánh sáng
2.4.2. Bài: Giao thoa ánh sáng
16
CHƯƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm:
3.4. Thời gian thực nghiệm sư phạm:
3.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.6. Các bước tiến hành thực nghiệm
3.7. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
3.7.1. Mục đích kiểm tra, đánh giá
3.7.2. Nhận xét về tiến trình dạy học
3.7.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm
3.7.3.1. Các số liệu cần tính
3.7.3.2. Kết quả tính toán
Bảng 3.5. Bảng các thông số thống kê
Nhóm N
X
S
2
S V
Đối
chứng
47 5.5 2.43 1.56 28%
Thực
nghiệm
46 6.6 2.19 1.48 22%
17

- Tìm hiểu thực tế dạy học phần kiến thức chương “Sóng
ánh sáng” giáo trình Vật Lý đại cương dành cho hệ cao đẳng
nhằm phát hiện những khó khăn của giáo viên và sinh viên,
những sai lầm phổ biến của sinh viên.
19
- Xây dựng phương án dạy học có sử dụng một số mô hình
thiết kế bằng phần mềm Matlab để tổ chức dạy học một số bài
ở trong chương “Sóng ánh sáng” giáo trình Vật Lý đại cương
dành cho hệ cao đẳng.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình dạy học
đã soạn thảo để đánh giá hiệu quả của phương án dạy học đã
xây dựng và việc sử dụng các mô hình được thiết kế bằng
phần mềm Matlab vào quá trình dạy học.
Như vậy, với việc sử dụng các mô hình được thiết kế bằng
phần mềm Matlab trong quá trình giảng dạy chương “Sóng
ánh sáng” giáo trình Vật Lý đại cương dành cho hệ cao đẳng,
luận văn đã làm rõ được hiệu quả của việc sử dụng các mô
hình trong quá trình giảng dạy. Hơn nữa với việc sử dụng
phần mềm Matlab, giáo viên đã tạo cho sinh viên có nhiều cơ
hội tiếp cận với công nghệ thông tin, có cơ hội trao đổi các
vấn đề với giáo viên, giúp đơn giản hoá các vấn đề trừu tượng
trong chương “Sóng ánh sáng” giáo trình Vật Lý đại cương
dành cho hệ cao đẳng, góp phần phát huy tính tích hóa cực hoạt
động nhận thức của sinh viên.
Tuy nhiên, đề tài vẫn tồn tại một số hạn chế sau:
- Khi thực hiện bài giảng có sự hỗ trợ của phần mềm
Matlab thì thời gian chuẩn bị tương đối nhiều, đòi hỏi giáo
20
viên phải có kiến thức nhất định về CNTT, đặc biệt phải có kỹ
năng lập trình phần mềm Matlab

thảo “Phát triển công cụ tin học trợ giúp cho giảng dạy, nghiên
cứu và ứng dụng toán học”, Hà Nội, 4/1909, tr 55 – 74.
9. Bùi Văn Loát, Thái Khắc Đinh, phương pháp xử lý số
liệu thực nghiệm hạt nhân, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội,
2011.
10. Nguyễn Thị Mỹ Lộc, Đinh Thị Kim Thoa, Trần
Văn Tính, tâm lí học giáo dục, NXB Đại học Quốc Gia thành
phố Hồ Chí Minh, 2009.
11. Nguyễn Trọng Sửu (chủ biên), hướng dẫn thực hiện
chương trình, sách giáo khoa lớp 12 môn Vật Lí (Tài liệu dùng
trong các lớp bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình và
sách giáo khoa lớp 12), NXB Giáo dục, 2009.
12. Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Xuân
Quế, tài liệu bồi dưỡng thường xuyên giáo viên trung học phổ
thông chu kì III (2004 – 2007) môn Vật lí, NXB Đại học Sư
Phạm, 2003.
13. Đỗ Hương Trà, các kiểu tổ chức dạy học hiện đại
trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học Sư
Phạm, 2011.
23