ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NHỮ THỊ NGA

SỬ DỤNG PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATHEMATICA
HỖ TRỢ GIẢNG DẠY CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN”
VẬT LÍ 12 NÂNG CAO

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM VẬT LÍ
Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 60 14 01 11

HÀ NỘI - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NHỮ THỊ NGA

SỬ DỤNG PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATHEMATICA
HỖ TRỢ GIẢNG DẠY CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN”
VẬT LÍ 12 NÂNG CAO

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM VẬT LÍ
Chuyên ngành: Lí luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Vật lí
Mã số: 60 14 01 11

Cán bộ hƣớng dẫn: GS.TS. Tôn Tích Ái




MỤC LỤC
Lời cảm ơn ......................................................................................................... i
Mục lục ............................................................................................................. ii
Danh mục hình ................................................................................................. iv
Danh mục bảng................................................................................................. vi
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 7
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI ............................................. 8
1.1. Những vấn đề lí luận dạy học hiện đại....................................................... 8
1.1.1. Quan điểm về dạy học hiện đại ............................................................... 8
1.1.2. Phƣơng pháp dạy học tích cực ................................................................ 8
1.1.3. Xu hƣớng đổi mới phƣơng pháp dạy học vật lí ...................................... 8
1.2. Lí luận về bài tập vật lí............................................................................... 9
1.2.1. Khái niệm bài tập vật lí ........................................................................... 9
1.2.2. Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học vật lí ...................................... 9
1.2.3. Sử dụng bài tập vật lí trong dạy học vật lí .............................................. 9
1.3. Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật lí .................................. 9
1.3.1. Vai trò của công nghệ thông tin trong dạy học vật lí .............................. 9
1.3.2. Các kỹ năng cần phải có ......................................................................... 9
1.4. Giới thiệu phần mềm toán học Mathematica ............................................. 9
1.4.1. Các tính năng của phần mềm Mathematica ............................................ 9
1.4.2. Các lệnh cơ bản của Mathematica về tính toán bằng số ......................... 9
1.4.3. Đồ họa trong Mathematica ...................................................................... 9
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1.................................................................................. 9
CHƢƠNG 2. SỬ DỤNG PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATHEMATICA
HỖ TRỢ GIẢNG DẠY CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN VẬT
LÍ 12 NÂNG CAO ........................................................................................... 9
2.1. Phân tích nội dung Chƣơng Động lực học vật rắn Vật lí 12 nâng cao ...... 9
2.1.1. Vị trí, vai trò và cấu trúc chƣơng ............................................................ 9


iii


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Sơ đồ phân loại bài tập vật lí ............................................................. 9
Hình 1.2. Đồ thị Cos(xy) dƣới dạng 3D............................................................ 9
Hình 1.3. Đồ thị hàm f(x) = 5x3+6x2+2x-1 ....................................................... 9
Hình 1.4. Đồ thị 3 hàm số f(x) = 2x3 + 4x2 + 3x -1, g(x) = 5x2 + 3x -1, h(x) =
2x – 1 trên đoạn [-5,2] ....................................................................................... 9
Hình 1.5. Đồ thị hai chiều hàm x = sin2t ; y = cos3t trên đoạn ........................ 9
[-2, 2]............................................................................................................. 9
Hình 1.6. Đồ thị hàm f(x,y) = x2 + 4x + y2 – 3y + 6 trên đoạn [0,4], [-1,2]............ 9
Hình 1.7. Đồ thị theo tham số x= cos3t, y = sin3t, z =

t
EMBED Equation.3 4

trong khoảng biến thiên của t là [0,7] ................................................................ 9
Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc Chƣơng Động lực học vật rắn ................................... 9
Hình 2.2. Vật rắn quay quanh một trục cố định Az, P0 là mặt phẳng cố định, P
là mặt phẳng động gắn với vật và quay cùng với vật........................................ 9
Hình 2.3. Khi vật rắn quay quanh trục cố định, các điểm trên vật có cùng tốc
độ góc. Điểm nào càng xa trục quay thì có tốc độ dài lớn hơn......................... 9
Hình 2.4. Sơ đồ các dạng bài tập theo 4 chủ đề của hệ thống các bài tập cơ
bản ................................................................................................................... 42
Hình 2.5. Hình cho bài 12 .............................................................................. 47
Hình 2.6. Hình cho bài 13 .............................................................................. 48
Hình 2.7. Hình cho bài 14 .............................................................................. 48

Bảng 3.1 : Kết quả bài kiểm tra 30 phút ........................................................... 9
Bảng 3.2: Các thông số đặc trƣng đã đƣợc xử lí sau khi tiến hành thực nghiệm
sƣ phạm của nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng ....................................... 9
Bảng 3.3: Giá trị các tham số trung bình cộng ( X ), phƣơng sai (S2), độ lệch
chuẩn (s), hệ số biến thiên (V) .......................................................................... 9
Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất (Wi) ........................................................... 9
Bảng 3.5: Bảng phân phối tần số tích lũy ( EMBED Equation.3  i ) .......... 9

vi


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Đổi mới phƣơng pháp dạy học, ứng dụng công nghệ dạy học hiện đại
theo hƣớng chủ động, tích cực hóa hoạt động của học sinh là một trong những
hƣớng đã đƣợc xác định rõ, nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học hiện nay. Điều
này đã đƣợc xác định trong Nghị quyết Trung ƣơng 4 Khóa VII (1 -1993),
Nghị quyết Trung ƣơng 2 Khóa VIII (12 - 1996), đƣợc thể chế tại Khoản 2,
Điều 24, Luật Giáo dục (2005): “Phƣơng pháp giáo dục phổ thông phải phát
huy tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh; phù hợp với đặc điểm của
từng lớp học, môn học; bồi dƣỡng phƣơng pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận
dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng
thú học tập cho học sinh”.
Dạy giải bài tập vật lí phổ thông là một trong những học phần bắt buộc
trong chƣơng trình đào tạo sinh viên các trƣờng sƣ phạm. Hiện nay, sách
tham khảo cho giáo viên và học sinh phổ thông về các bài tập vật lí rất nhiều,
nhƣng sách hƣớng dẫn giáo viên dạy cho học sinh kĩ năng phân tích hiện
tƣợng vật lí để giải quyết các bài tập vật lí trong chƣơng trình vật lí phổ thông
còn rất thiếu. Mà viê ̣c rèn luyê ̣n cho ho ̣c sinh biế t cách giải bài tâ ̣p mô ̣t cách
khoa ho ̣c, đảm bảo đi đế n kế t quả mô ̣t cách chiń h xác là mô ̣t viê ̣c rấ t cầ n thiế t .

- Tìm hiểu thực tế giảng dạy kiến thức Chƣơng Động lực học vật rắn
ở trƣờng Trung học phổ thông nói chung và trƣờng Trung học phổ thông Lý
Tử Tấn – Hà Nội nói riêng.
- Đƣa ra một số bài tập Chƣơng Động lực học vật rắn có sự hỗ trợ của
phần mềm toán học Mathematica.
4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu là lí thuyết và bài tập Chƣơng Động lực học
vật rắn Vật lí 12 nâng cao.
- Đối tƣợng nghiên cứu là ngôn ngữ lập trình Mathematica.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu học sinh có kiến thức cơ bản về tin học và kiến thức vật lí Động
lực học vật rắn sách giáo khoa Vật lí 12 nâng cao, giáo viên dạy bài tập vật lí

8


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Tôn Tích Ái. Phương pháp số, Nhà xuất bản ĐHQG Hà Nội, 2001.
[2]. Tôn Tích Ái. Phần mềm toán cho kỹ sư, Nhà xuất bản ĐHQG Hà Nội,
2005.
[3]. Tôn Tích Ái. Sử dụng phần mềm Mathematica trong vật lý phổ thông,
Nhà xuất bản ĐHQG Hà Nội, 2001.
[4]. Vũ Cao Đàm, Giáo trình phương pháp nghiên cứu khoa học, NXB Giáo
Dục.
[5]. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vũ Thanh Khiết (chủ biên),
Nguyễn Đức Hiệp, Nguyễn Ngọc Hƣng, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Đình
Thiết, Vũ Đình Tuý, Phạm Quý Tƣ. Vật lý 12 nâng cao, Nhà xuất bản giáo
dục, 2008.
[6]. Phạm Xuân Quế. Sử dụng máy tính hỗ trợ việc xây dựng mô hình trong
dạy học vật lý, Tạp chí Nghiên cứu Giáo dục, số 4/2000.