TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUÊ
KHOA VẬT LÍ
----------

NGUYỄN HUY CƯỜNG

XÂY DỰNG, KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG THÍ
NGHIỆM MÔ PHỎNG DẠNG FLASH TRONG DẠY
HỌC PHẦN “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ
10 THPT

Huế, 2009
1


MỤC LỤC
Trang phụ bìa....................................................................................................
Mục lục.............................................................................................................1
Danh mục chữ viết tắt.....................................................................................3
Danh mục các hình vẽ, bảng biểu và đồ thị...................................................4
Phần mở đầu....................................................................................................6
1. Lí do chọn đề tài......................................................................................6
2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................7
3. Giả thuyết khoa học................................................................................7
4. Nhiệm vụ nghiên cứu..............................................................................8
5. Đối tượng nghiên cứu..............................................................................8
6. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................8
7. Giới hạn đề tài.........................................................................................8
8. Bố cục khóa luận.....................................................................................8
Phần nội dung................................................................................................10
Chương I: Cở sở của việc sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong dạy học

2.1.

Đặc điểm phần các định luật bảo toàn..............................................19

2.1.1. Vị trí chương trong sách giáo khoa vật lí 10 THPT..............................19
2.1.2. Mục tiêu................................................................................................20
2.1.3. Phân tích nội dung kiến thức.................................................................21
2.2.

Thiết kế thí nghiệm mô phỏng...........................................................32

2.2.1. Quy trình thiết kế thí nghiệm mô phỏng...............................................32
2.2.2. Tổng quan về Macromedia Flash..........................................................34
2.2.3. Thiết kế đối tượng thí nghiệm mô phỏng..............................................38
2.2.4. Xây dựng và điều khiển hoạt động của các đối tượng mô phỏng.........44
2.2.5. Một vài thí nghiệm mô phỏng đã thiết kế.............................................41
2.2.6. Một số thí nghiệm mô phỏng khác........................................................53
2.3.

Thiết kế giáo án điện tử......................................................................57

Giáo án 1.........................................................................................................58
Giáo án 2.........................................................................................................64
2.4.

Kết luận chương II..............................................................................69

Chương III: Thực nghiệm sư phạm.............................................................70
3.1.


Tài liệu tham khảo.........................................................................................83
Phụ lục
3


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CNTT

Công nghệ thông tin

GD&DT

Giáo dục và Đào tạo

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

KHGD

Khoa học giáo dục

SGK

Sách giáo khoa


Hình 2.23. Thí nghiệm mô phỏng đệm không khí..........................................54
Hình 2.24. Thí nghiệm mô phỏng về định luật bảo toàn động lượng.............54
Hình 2.25. Thí nghiệm mô phỏng về định luật bảo toàn cơ năng...................55
Hình 2.26. Thí nghiệm mô phỏng về hệ địa tâm và hệ nhật tâm....................56
Hình 2.27. Thí nghiệm mô phỏng về các tốc độ vũ trụ...................................56
5


Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra...........................74
Bảng 3.2. Bảng thống kê tần suất....................................................................74
Bảng 3.3. Bảng phân phối tấn suất lũy tích.....................................................76
Bảng 3.4. Bảng phân loại theo học lực............................................................77
Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân phối tần suất của hai nhóm...................................75
Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm......................76
Biểu đồ 3.3. Biểu đồ phân loại theo học lực của hai nhóm.............................77
Đồ thị 3.1. Đồ thị phân phối tần suất của hai nhóm........................................75
Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm...........................76
Đồ thị 3.3. Đồ thị phân loại theo học lực của hai nhóm..................................77

6


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đổi mới phương pháp dạy học là một trong những mục tiêu lớn được
ngành giáo dục và đào tạo đặt ra trong giai đoạn hiện nay và là một mục tiêu
chính đã được Nghị quyết TW2, khóa VIII chỉ ra rất rõ ràng cụ thể: “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 vào quá trình dạy học, bảo đảm

nghiệm mô phỏng dạng Flash trong dạy học phần “Các định luật bảo toàn”
Vật lí 10 THPT”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Trình bày được cơ sở lí luận của việc ứng dụng thí nghiệm mô phỏng
dạng Flash trong dạy học vật lí.
- Sử dụng Macromedia Flash thiết kế được một số sản phẩm trong dạy
học chương Các định luật bảo toàn Vật lí 10 THPT.
- Xây dựng được tiến trình dạy học một số bài trong chương Các định
luật bảo toàn Vật lí 10 THPT với sự hỗ trợ của các thí nghiệm mô phỏng dạng
Flash.
3. Giả thuyết khoa học
Trong quá trình đổi mới nội dung, phương pháp dạy học như hiện nay,
vấn đề ứng dụng CNTT vào trong quá trình dạy học là rất quan trọng, vì nó
mang lại hiệu quả rất lớn trong việc nâng cao chất lượng dạy học ở trường
phổ thông.
Nếu sử dụng được các sản phẩm được thiết kế từ Macromedia Flash vào
dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT một cách thích hợp
sẽ có tác dụng hỗ trợ tốt cho các hoạt động dạy học của giáo viên và việc tích
cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, đáp ứng yêu cầu đổi mới phương
pháp dạy học của SGK Vật lí 10 hiện hành, góp phần nâng cao chất lượng dạy
học chương “Các định luật bảo toàn” nói riêng và Vật lí 10 THPT nói chung.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
8


- Tổng quan cơ sở lí luận của thí nghiệm và việc sử dụng máy vi tính
trong dạy học Vật lí nói chung và thí nghiệm mô phỏng dạng Flash nói riêng.
- Tìm hiểu về phần mềm Macromedia Flash 8.
- Xây dựng, tìm kiếm những thí nghiệm flash có liên quan đến phần
“Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT.

THPT.
Chương III: Thực nghiệm sư phạm.
• Kết luận.
9


Ngoài ra khóa luận còn có phần phụ lục và tài liệu tham khảo.

10


PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I
CƠ SỞ CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG TRONG
DẠY HỌC VẬT LÍ

1.1.Các xu hướng phát triển thí nghiệm và các phương tiện trực quan
trong dạy học vật lí
Hiện nay trên thế giới thí nghiệm vật lí được phát triển theo ba xu
hướng chính:
- Xu hướng khai thác và sử dụng các thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền,
- Xu hướng đa phương tiện,
- Xu hướng hiện đại hóa.
Các xu hướng này không đối lập nhau mà phát triển song song, có mối
quan hệ biện chứng với nhau bổ sung cho nhau, nhằm hoàn thiện quá trình
dạy học vật lí.
1.1.1. Xu hướng khai thác và sử dụng các thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền
Thí nghiệm đơn giản, rẻ tiền là những thí nghiệm được tạo ra với
những dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ kiếm trong đời sống hàng ngày hoặc
mua nhưng không đắt tiền. Loại thí nghiệm này có tính khả thi cao và góp

- Máy Scaner.
1.1.3. Xu hướng hiện đại hóa

12


Thí nghiệm được khai thác và sử dụng theo hướng ngày càng hiện đại
về cơ bản là đưa máy tính vào trong các bài thí nghiệm hay tiến hành các thí
nghiệm với sự hỗ trợ của máy tính.
Khai thác và sử dụng thí nghiệm với sự hỗ trợ của máy tính thường áp
dụng đối với những thí nghiệm không thể tiến hành theo cách thông thường,
nếu có tiến hành được đi nữa cũng mất nhiều thời gian và đây là điều mà
không thể thực hiện thành công trong một tiết học. Làm được điều này là
công sức của các nhóm lập trình, và hiện nay đã có nhiều nhóm làm phần
mềm hỗ trợ cho thí nghiệm cụ thể là Pakma, Pasco, Crocodie Physic…
Một trong các hướng sử dụng hiện đại thí nghiệm là kết hợp máy tính
trong các thí nghiệm. Ở đây, máy tính được dùng với chức năng mô phỏng và
minh họa, nó mô phỏng các quá trình động như quá trình phân rã hạt nhân…
và đây là chức năng hiệu quả của việc vận dụng máy tính trong thí nghiệm.
Các chương trình mô phỏng thường được xây dựng trên một mô hình toán
học, một phương trình mô tả quy luật vận động biến đổi của đối tượng nghiên
cứu. Một số quá trình trong thực tế diễn ra quá nhanh hoặc quá chậm do đó
gây nhiều khó khăn cho quá trình quan sát trực tiếp và chỉ có thể khắc phục
bằng việc mô phỏng lại quá trình bởi máy tính.
Trong dạy học vật lí, có nhiều trường hợp cần phải minh họa bằng hình
vẽ và máy tính có thể hoàn thành công việc một cách nhanh chóng và đảm
bảo tính trực quan. Cụ thể như các bài toán về mạch điện, mạng tinh thể…
Hầu hết các thí nghiệm mô phỏng và minh họa bằng máy tính đều đạt được
hiệu quả cao trong dạy học với sự chính xác, khoa học và độ thẩm mỹ cao.
Kết hợp với video, camera, máy tính đang được nghiên cứu để tạo nên một hệ

với các quy luật như các thí nghiệm thực. Do vậy, khi tiến hành thí nghiệm
này, học sinh có thể khám phá được những thuộc tính hay các mối quan hệ
giữa các đối tượng [9].
1.2.3. Sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong dạy học vật lí
14


Mô phỏng các đối tượng nghiện cứu của vật lí nhờ máy tính theo quan
điểm của lí luận dạy học hiện đại là một phương pháp dạy học. Nó xuất phát
từ các tiên đề hay các kết luận lý thuyết (các phương trình hoặc các nguyên lý
vật lí) được viết dưới dạng toán học, thông qua vận dụng các phương pháp
tính toán trên mô hình nhờ máy tính để giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Mô phỏng, minh họa một cách trực quan và chính xác các
hiện tượng, quá trình vật lí cần nghiên cứu.
- 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 [14].
Với các hiện tượng, quá trình vật lí vi mô, để tạo điều kiện cho học
sinh có thể chủ động chiếm lĩnh kiến thức thì không thể thiếu được sự hỗ trợ
của các thí nghiệm mô phỏng. Tùy vào mục đích sư phạm mà giáo viên có thể
sử dụng thí nghiệm mô phỏng phù hợp với từng giai đoạn hoạt động của học
sinh. Chẳng hạn, thí nghiệm mô phỏng có thể sử dụng để tạo tình huống có
vấn đề, kích thích sự ham hiểu biết của học sinh. Khi trình bày tri thức mới,
nếu không thể tiến hành được các thí nghiệm thực thì giáo viên có thể dùng
các thí nghiệm mô phỏng để tái tạo các hiện tượng vật lí. Đối với nội dung tri
thức được hình thành bằng nhiều con đường khác nhau, sau khi học sinh đã
có tri thức mới, giáo viên có thể chạy các chương trình mô phỏng để minh
họa khắc sâu kiến thức cho học sinh, giúp học sinh hiểu sâu hơn bản chất của
hiện tượng vật lí cũng như mối quan hệ giữa các đại lượng [3].
Giáo viên không được lạm dụng việc sử dụng các thí nghiệm mô
phỏng, không được thay thế hoàn toàn các thí nghiệm thực bằng mô phỏng

bằng kinh nghiệm trực tuyến. Flash bây giờ đã bao hàm các công cụ đơn nhất
cho việc thiết kế các hiệu ứng đồ họa, text, video, và hoạt hình rất phổ biến
hiện nay. Các hiệu ứng mới cho phép thiết kế hấp dẫn và thuyết phục hơn với
việc điều khiển hoàn toàn các điểm ảnh và sự chính xác tuyệt vời. Công cụ
tùy biến mới cho phép điều khiển tỉ mỉ trên hoạt cảnh.
16


1.3.2. Macromedia Flash với bài học vật lí
Macromedia Flash không có yêu cầu cao về mặt lập trình và dễ sử
dụng hoặc nếu có sử dụng ngôn ngữ lập trình thì cũng chỉ thực hiện dưới dạng
tương tác thay cho những câu lệnh, điều này giúp cho những giáo viên dù với
những hiểu biết hạn chế về mặt CNTT cũng có thể dễ dàng sử dụng được.
Macromedia Flash có khả năng minh họa tốt, đồng thời cho phép thể
hiện rõ bản chất các nội dung khoa học của những minh họa. Những đồ họa
tuyệt vời không những cho thấy sự chính xác về mặt khoa học mà còn những
minh họa mang tính chất giải trí.
Chương trình cho phép thiết kế những mô hình động từ đơn giản đến
phức tạp, cả mô hình không gian hai chiều hoặc giả lập không gian ba chiều
mà không cần sử dụng đến những ngôn ngữ lập trình phức tạp. Đồng thời
Macromedia Flash là một ứng dụng đa phương tiện (multimedia) cho phép
thiết kế, tạo các ứng dụng, bảng trình diễn, hoạt hình,…với nội dung phong
phú hấp dẫn. Các ứng dụng này được tạo bằng cách tích hợp hình ảnh, hình
vẽ, âm thanh, video và văn bản. Tập tin xuất ra từ Flash hiển thị được trên hầu
hết các hệ điều hành máy tính [9].
Do đó, giáo viên có thể ứng dụng các chức năng của Flash để tạo thí
nghiệm mô phỏng về các quá trình, các hiện tượng vật lí xảy ra trong thế giới
vi mô mà mắt thường không thể nhìn thấy hoặc không thể biểu diễn trên
lớp…sẽ góp phần làm tăng tính sinh động khi giảng dạy đơn vị kiến thức đó.
Có thể thiết kế thí nghiệm mô phỏng đối với những thí nghiệm

1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Từ những vấn đề trình bày trong chương I, có thể rút ra những kết
luận cơ bản sau:
Tư tưởng đổi mới phương pháp giáo dục hiện nay là tích cực hóa hoạt
động học tập nhằm phát huy tính tích cực tự giác, chủ động sáng tạo của học
18


sinh thông qua các hình thức và các phương tiện học tập khác nhau. Trên cơ
sở lí luận về phương pháp dạy học, thí nghiệm có vai trò và tác dụng quan
trọng trong việc tạo ra trực quan sinh động, góp phần làm cho các hiện tượng
và quá trình vật lí trở nên đơn giản hơn. Thí nghiệm được sử dụng trong tất cả
các giai đoạn của quá trình dạy học, giúp rèn luyện kĩ năng thực hành cũng
như góp phần giáo dục tổng hợp cho học sinh.
Việc tiến hành và trình bày thí nghiệm với sự giúp đỡ của máy tính,
đã tạo nên sự thay đổi mạnh mẽ về chất lượng giáo dục và trở thành một xu
hướng hiện đại hóa mà các nước tiên tiến trên thế giới đang nghiên cứu và
phát triển.
Macromedia Flash là một phần mềm ứng dụng bao gồm các công cụ
được sử dụng để tạo ra các hoạt hình, đồ họa vectơ, các ứng dụng phần mềm,
các bản trình diễn hoặc các website. Macromedia Flash có nhiều tính năng và
dễ sử dụng.
Trong dạy học vật lí, Flash là một phương tiện mới trong quá trình
truyền thụ, tiếp thu kiến thức và quá trình tư duy của học sinh. Flash được sử
dụng trong việc minh họa và trình bày kiến thức, xây dựng mô hình cho các
quá trình, thiết kế các thí nghiệm mô phỏng sinh động, hấp dẫn. Flash còn có
thể sử dụng trong quá trình luyện tập, kiểm tra, đánh giá của học sinh.
Nghiên cứu các ứng dụng trong lĩnh vực CNTT dùng trong dạy học nói
chung và nghiên cứu sử dụng Flash trong hỗ trợ dạy học nói riêng là việc làm
cần thiết trong việc đổi mới phương pháp giảng dạy, góp phần nâng cao chất

chuyển động của một hệ và vận dụng có hiệu quả trong việc giải nhiều bài
toán cơ học.
20


2.1.2. Mục tiêu
 Mục tiêu về kiến thức
Đối với chương trình cơ bản thì có các mục tiêu sau:
- Viết được công thức tính động lượng và nêu được đơn vị đo động
lượng.
- Phát biểu và viết được hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối
với hệ hai vật.
- Nêu được nguyên tắc chuyển động bằng phản lực.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính công.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính động năng. Nêu
được đơn vị đo động năng.
- Phát biểu được định nghĩa thế năng trọng trường của một vật và viết
được công thức tính thế năng này. Nêu được đơn vị đo thế năng.
- Viết được công thức tính thế năng đàn hồi.
- Phát biểu được định nghĩa cơ năng và viết được công thức tính cơ năng.
- Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của định
luật này [2], [8].
Đối với chương trình nâng cao, nội dung kiến thức nhiều hơn, nên về mặt
kiến thức không những bao hàm những mục tiêu của chương trình cơ bản mà
còn có thêm các mục tiêu khác là:
- Phát biểu và viết được hệ thức của định lí động năng.
- Phát biểu và viết được hệ thức của ba định luật Kêp-le [8].
 Mục tiêu về kĩ năng
Về mặt kĩ năng thì chương trình vật lí 10 nâng cao và chương trình vật lí
10 chuẩn có mục tiêu giống nhau. Đó là:

- Hệ có ngoại lực tác dụng nhưng ngoại lực rất nhỏ, có thể bỏ qua
được.VD: Tên lửa chuyển động trong khoảng không gian vũ trụ xa các hành
tinh
22


- Hệ có ngoại lực tác dụng nhưng các ngoại lực đó cân bằng với
nhau.VD: Vật chuyển động trên đệm khí hay trên mặt phẳng ngang không ma
sát.
- Hệ có ngoại lực tác dụng nhưng ngoại lực rất nhỏ so với nội lực.
Trong trường hợp này, hệ chỉ có thể coi là hệ kín nếu xét trong một khoảng
thời gian rất ngắn. VD: trong trường hợp va cham mạnh, hay nổ…[12].
- Hệ vật-Trái Đất có thể xem là hệ kín.
2) Động lượng
Theo Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, động lượng tịnh tiến (thường
gọi là động lượng hay xung lượng) của một vật là đại lượng vật lí đặc trưng
cho sự truyền tương tác giữa vật đó với các vật khác. Đây là một đại lượng
quan trọng trong việc nghiên cứu tương tác giữa các vật. Đại lượng này bằng
tích của khối lượng và vận tốc của vật [19].
Theo SGK phổ thông hiện hành thì động lượng của một vật chuyển
động là đại lượng đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật [7]. Động
lượng là một đại lượng vectơ, có cùng hướng với vectơ vận tốc.
r
r
p = mv

Biểu thức của động lượng:

r


Từ biểu thức định nghĩa đó của công có thể thấy, công A là một đại
lượng vô hướng, có thể dương, âm hoặc bằng 0 (tuỳ thuộc vào dấu của cosα).
Nếu α nhọn: A>0 và được gọi là công phát động (VD: công của lực
kéo)
Nếu α tù: A