XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM ẢO
HỖ TRỢ DẠY HỌC THÍ NGHIỆM VẬT LÝ
Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
Phạm Kim Chung
Khoa Sư phạm – Đại học Quốc gia Hà Nội
1. Đặt vấn đề
Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, với yêu cầu quan trọng của chương trình vật lí phổ
thông là coi trọng thực nghiệm, tăng cường các tiết học Vật lí có làm thí nghiệm. Học vật lí qua
thí nghiệm vật lí không chỉ dừng ở mức độ rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện các thao
tác thí nghiệm mà cần giúp học sử dụng các thí nghiệm khám phá kiến thức Vật lí. Vì vậy
không chỉ yêu cầu học sinh tiến hành thí nghiệm với bộ thí nghiệm thiết kế sẵn mà cần giúp học
sinh hiểu sâu sắc thiết kế của thí nghiệm, đồng thời còn tạo điều kiện cho học sinh sử dụng các
thí nghiệm đó tự lực chiếm lĩnh kiến thức trong quá trình học tập.
Do các hạn chế về kỹ năng tiến hành thí nghiệm; việc chuẩn bị dạy học với các thí
nghiệm cần nhiều thời gian chuẩn bị trong phòng thí nghiệm, các trường phổ thông chưa có cán
bộ chuyên trách phòng thí nghiệm nên họ chuẩn bị dụng cụ chưa đúng theo yêu cầu; chưa có
phòng bộ môn nên việc vận chuyển dụng cụ thí nghiệm, thủ tục mượn trả mất nhiều thời gian…
vì vậy giáo viên ngại sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí.
Hiện nay, có nhiều phần mềm về các thí nghiệm ảo hỗ trợ hiệu quả trong việc việc
nghiên cứu các thí nghiệm của học sinh và cung cấp nội dung bài học. Tuy nhiên còn nhiều hạn
chế trong việc hỗ trợ quá trình thực hiện thí nghiệm theo phương pháp thực nghiệm như thu
thập số liệu, xây dựng đồ thị... Đồng thời các thí nghiệm này có dung lượng quá lớn hạn chế
trong việc truyền tải trên Internet.
Khắc phục khó khăn về thiết bị dạy học Vật lí, cần nghiên cứu và triển khai các phần
mềm hỗ trợ dạy học thí nghiệm nhằm nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường phổ thông.
2. Xây dựng phần mềm hỗ trợ dạy học thí nghiệm Vật lí
2.1. Xây dựng phần mềm mô phỏng thí nghiệm thật
Để giúp cho nhanh chóng tiếp cận được với bộ thí nghiệm thật, người làm thí nghiệm
phải nhận diện được các dụng cụ đo, biết cách sử dụng chúng, hiểu về sơ đồ lắp ráp và quy
trình tiến hành thí nghiệm. Nhằm hỗ trợ việc nghiên cứu và tiến hành với thí nghiệm thật,
chúng tôi tiến hành xây dựng phần mềm hoàn toàn giống thí nghiệm thật cả về hình ảnh, quy

nghiệm khó thực hiện với thí nghiệm
thật
Nhiều hiện tượng vật lí có thể quan sát trong thực tiễn hoặc tiến hành với thí nghiệm
thật, tuy nhiên việc nghi nhận kết quả khó khăn, việc xử lí số liệu, tính toán, vẽ đồ thị phức tạp,
mất nhiều thời gian. Ví dụ chuyến động vật bị ném, dao động điều hòa của vật trên đệm khí…
Bằng phương pháp phân tích băng hình, với các chức năng tính toán, vẽ đồ thị của phần
mềm hỗ trợ hiệu quả cho quá trình dạy của giáo viên và học của học sinh.
Ví dụ: Thí nghiệm khảo sát định luật bảo toàn cơ năng trong trường lực đàn hồi.
2
Hình 1: Thí nghiệm khảo sát chuyển động đều với
máng CT10-2 và đồng hồ MC964
Hình 2: Thí nghiệm khảo sát tương tác 2 vật với
đệm khí và đồng hồ J0201
Bằng cách quay Video
dao động của vật trên đệm khí và
đưa vào phần mềm. Với các chức
năng của phần mềm có thể đo độ
dời của vật theo từng khung hình
(thời gian dịch chuyển theo dạng
video, hệ pal là 25 khung hình/s).
Sử dụng phần mềm:
- Nhấn nút hiển thị vạch
đánh dấu vị trí cân bằng, cho hiển
thị thước đo (đã được xác định
đúng theo tỷ lệ của thí nghiệm
thật). Nhấn nút để dịch
chuyển từng khung hình, đo
quãng đường dịch chuyển của vật qua từng khung hình, thời gian được xác định theo định dạng
Video hệ pal là 0.04s.
- Nhập số liệu vào bảng và nhấn nút tính cơ năng, phần mềm sẽ tính thế năng và động

dựng trên cơ sở lý thuyết mà không có thí nghiệm khảo sát cũng như kiểm chứng.
Bằng các phần mềm phân tích video quay các hiện tượng thật, học sinh có thể kiểm
chứng lại kiến thức lý thuyết. Giáo viên cũng có thể tổ chức dạy học những kiến thức đó theo
con đường thực nghiệm bằng phần mềm.
4. Kết luận và kiến nghị
Sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo đem lại hiệu quả cao trong quá trình dạy học ở trường
phổ thông, tuy nhiên cần có sự kết hợp hài hòa với việc sử dụng thí nghiệm thật nhằm rèn luyện
cho học sinh cả về lĩnh vực nhận thức cũng như kỹ năng tâm vận.
Để sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo hiệu quả, cần xây dựng các phần mềm có hệ
thống, sát với chương trình vật lý ở phổ thông.
Việc xây dựng phần mềm là mất nhiều thời gian, công sức, cần có sự tham gia của
nhiều cơ quan, tố chức, cá nhân, đồng thời cũng cần có đơn vị đứng ra sưu tầm, chọn lọc, sắp
xếp theo hệ thống, tạo ra cơ sở dữ liệu hỗ trợ cho dạy và học dùng chung cho cả nước.
Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002). Phương
pháp dạy học Vật lý ở trường phổ thông. Nxb Đại học Sư phạm Hà Nội.
2. Nguyễn Xuân Thành. Mô phỏng thí nghiệm trên máy tính để sử dụng phối hợp với thí
nghiệm thật trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông. Tạp chí khoa học, số 6/2007.
trường Đại học Sư phạm Hà Nội. tr 82.
3. Phạm Xuân Quế, Phạm Kim Chung. Role, requirements of online interactive physics
experiment and how to develop the experiment. Tạp chí khoa học, số 6/2007. trường Đại
học Sư phạm Hà Nội. tr 87.
4