ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRẦN TRỌNG NGHĨA

SỬ DỤNG PHẦN MỀM FLASH MX TRONG DẠY HỌC
THÍ NGHIỆM CÁC BÀI ĐỘNG HỌC VÀ ĐỊNH LUẬT NEWTON
(Chƣơng trình sách giáo khoa Vật lý lớp 10 trung học phổ thông)

LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM VẬT LÝ
Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP GIẢNG DẠY BỘ MÔN VẬT LÝ

Mã số: 60.14.10

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học : TS. Bùi Văn Loát

Hà Nội – 2009

1


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU......................................................................................................
1.

Lý do chọn đề tài......................................................................................

2.

Mục đích nghiên cứu................................................................................

1.1.

Thí nghiệm Vật lý trong tổ chức hoạt động nhận thức c

trung học phổ thông ....................................................
1.1.1. Thí nghiệm Vật lý, các đặc điểm của thí nghiệm Vật lý..................
1.1.2. Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lý ỏ THPT........................
1.2. Sử dụng thí nghiệm ảo trong dạy học Vật lý ở trƣờng phổ thông ...
1.2.1. Thí nghiệm ảo...................................................................................
1.2.1.1. Khái niệm phần mềm dạy học................................................... ...
1.2.1.2. Những yêu cầu chung đối với phần mềm dạy học ........................
1.2.2. Thí nghiệm ảo, một số yêu cầu quan trọng đối với thí nghiệm ảo....
1.3.

Vai trò của thí nghiệm thực hành phƣơng pháp giảng dạy

trong trƣờng phổ thông................................................
1.3.1. Thí nghiệm thực hành Vật lý phổ thông...........................................

1


1.3.2. Nội dung, hình thức tổ chức thí nghiệm thực hành giảng dạy
Vật lý THPT..................................................................................................................................... 27
1.4.

Kết luận chƣơng 1............................................................................................................ 32

Chƣơng 2. SỬ DỤNG PHẦN MÊM FLASH MX TRONG DẠY HỌC
THÍ NGHIỆM CÁC BÀI ĐỘNG HỌC VÀ ĐỊNH LUẬT NEWTON


Mục đích, đối tƣợng, nội dung thực nghiệm sƣ phạm................................ 66

3.1.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm.............................................................................. 66
3.1.2 Đối tƣợng và nội dung thực nghiệm sƣ phạm................................................. 66
3.2.

Phƣơng pháp thực nghiệm........................................................................................... 67

3.3.

Kết quả thực nghiệm sƣ phạm.................................................................................. 71

3.3.1 Đánh giá định tính........................................................................................................... 71
3.3.2 Đánh giá thông qua kết quả các bài thực hành thí nghiệm (đánh giá
định lƣợng qua bản kế hoạch thí nghiệm và các bản báo cáo thí nghiệm). 74


2


3.4. Kết luận chƣơng 3.............................................................................................................. 84
KẾT LUẬN....................................................................................................................................... 85
Tài liệu tham khảo........................................................................................................................... 87

3


NHỮNG CHỮ VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT
VIẾT TẮT

TNTHVL:

9.

TN:

10.

ĐC:


4


MỞ ĐẦU
1.

Lý do chọn đề tài
Hiện nay, Công nghệ thông tin- truyền thông (CNTT-TT) đã và đang

phát triển với tốc độ nhanh. Internet, đa phƣơng tiện, truyền thông băng rộng,
CD-ROM, DVD... đã và đang mang đến những biến đổi to lớn có tính cách
mạng trên quy mô toàn cầu trong nhiều lĩnh vực, trong đó có Giáo dục và Đào
tạo. Chính vì vậy, việc ứng dụng CNTT-TT vào giáo dục đã trở thành hƣớng
ƣu tiên hàng đầu của nhiều quốc gia trên thế giới. Giáo dục Việt Nam cũng
không nằm ngoài xu hƣớng phát triển đó.
Hiện nay, Việt Nam đang phấn đấu tiến đến xây dựng một nền kinh tế tri
thức, một nền kinh tế tri thức đòi hỏi nền giáo dục phải là nền giáo dục tiên
tiến. Trong nền giáo dục đó thì phƣơng pháp dạy học phải phát huy đƣợc tính
tích cực, chủ động đối với ngƣời học để đào tạo ra những ngƣời lao động có

nghiệm ở các trƣờng phổ thông còn gặp những khó khăn về trang thiết bị, nhiều
dụng cụ thí nghiệm còn thiếu thốn, cũ kĩ và hay bị hỏng hóc. Khi thực hiện các
thí nghiệm gặp nhiều trở ngại cho cả thầy và học trò. Hơn nữa mỗi tiết học ở
trƣờng phổ thông chỉ diễn ra trong thời gian 45 phút, một thời gian rất ngắn đối
với bài thực hành vật lý. Trong mỗi bài thực tập vật lý, việc giới thiệu và lắp ráp
thiết bị mất nhiều thời gian, thời gian thực tế để tiến hành thí nghiệm rất ít. Nhƣ
vậy ngƣời thầy phải mất rất nhiều thời gian cho việc chuẩn bị trƣớc một giờ lên
lớp và cũng không chắc chắn rằng thí nghiệm của mình thành công ở mức độ
nào. Hơn nữa số tiết dạy liền nhau ở các lớp khác nhau và điều này chỉ có thể
thực hiện đƣợc bằng cách: một là, học sinh phải đi đến phòng chức năng thí
nghiệm riêng biệt; hai là, các thầy cô phải di chuyển hệ thống dụng cụ thí
nghiệm tới các lớp học của học sinh. Cả hai phƣơng án này đều gây ra rất nhiều
khó khăn vì không phải trƣờng phổ thông nào cũng có đủ các phòng chức năng
riêng cho các bộ môn hay phòng chức năng đủ điều kiện làm thí nghiệm. Thiết bị
thí nghiệm có thể bị hỏng hóc do vận chuyển, chất

2


lƣợng dạy và học bị hạn chế. Nhiều khi có đủ điều kiện tiến hành thí nghiệm,
có phòng chức năng nhƣng việc đăng ký giờ dạy vẫn không thực hiện đƣợc
vì đồng loạt nhiều lớp đăng ký, nhiều bộ môn đăng ký nên khi đến lƣợt làm
thí nghiệm thì chƣơng trình học đã đi qua rất lâu không có hiệu quả giảng dạy
nữa.
Một trong các giải pháp mà chúng tôi thấy có thể góp phần nâng cao
chất lƣợng dạy và học là nghiên cứu, sử dụng phần mềm Flash MX lập trình
thí nghiệm ảo trong dạy học thí nghiệm vật lý. Trong khuôn khổ của luận văn
tốt nghiệp chúng tôi đã sử dụng phần mềm Flash MX lập trình thí nghiệm ảo
trong dạy học các bài động học và định luật Newton (chƣơng trình giáo khoa
vật lý lớp 10 THPT). Xây dựng hệ thống các bài thí nghiệm thực hành Vật lý


Việt Nam, việc đƣa vào sử dụng thí nghiệm ảo cũng sẽ góp phần giải

quyết những khó khăn về thiết bị đang gặp phải.
Nhƣ vậy, nếu xây dựng đƣợc các bài TNTHVL ảo này sao cho vẫn có
thể đáp ứng đƣợc các yêu cầu cơ bản của các bài TNTHVL thì sẽ góp phần
giải quyết các khó khăn trên, nâng cao đƣợc chất lƣợng dạy học .
Với những lý do trên chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: Sử dụng phần
mềm Flash MX trong dạy học thí nghiệm các bài động học và định luật
Newton ( lập trình thí nghiệm ảo ).
2.

Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu,sử dụng phần mềm Flash MX trong dạy học thí nghiệm
các bài động học và định luật Newton (chƣơng trình giáo khoa vật lý
lớp 10 THPT).

3.

Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
 Khách thể:
- Quá trình dạy và học thí nghiệm các bài động học và định luật
Newton
(chƣơng trình sách giáo khoa vật lý lớp 10 THPT)
- Phần mềm dạy học và ngôn ngữ lập trình thiết kế Flash

MX.

 Đối tượng:
-

Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm: Học sinh trƣờng THPT Đoàn Kết

Hai Bà Trƣng-Hà Nội.
6.
-

Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý luận về vai trò của thí nghiệm Vật lý trong việc tổ

chức hoạt động nhận thức của học sinh ở các trƣờng THPT.
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về thí nghiệm ảo, yêu cầu đối với thí
nghiệm
ảo.
- Ứng dụng CNTT để nghiên cứu xây dựng các bài thí nghiệm thực
hành
vật lý ảo về các bài động học và định luật Newton (chƣơng trình giáo khoa
vật lý lớp 10 THPT) đáp ứng các yêu cầu cơ bản của TNTHVL hiện nay (đòi
hỏi cao tính tích cực, tự lực của thầy và trò trong khi chuẩn bị, tiến hành và sử
dụng các thí nghiệm này trong dạy học Vật lý phổ thông).
-

Nghiên cứu việc sử dụng các thí nghiệm thực hành Vật lý ảo này trong

quá trình dạy các bài động học và định luật Newton.
- Thực nghiệm sƣ phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của
các
bài thí nghiệm thực hành Vật lý ảo. Điều chỉnh, sửa đổi hệ thống các bài
TNTHVL ảo.
7.


làm rồi và lập trình, xử lý kết quả.
-

Phương pháp thống kê toán học: nhằm phân tích, đánh giá kết quả

thực nghiệm sƣ phạm.
8.
-

Đóng góp mới của đề tài
Xây dựng một số bài thí nghiệm thực hành Vật lý ảo hỗ trợ quá trình

dạy và học thí nghiệm thực hành các bài động học và định luật Newton.
-

Thí nghiệm ảo nhƣng dựa vào các các thí nghiệm thực tế với các thiết

bị thí nghiệm theo quy định chuẩn của Bộ giáo dục và Đào tạo với kết quả
hoàn toàn trung thực.
-

Kết quả nghiên cứu sẽ là bằng chứng về việc có thể xây dựng, sử dụng

thí nghiệm thực hành Vật lý ảo hỗ trợ quá trình dạy và học thí nghiệm thực
hành các bài động học và định luật Newton.
9.

Cấu trúc của đề tài
Bản Luận văn dài 90 trang gồm ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục


tƣợng cần nghiên cứu; phƣơng tiện gây tác động lên đối tƣợng cần nghiên
cứu và phƣơng tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của sự tác động.
-

Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi đƣợc để ta có thể

nghiên cứu sự phụ thuộc giữa hai đại lƣợng, trong khi các đại lƣợng khác giữ
không đổi.
-

Các điều kiện của thí nghiệm phải đƣợc khống chế, kiểm soát đúng

nhƣ dự định nhờ sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ
cần thiết, nhờ sự phân tích thƣờng xuyên các yếu tố của đối tƣợng cần nghiên
cứu, làm giảm tối đa ảnh hƣởng của các nhiễu.
- Đặc điểm đặc biệt quan trọng của thí nghiệm là tính có thể quan sát
đƣợc các biến đổi của đại lƣợng nào đó do sự biến đổi của đại lƣợng
khác.
Điều này đạt đƣợc nhờ các giác quan của con ngƣời và sự hỗ trợ của
các phƣơng tiện quan sát, đo đạc.
-

Có thể lặp lại thí nghiệm. Tức là: với các thiết bị thí nghiệm, các điều

kiện thí nghiệm nhƣ nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành lại thí

8


nghiệm, hiện tƣợng, quá trình Vật lý phải diễn ra trong thí nghiệm giống nhƣ

cho học
sinh.
Các nhiệm vụ trên có mối quan hệ chăt chẽ với nhau, đƣợc tiến hành
trong quá trình DHVL. Trên cơ sở hệ thống kiến thức Vật lý, đặc điểm của
học sinh và nhiệm vụ của nhà trƣờng THPT, giáo viên cần lựa chọn những
hình thức tổ chức và phƣơng pháp dạy học phù hợp để thực hiện các nhiệm
vụ đó một cách tối ƣu.

9


 Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong DHVL.
- Con đường nhận thức Vật lý:
Kế thừa những thành tựu của rất nhiều nhà khoa học trên con đƣờng đi
tìm chân lý, V.I. Lênin đã khái quát hoá và đƣa ra con đƣờng nhận thức khoa
học nhƣ sau: “Từ trực quan sinh động đến tƣ duy trừu tƣợng, rồi từ tƣ duy
trừu tƣợng trở về thực tiễn, đó là con đƣờng biện chứng của sự nhận thức
chân lý, của sự nhận thức hiện thực khách quan”. Nhƣ vậy thực nghiệm luôn
là cơ sở để bắt đầu quá trình nhận thức và đồng thời cũng nhờ thực nghiệm
mà quá trình nhận thức mới đi đến cái đích là thực tiễn khách quan.
Đối với khoa học Vật lý, con đƣờng nhận thức đó đã đƣợc nhiều nhà
Vật lý nổi tiếng nhƣ A.Einstein , M.Planck, M.Born ... phát biểu, tuy bằng
nhiều cách khác nhau nhƣng đều toát lên rằng quá trình nhận thức sáng tạo ấy
diễn ra theo một chu trình: Từ việc khái quát những sự kiện xuất phát đi đến
xây dựng mô hình trừu tƣợng giả định, có tính chất nhƣ một giả thuyết; Từ
mô hình dẫn đến việc rút ra hệ quả lý thuyết hoặc bằng suy luận lôgíc hoặc
bằng suy luận toán học); Để rồi, những hệ quả lý thuyết ấy sẽ đƣợc kiểm tra
bằng thực nghiệm.
+


Mô hình
trừu t

Những sự kiện
khởi đầu

Thí nghiệm
kiểm tra

Hình 1.1
-

Hoạt động nhận thức Vật lý của học sinh.

Hoạt động học là một hoạt động đặc thù của con ngƣời nhằm tiếp thu
những tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm mà loài ngƣời đã tích luỹ đƣợc, đồng
thời phát triển những phẩm chất, năng lực của ngƣời học. Đối tƣợng của hoạt
động học chính là nhằm biến đổi chính chủ thể ngƣời học. Trong quá trình
nhận thức Vật lý, học sinh có thể tiến hành lại những thí nghiệm, rồi trải qua
các giai đoạn của chu trình nhận thức để từ đó khám phá ra các kiến thức Vật
lý (thực chất là tái tạo lại chúng) mới biến chúng thànởiti thức của bản thân
mình. Đây sẽ là cơ sở để sau này, khi đó ngƣời học hoàn toàn có thể khám
phá ra đƣợc những tri thức mới.
Theo lý thuyết hoạt động, hoạt động học có cấu trúc gồm nhiều thành
phần bao gồm: một bên là động cơ, mục đích, phƣơng tiện điều kiện; bên kia
11


là hoạt động, hành động, thao tác. Các thành phần này có quan hệ và tác động
lẫn nhau, đƣợc thể hiện trên sơ đồ hình 1.2. Cấu trúc tâm lý của hoạt động

-

Mô hình hoá những sự kiện thực tế quan sát đƣợc dƣới dạng những

khái niệm, những mô hình lý tƣởng để sử dụng chúng làm công cụ tƣ duy.
-

Đo các đại lƣợng Vật lý, tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lƣợng

Vật lý, biểu diễn bằng công cụ toán học.
-

Dự đoán diễn biến của một hiện tƣợng trong những điều kiện thực tế

xác định; giải thích một hiện tƣợng thực tế.
12


-

-

Xây dựng một giả thuyết, từ giả thuyết suy ra hệ quả.

-

Lập phƣơng án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả).

Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định


Sử dụng các dụng cụ đo.

+

Làm thí nghiệm (bố trí, lắp ráp, vận hành thiết bị ...).

+

Thu thập tài liệu, ghi nhận số liệu thực nghiệm.

+

Thay đổi các điều kiện thí nghiệm, điều chỉnh....

(Chú ý rằng, các thao tác vật chất này không đơn thuần là thao tác
thuần tuý vật chất).
-

Thao tác tƣ duy: Phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tƣợng hoá, khái

quát hoá, quy nạp, diễn dịch....
 Vai trò của thí nghiệm trong DHVL ở THPT
-

Theo quan điểm lý luận nhận thức:

13


Vai trò của thí nghiệm trong mỗi giai đoạn nhận thức phụ thuộc vào

Thí nghiệm đặc biệt đóng vai trò quan trọng ở các phƣơng pháp nhận

thức phổ biến trong nghiên cứu Vật lý (phƣơng pháp thực nghiệm và phƣơng
pháp mô hình).
Phƣơng pháp thực nghiệm (gồm 4 giai đoạn):
14


1-Làm nảy sinh vấn đề cần giải đáp, câu hỏi cần trả lời.
2-Đề xuất giả thuyết.
3-Từ giả thuyết, dùng suy luận lôgíc để rút ra hệ quả có thể kiểm tra
bằng thí nghiệm.
4-Xây dựng và thực hiện phƣơng án thí nghiệm để kiểm tra hệ quả đã
rút ra. Nếu kết quả thí nghiệm phù hợp với hệ quả đã rút ra thì giả thuyết là
chân thực, nếu không phù hợp thì phải đề xuất giả thuyết mới. Nhƣ vậy thí
nghiệm đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn đầu và giai đoạn cuối của phƣơng
pháp thực nghiệm.
Phƣơng pháp mô hình (gồm 4 giai đoạn):
1-Thu thập các thông tin về đối tƣợng gốc. Ở giai đoạn này các thông
tin về đối tƣợng gốc thƣờng đƣợc thu thập nhờ thí nghiệm, qua thí nghiệm có
thể loại bỏ những yếu tố không quan tâm, tìm ra các thuộc tính, các mối quan
hệ bản chất của đối tƣợng gốc, đƣa ra đƣợc mô hình phản ánh các mối quan
hệ chính mà ta quan tâm.
2-Xây dựng mô hình. Nếu mô hình là vật chất ngƣời ta sẽ phải tiến
hành các thí nghiệm thực với nó.
3-Thu thập trên mô hình để suy ra các hệ quả lý thuyết.
4-Kiểm tra hệ quả trên đối tƣợng gốc. Trong giai đoạn này, thông qua
thí nghiệm trên vật gốc, đối chiếu kết quả thu đƣợc từ mô hình với những kết
quả thu đƣợc trên vật gốc, kiểm tra đƣợc tính đúng đắn của mô hình và rút ra
giới hạn áp dụng của mô hình.

dụng cụ thí nghiệm cần thiết, lắp ráp các dụng cụ và bố trí thí nghiệm, tiến
hành thí nghiệm, thu nhận và xử lý kết quả thí nghiệm...), học sinh sẽ chứng
tỏ những kiến thức về hiện tƣợng Vật lý đang đề cập, kiến thức về phƣơng
pháp, và cả kỹ năng của mình nữa.
Để kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức và kỹ năng của học
sinh, giáo viên có nhiều cách thức sử dụng thí nghiệm với nhiều mức độ yêu
cầu khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp. Mức độ tự lực của học sinh trong
quá trình thí nghiệm cũng có thể khác nhau, từ việc tiến hành thí nghiệm theo
bảng hƣớng dẫn chi tiết cho sẵn đến việc học sinh hoàn toàn tự lực trong tất
cả các giai đoạn của thí nghiệm.
+

Thí nghiệm là phƣơng tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện

của học sinh.

16


Thí nghiệm là phƣơng tiện để nâng cao chất lƣợng kiến thức và rèn
luyện kỹ năng, kỹ xảo về Vật lý của học sinh. Bởi vì thí nghiệm luôn có mặt
trong qúa trình nghiên cứu các hiện tƣợng, quá trình Vật lý, soạn thảo khái
niệm, định luật Vật lý, xây dựng các thuyết Vật lý, đề cập các ứng dụng trong
sản xuất và đời sống của các kiến thức đã học.
Do thí nghiệm Vật lý là một bộ phận của các phƣơng pháp nhận thức
Vật lý nên mối quan hệ với các quá trình thí nghiệm, học sinh sẽ đƣợc làm
quen và vận dụng có ý thức các phƣơng pháp nhận thức này. Các kiến thức
về phƣơng pháp mà học sinh lĩnh hội có ý nghĩa quan trọng, mở rộng vƣợt
qua khỏi giới hạn môn Vật lý sang các môn học khác, lĩnh vực khác.
Thí nghiệm là phƣơng tiện kích thích hứng thú học tập Vật lý, tổ chức