Sử dụng ngôn ngữ lập trình matlap trong việc dạy bài tập phần phóng xạ và phản ứng hạt nhân sách giáo khoa vật lý 12 nâng cao

Sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlap trong việc dạy bài tập phần Phóng xạ và phản ứng hạt nhân sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao Dương Thế Hiển Trường Đại học Giáo dục Luận văn Thạc sĩ ng

Sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlap trong việc dạy bài tập phần Phóng xạ và phản ứng hạt nhân sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao

Dương Thế Hiển

Trường Đại học Giáo dục Luận văn Thạc sĩ ngành: Lý luận và phương pháp dạy học; Mã số: 60 14 10

Người hướng dẫn: PGS.TS Bùi Văn Loát

Năm bảo vệ: 2011

Abstract: Trình bày 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 Nghiên cứu nội dung dạy học thuộc phần Phóng xạ và Phản ứng hạt nhân chương trình Sách giáo khoa Vật lý 12 ban Nâng cao Tìm hiểu 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

Keywords: Phương pháp dạy học; Vật lý; Lớp 12; Phóng xạ; Phản ứng hạt nhân;

Sách giáo khoa

Content

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay, cuộc cách mạng về công nghệ thông tin bắt đầu từ những năm cuối thế kỷ

20 đã đem lại vô số những thành tựu góp phần to lớn phát triển mọi mặt của xã hội loài người Hoạt động dạy học cùng với những hoạt động khác của xã hội được tin học hóa mạnh mẽ Điều này không chỉ thể hiện ở việc tiến hành xây dựng một kết cấu hạ tầng thông tin mà bản chất của nó nằm ở sự thay đổi về nội dung, hình thức tổ chức dạy học và thay đổi tư duy của người dạy và người học ở tất cả các cấp bậc giáo dục

Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ X xác định: " đẩy mạnh công nghiệp hóa,

hiện đại hóa và phát triển kinh tế tri thức, đưa nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp theo hướng hiện đại vào năm 2020 "

Muốn phát triển được giáo dục, một trong những vấn đề cấp thiết có tính chiến lược là đổi mới phương pháp giáo dục Phương pháp giáo dục được quy định trong Luật Giáo dục

nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam tại mục 2 Điều 4 ghi rõ: “Phương pháp giáo dục

phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động tư duy sáng tạo của người học, bồi dưỡng năng lực tự học, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên”

Việc phát triển năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trung học phổ thông là một trong những mục tiêu của công cuộc đổi mới PPDH Đây là nhiệm vụ khó khăn khi nội dung dạy học khá nặng nề và chế độ thi cử định hướng mục đích học tập Học sinh tại các trường Trung học phổ thông ít có điều kiện để được rèn luyện tư duy khoa học, kỹ năng thu thập, xử lý thông tin Việc tiếp cận với tin học một cách thường xuyên sẽ dần hình thành cho học sinh kinh nghiệm về thu thập và xử lý thông tin, nhưng chừng đó là chưa đủ Vai trò

tổ chức hoạt động học tập ứng dụng công nghệ tin học đòi hỏi người giáo viên phải hiểu và sử dụng máy tính và các phần mềm một cách thuần thục

Dạy học Vật lý là dạy hiện tượng Việc mô phỏng, mô hình hóa các hiện tượng Vật lý bằng phần mềm giúp học sinh nhận thức hiện tượng một cách trực quan Dạy học Vật lý với

sự hỗ trợ của mô hình tiết kiệm thời gian tổ chức hoạt động nhận thức, tăng thời lượng thảo luận và giải quyết các vấn đề thuộc bản chất hiện tượng

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mạng xã hội ảo trở nên phổ biến và sẽ còn phát triển mạnh mẽ trong nhiều năm tới Việc tìm kiếm, chia sẻ thông tin trên mạng internet đã trở nên phổ biến, điều này đòi hỏi người giáo viên thế hệ mới có những hiểu biết sâu hơn về máy tính, mạng, kĩ thuật số Trao đổi thông tin trong cộng đồng mạng xã hội ảo phát triển mạnh

mẽ khiến cho lượng thông tin của loài người tăng lên chóng mặt Việc lựa chọn những thông tin có ích cho công tác của giáo viên là hết sức quan trọng Với các giáo viên giảng dạy môn Vật lý thì họ cần các tiện ích, phần mềm, tài liệu… về bộ môn của họ Như vậy, các giáo viên cần đến một công cụ nào đó có thể dễ dàng thiết kế, xây dựng mô hình Vật lý, có cộng đồng phát triển đông đảo, đồng thời tính tương thích và kế thừa cao Matlab, phần mềm lập trình mạnh với một nguồn tư liệu rất lớn mà hầu hết các sinh viên ngành sư phạm Vật lý đều được học tại giảng đường đại học, là phần mềm có thể thỏa mãn đa số các yêu cầu đó

Xuất phát từ các vấn đề trên, tác giả chọn đề tài:

“Sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlap trong dạy học bài tập phần Phóng xạ và phản ứng hạt nhân sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao”

làm đề tài nghiên cứu luận văn của mình

2 Mục đích nghiên cứu

Sử dụng phần mềm Matlab thiết kế một số mô hình để giúp học sinh hình thành tư duy logic, giải quyết vấn đề trong phần Phóng xạ và Phản ứng hạt nhân được học trong trường phổ thông

Rèn luyện tư duy phê phán, đối thoại và sáng tạo cho học sinh

3 Lịch sử nghiên cứu

Trong những năm qua đã có nhiều người đã ứng dụng phần mềm toán học Matlab vào việc xây dựng các mô hình, các phần mềm hỗ trợ việc dạy giải bài tập vật lý phổ thông trung học ở các chương như:

- Dạy học bài toán dao động và sóng sử dụng mô hình được xây dựng bằng phần mềm Matlab (Luận văn thạc sĩ Đinh Đức Chính)

- Sử dụng một số mô hình dao động và sóng điện từ được xây dựng bằng ngôn ngữ lập trình Matlab để giảng dạy chương “Dao động và sóng điện từ” - vật lí 12 THPT Ban nâng cao.( Luận văn thạc sĩ Trần Thị Thanh Vân)

4 Đối tượng nghiên cứu

Các dạng bài tập trong phần Phóng xạ và Phản ứng hạt nhân chương trình Sách giáo khoa Vật lý 12 ban Nâng cao

Hoạt động của giáo viên và học sinh khi dạy và học các kiến thức trên

5 Giả thuyết khoa học

Nếu có thể dùng phần mềm Matlab mô hình hóa một số khái niệm cơ bản, các hiện tượng và mối quan hệ giữa các đại lượng trong phần Phóng xạ và Phản ứng hạt nhân và các

mô hình này giúp học sinh nhận thức sâu sắc hơn về bản chất Vật lý của vấn đề thì có thể làm cho học sinh tiếp thu kiến thức một cách tích cực, ghi nhớ một cách logic và vận dụng sáng tạo hơn Việc mô hình hóa trên góp phần đẩy mạnh quá trình đổi mới phương pháp giảng dạy

bộ môn Vật lý ở trường phổ thông

6 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

Nghiên cứu nội dung dạy học thuộc phần Phóng xạ và Phản ứng hạt nhân chương trình Sách giáo khoa Vật lý 12 ban Nâng cao

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

7 Phạm vi nghiên cứu

Các kiến thức về Phóng xạ và Phản ứng hạt nhân chương trình Sách giáo khoa Vật lý

12 ban Nâng cao

Các TNSP trên 04 lớp 12

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Nghiên cứu các tài liệu ,sách báo liên quan đến đề tài nghiên cứu nhằm xác định cơ sở

lý luận của đề tài

8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Điều tra giáo dục : Phỏng vấn gián tiếp bằng phiếu hỏi và toạ đàm trực tiếp với các đối tượng là giáo viên, học sinh về thực trạng dạy học vật lý ở trường phổ thông

Quan sát sư phạm: Dự giờ của giáo viên vật lý

* Thực nghiệm sư phạm

Tiến hành dạy một số tiết học có sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích hóa hoạt động nhận thức của học sinh; quan sát, kiểm tra đánh giá hoạt động của HS khi học các giờ

học này, sau đó so sánh với các lớp đối chứng; kết hợp với việc trao đổi ý kiến của GV về các bài học có sử dụng phần mền thí nghiệm ảo này

* Thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu TNSP, so sánh kết quả học tập của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng, từ đó rút ra nhận xét nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài

9 Đóng góp của đề tài

Góp phần làm sáng tỏ vai trò phương pháp mô hình hóa bằng phần mềm máy tính trong dạy học Vật lý trong trường phổ thông

Cung cấp những hiểu biết cơ bản về phần mềm Matlab và ứng dụng của nó

Tạo ra một số mô hình có giá trị thực tiễn

10 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn dự kiến được trình bày trong ba chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài

Chương 2: Phân tích một số dạng bài tập và ứng dụng Matlab thiết kế một số mô hình dạy bài tập trong phần phóng xạ và phản ứng hạt nhân

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan về quá trình dạy học

1.1.1 Khái quát chung

Quá trình dạy học là sự thống nhất biện chứng giữa hai yếu tố cơ bản trong quá trình

qua lại lẫn nhau, tương hỗ lẫn nhau Nếu thiếu một trong hai hoạt động đó thì quá trình dạy học không thể diễn ra Để quá trình dạy học diễn ra thực sự hiệu quả, chúng ta cần phải tính tới các yếu tố cơ bản sau:

1.1.1.1.Đối với người dạy

1.1.1.2.Đối với người học

1.1.2 Nhiệm vụ của quá trình dạy học

1.2 Cơ sở về phương pháp dạy học

1.2.1 Phương pháp dạy học

1.2.1.1.Phương pháp dạy học là gì?

1.2.1.2.Mối quan hệ giữa mục tiêu, nội dung, phương pháp

Dạy học là quá trình thiết kế, thi công của GV với HS là quá trình tự thiết kế và trực tiếp thi công dưới sự hướng dẫn, hỗ trợ ít nhiều của GV nhằm đạt chất lượng và hiệu quả trong dạy học

1.2.1.3.Thực trạng của việc dạy và học hiện nay

[1] Đỗ Ngọc Đạt, Tiếp cận hiện đại hoạt động dạy học, NXB ĐH Quốc Gia, 1997

1.2.2 Đổi mới phương pháp dạy học

1.2.2.1.Sự cần thiết phải đổi mới PPDH

Đứng trước yêu cầu của công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước (2000-2020), sự thách thức trên con đường cạnh tranh và hội nhập, đòi hỏi ngành Giáo dục phải tiến hành đổi mới một cách toàn diện, trong đó có sự đổi mới cơ bản về phương pháp dạy và học

1.2.2.2.Định hướng đổi mới

Khoản 2 điều 24 Luật Giáo dục ghi rõ:

“Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp

tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS”

1.3 Phương pháp dạy học tích cực

1.3.1 Khái niệm PPDH tích cực

Thuật ngữ “PPDH tích cực” được dùng để chỉ những phương pháp giáo dục / dạy học

nhằm phát huy tích tích cực, chủ động, sáng tạo của người học

Sơ đồ 1.1: Sơ đồ mối quan hệ giữa GV và HS trong dạy học tích cực

1.3.2 Các đặc trưng của PPDH tích cực

Các dấu hiệu đặc trưng của phương pháp dạy và học tích cực có thể là:

1.3.2.1.Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động của HS và chú trọng rèn luyện phương

pháp tự học

1.3.2.2.Tăng cường hoạt động học tập của mỗi cá nhân và phối hợp với học hợp tác giữa các

HS

1.3.2.3.Dạy và học chú trọng đến sự quan tâm và hứng thú của HS, nhu cầu và lợi ích của xã

hội

1.3.2.4.Dạy và học coi trọng hướng dẫn tìm tòi

Tư liệ u Hoạ t đ ộ ng dạ y họ c (Môi trườ ng)

Đị nh hư ớ ng Liên hệ ngư ợ c

Liên hệ ngư ợ c

Thích ứ ng

Tổ

chứ c

Cung cấ p tư liệ u tạ o tình huố ng

1.3.2.5.Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò

Dạy học tích cực nhằm đáp ứng mục tiêu đào tạo người lao động năng động, sáng tạo thích nghi với mọi hoàn cảnh trong đời sống, xã hội Do vậy, kiểm tra đánh giá không chỉ dừng lại ở yêu cầu ghi nhớ tái hiện kiến thức, lặp lại kĩ năng đã học mà phải phát triển ở người học tư duy logic, tư duy phê phán, khả năng phân tích, tổng hợp, đánh giá, giải quyết vấn đề mà thực tiễn cuộc sống đặt ra

1.4 Những vấn đề lý luận về dạy giải BTVL

1.4.1 Khái niệm bài tập vật lí

Theo nghĩa rộng, bài tập vật lí được hiểu là vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa chính là bài tập đối với HS Sự tư duy, tìm tòi, giải quyết vấn đề gặp phải đó là HS

đã giải bài bài tập

1.4.2 Tác dụng của BTVL trong hoạt động dạy học vật lí

1.4.3 Sử dụng BTVL trong dạy học vật lý

1.4.3.1.Những yêu cầu chung trong dạy học về BTVL

Cần dự tính kế hoạch về việc sử dụng BTVL trong dạy học, với từng đề tài, từng tiết học Phân loại BTVL

Hình 1.2 Sơ đồ phân loại BTVL 1.4.3.2.Phân loại bài tập vật lý

a Phân loại theo nội dung của bài tập vật lí

• Theo đề tài của tài liệu vật lí

• Bài tập có nội dung trừu tượng và bài tập có nội dung cụ thể

• Bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp

• Bài tập có nội dung lịch sử

• Bài tập vui

b Phân loại theo phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải

- Bài tập định tính

Bài tập vật lý

Phân loại theo nội

dung

Phân loại theo yêu cầu phát triển tư duy

Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

Bài tập

có nội

dung lịch

sử

BT có

nội dung

cụ thể

hoặc trừu

tượng

Đề tài vật lý

Kỹ thuật tổng hợp

Bài tập luyện tập

Bài tập sáng tạo

Bài tập định tính Bài tập định lượng

Bài tập thí nghiệm Bài tập đồ thị

Trắc nghiệm khách quan

Cơ Nhiệt Điện Quang

SƠ ĐỒ PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ

- Bài tập định lượng

- Bài tập thí nghiệm

- Bài tập đồ thị

- Bài tập trắc nghiệm khách quan

c Phân loại theo yêu cầu luyện tập kỹ năng, phát triển tư duy trong quá trình dạy học

• Bài tập luyện tập

• Bài tập sáng tạo

+ Bài tập nghiên cứu:

+ Bài tập thiết kế:

1.4.3.3.Lựa chọn BTVL

a Căn cứ để lựa chọn BTVL

b Số lượng và nội dung bài tập được lựa chọn cần đáp ứng các yêu cầu sau

1.4.4 Phương pháp giải BTVL

Sự nắm vững lời giải bài toán vật lý phải thể hiện ở khả năng trả lời được câu hỏi:

- Việc giải bài toán này cần xác lập được những mối liên hệ cơ bản nào?

- Sự xác lập các mối liên hệ cơ bản cụ thể này dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lý

gì, vào điều kiện cụ thể gì của bài toán?

Bước 1: Tìm hiểu đề bài

Bước 2: Xây dựng lập luận để xác lập các mối liên hệ cơ bản của các dữ liệu xuất phát

và các dữ liệu phải tìm

Bước 3: Luận giải

Bước 4: Kiểm tra, xác nhận, kết quả

1.4.5 Hướng dẫn HS giải BTVL

1.4.5.1.Định hướng hành động của HS giải BTVL

Tư duy giải bài toán vật lý

Phân tích phương pháp giải bài toán cụ thể

Mục đích sư phạm Xác định kiểu

hướng dẫn

Phương pháp hướng dẫn giải bài toán cụ thể

1.4.5.2.Các kiểu hướng dẫn HS giải BTVL

a Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn angôrit)

Sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có thường được gọi là hướng dẫn angôrit

Ở đây thuật ngữ angôrit được dùng với nghĩa là một quy tắc hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, trong đó chỉ cần chỉ rõ thực hiện những hành động nào và theo trình tự nào để đi đến kết quả

b Hướng dẫn tìm tòi (Hướng dẫn ơrixtic)

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết, không phải là GV chỉ dẫn cho HS chỉ việc chấp hành các hành động theo một mẫu đã có để xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả

c Định hướng khái quát chương trình hóa

Định hướng khái quát chương trình hóa cũng là sự hướng dẫn cho HS tự tìm tòi cách giải quyết (chứ không thông báo ngay cho HS cái có sẵn) Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là GV định hướng hoạt động tư duy của HS theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề

Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm là kết hợp được việc thực hiện các yêu cầu như:

- Rèn luyện tư duy của HS trong quá trình giải bài toán vật lý

- Đảm bảo cho HS giải được bài toán đã cho.Tuy nhiên, sự hướng dẫn như vậy đòi hỏi phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài toán của HS Không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn, mà phải kết hợp được việc định hướng với việc kiểm tra kết quả hoạt động của HS để điều chỉnh sự giúp đỡ thích ứng với trình độ HS

1.5 Vai trò, ý nghĩa của công nghệ thông tin trong dạy học

Thế giới bước vào kỷ nguyên mới nhờ tiến bộ nhanh chóng của việc ứng dụng CNTT vào tất cả các lĩnh vực Trong giáo dục – đào tạo, CNTT đã góp phần hiện đại hóa phương tiện, thiết bị dạy học góp phần đổi mới PPDH

1.5.1 Dạy và học theo quan điểm công nghệ thông tin

Sử dụng CNTT để dạy học, PPDH cũng thay đổi, GV là người hướng dẫn HS học tập chứ không đơn thuần chỉ là người rót thông tin vào đầu HS GV cũng phải học tập thường xuyên để nâng cao trình độ về CNTT, sử dụng có hiệu quả CNTT trong học tập HS có thể lấy thông tin từ nhiều nguồn phong phú khác nhau Lúc này HS phải biết đánh giá và lựa chọn thông tin, không còn chỉ đơn thuần nhận thông tin một cách thụ động vì nguồn thông tin vô cùng phong phú

1.5.2 Công nghệ thông tin với vai trò phương tiện, thiết bị dạy học

1.6 Cơ sở lý thuyết về việc sử dụng mô hình trong dạy học

1.6.1 Định nghĩa mô hình

thống được hình dung trong óc hay được thực hiện một cách vật chất, hệ thống đó phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu hoặc tái tạo nó, bởi vậy việc nghiên cứu

mô hình sẽ cung cấp cho ta những thông tin mới về đối tượng.”

1.6.2 Chức năng của mô hình trong Vật lý học

Trong Vật lý học, mô hình có những chức năng chính như sau:

- Mô tả sự vật hiện tượng

- Giải thích các tính chất, hiện tượng có liên quan đến đối tượng

- Tiên đoán các tính chất và các hiện tượng mới

1.6.3 Các loại mô hình Vật lý

Mô hình Vật lý thông thường được chia làm hai loại có chức năng khác nhau: mô hình vật chất và mô hình lý thuyết

1.6.4 Phương pháp mô hình trong nghiên cứu Vật lý và các giai đoạn

Giai đoạn 1: Nghiên cứu những tính chất của đối tượng gốc

Giai đoạn 2: Xây dựng mô hình

Giai đoạn 3: Thao tác trên mô hình, suy ra hệ quả lý thuyết

Giai đoạn 4: Thực nghiệm kiểm tra

1.6.5 Phương pháp mô hình trong dạy học Vật lý

1.6.5.1.Vai trò của mô hình trong dạy học Vật lý

Các mô hình lý tưởng tuy rất có tác dụng trong hoạt động nhận thức nhưng nhiều khi đòi hỏi ở HS một trình độ tư duy trừu tượng cao, một cơ sở thực nghiệm phong phú và kinh nghiệm bản thân dồi dào mới có thể xây dựng được các mô hình V.G.Razumôxki khi bàn về phương pháp mô hình trong dạy học cũng nhận định rằng: “Ở giai đoạn xây dựng mô hình, vì việc tìm ra những đối tượng trừu tượng thích hợp có thể thay thế cho quá trình, hiện tượng nghiên cứu là rất khó, nên thông thường thì HS không thể làm việc đó, tính tự lực của họ trong giai đoạn này bị hạn chế”

1.6.5.2.Các mức độ sử dụng phương pháp mô hình trong dạy học Vật lý

1.7 Tổng quan phần mềm Matlab

1.7.1 Giới thiệu chung

Matlab là một môi trường tính toán số được phát triển bởi The MathWorks Đây là một trong những ngôn ngữ lập trình rất mạnh để phát triển các ứng dụng

Lĩnh vực áp dụng của Matlab có thể chia kể đến: nghiên cứu các quá trình (vật lý, hóa học), tự động hóa, điện tử, viễn thông, toán học, mô phỏng, thiết kế giao diện, thiết kế các phần mềm cụ thể…

Luận văn này chỉ đề cập đến một khía cạnh cụ thể của Matlab ứng dụng trong giáo dục, đó là khả năng tạo các giao diện đồ họa (GUI – Graphic user interface) dùng để xây dựng các mô hình vật lý học Ngoài ra cũng phải kể đến sự kế thừa các tính năng nổi trội khác, ví

dụ như khả năng dịch các ứng dụng độc lập, kế thừa kho tàng các công cụ, hàm và khả năng

đồ họa của Matlab

1.7.2 Matlab là ngôn ngữ lập trình

1.7.3 Các đặc điểm chính của ngôn ngữ lập trình Matlab

Là ngôn ngữ lập trình, Matlab có các đặc điểm chính sau:

- Dễ xử lý các cấu trúc ma trận thực và phức, các xâu ký tự

- Có thể xử lý các biểu thức toán và dễ dàng kết hợp với các tính toán số

- Khả năng đồ hoạ mạnh và dễ dàng kết hợp với các tính toán số

- 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

- Dễ phát triển các ứng dụng trên các lĩnh vực khoa học và công nghệ riêng

So sánh MatLab với các ngôn ngữ lâp trinh khác: do dễ lập trình và chương trình ngắn nên hiệu suất lập trình cao hơn hẳn so với khi viết chương trình bằng Basic, Pascal, Fortran, C Nó có thể làm việc được ở cả 2 chế độ:

- Chế độ đối thoại: cho các bài toán có cấu trúc ngắn, đơn giản và chỉ chạy một lần

- Chế độ lập trình: cho các bài toán có cấu trúc lớn, phức tạp

1.7.4 Sơ lược về GUI

GUI- giao diện người dùng đồ họa là dạng thể hiện đồ họa bao gồm các dụng cụ, thiết

bị, trong đó cho phép người dùng thực hiện công việc tương tác Để thực thi các công việc của mình, người dùng không cần viết các đoạn chương trình hay từng dòng lệnh cụ thể, nói cách khác là họ không cần biết chi tiết các thao tác bên trong của từng công việc cụ thể

Hình 1.1: Chương trình đồ họa Matlab tiêu biểu

1.7.5 Ví dụ về mô hình được xây dựng bằng Matlab

1.7.6 Ứng dụng Matlab xây dựng mô hình vật lý học ứng dụng trong giảng dạy

Quy trình xây dựng một mô hình (ảo) để ứng dụng trong giảng dạy như sau:

- Xác định mục đích dạy học

- Thiết kế, xây dựng mô hình

- Thực nghiệm

- Đánh giá kết quả

- Chỉnh sửa hoặc xây dựng mô hình mới

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 (animation) tương ứng với nội dung và mục đích dạy học Ngoài ra phải kể đến thế mạnh riêng của các mô hình đã được thiết kế, đó

là được dịch thành các ứng dụng độc lập (standalone applications), trực quan, sinh động, tính

hệ thống Những đặc điểm này làm cho luận văn có đôi chút khác biệt mang tính tích cực so

với một số đề tài ứng dụng Matlab trong giảng dạy trước đây