thiết kế và sử dụng thí nghiệm ảo bằng phần mềm crocodile physics 605 trong dạy học chương các định luật bảo toàn vật lý 10 theo định hướng phát triển năng lực của học sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ - HÓA - SINH ------ PHẠM THỊ ĐÀI LOAN THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO BẰNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ - HÓA - SINH

- -

PHẠM THỊ ĐÀI LOAN

THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO BẰNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 TRONG

DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT

TRIỂN NĂNG LỰC CỦA HỌC SINH

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Quảng Nam, tháng 05 năm 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ - HÓA - SINH

- -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO BẰNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10

THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CỦA

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo, quý thầy, cô giáo khoa Lý – Hóa – Sinh Trường Đại học Quảng Nam đã tạo mọi điều kiện,

giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến ThS Nguyễn Thị Vân Sa, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận

Xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Ban giám hiệu và quý thầy, cô Trường THPT Trần Văn Dư đã tạo điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian tôi thực nghiệm sư phạm

Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài

Tam Kỳ, tháng 04 năm 2019

Tác giả

Phạm Thị Đài Loan

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận là trung thực và chưa từng công bố trong bất kì công trình nào khác

Tam Kỳ, tháng 04 năm 2019

Tác giả

Phạm Thị Đài Loan

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt Viết đầy đủ

DANH MỤC BẢNG VÀ ĐỒ THỊ

Bảng 3.1 Mẫu thực nghiệm 41

Bảng 3.2 Bảng phân phối tần số (fi) các điểm số (Xi)

Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất 44

Bảng 3.4 Phân phối tần suất tích lũy 45

Bảng 3.5 Phân loại theo học lực của HS 46

Biểu đồ 3.3 Biểu đồ phân phối tần suất tích luỹ 45

Biểu đồ 3.4 Phân loại học lực của HS 46

MỤC LỤC

I.MỞ ĐẦU 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 3

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.5 Giả thuyết khoa học 4

1.6 Phương pháp nghiên cứu đề tài 4

1.6.1Phương pháp nghiên cứu lí thuyết 4

1.6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 4

1.6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 4

1.6.4 Phương pháp thống kê toán học 4

1.7 Cấu trúc đề tài 4

II NỘI DUNG 6

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ VIỆC SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS VÀO DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH 6

1.1 Cơ sở lý luận 6

1.1.1.Thí nghiệm ảo 6

1.1.2.Nguyên tắc tạo và sử dụng thí nghiệm ảo trong việc dạy học vật lý ở trường THPT 6

1.1.3 Tổng quan về phần mềm Crocodile Physics 605 7

1.1.3.1.Đặc điểm và chức năng cơ bản của phần mềm Crocodile Physics 605 7

1.1.3.2.Khởi động phần mềm Crocodile Physics 605, giới thiệu về dao diện của phần mềm 8

1.1.3.3.Giới thiệu tổng quan các thành phần chính 11

1.1.4 Dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh 14

1.1.4.1 Năng lực, phân loại năng lực 14

1.1.4.2 Khái niệm về dạy học theo định hướng phát triển năng lực 15

1.1.4.3.Các năng lực chuyên biệt môn Vật lí 16

1.1.4.4 Khả năng hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605 đối với việc tổ

chức dạy học cho học sinh trong dạy học vật lý 18

1.1.4.5.Quy trình thiết kế bài học với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605 19

1.2 Cơ sở thực tiễn 22

Kết luận chương 1 24

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM ẢO CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 BẰNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS 605 25 2.1 Đặc điểm nội dung chương “Các định luật bảo toàn” 25

2.2 Thiết kế một số thí nghiệm ảo dùng dạy học chương “Các định luật bảo

2.2.5 TN5: Khảo sát định luật bảo toàn cơ năng của con lắc đơn 27

2.2.6.TN6: Khảo sát định luật bảo toàn cơ năng của con lắc lò xo 28

2.2.7.TN7: Khảo sát định luật bảo toàn cơ năng của sự rơi tự do 28

2.3 Thiết kế giáo án với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605 29

Kết luận chương 2 39

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 40

3.1 Đối tượng và mục đích thực nghiệm sư phạm 40

3.1.1 Đối tượng 40

3.1.2 Mục đích 40

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 40

3.3.Nội dung và phương pháp thực nghiệm sư phạm 40

3.3.1 Nội dung thực nghiệm sư phạm 40

3.3.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 41

3.3.2.1 Chọn mẫu thực nghiệm sư phạm 41

3.3.2.2 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 41

3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 42

I MỞ ĐẦU 1.1Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang sống trong thời đại khoa học, công nghệ phát triển vô cùng mạnh mẽ Công nghệ thông tin đã được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất, vì thế để bắt kịp xu thế thời đại và hòa mình vào dòng phát triển chung của đất nước, Bộ GDDT nước ta đã và đang tiến hành cải cách nội dung và phương pháp giảng dạy trong nhà trường ở mọi cấp học, mọi ngành học Bên cạnh việc đổi mới về nội dung, đổi mới về phương pháp giảng dạy, việc hỗ trợ công nghệ giáo dục đặc biệt là công nghệ thông tin là rất quan trọng Giáo viên có thể làm cho bài giảng của mình hay hơn, trực quan hơn, sinh động hơn, làm cho học sinh hứng thú hơn, tiếp thu bài nhanh hơn, và hiệu quả học tập của các em cao hơn Các phần mềm trình diễn nhưng: PowerPoint, Adobe Flash Player, Violet, , các phần mềm để thiết kế thí nghiệm mô phỏng như: Crocodile Physics, Seasoft Optics, Interactive Physics, Các phần mềm này nếu được sử dụng có chọn lọc, có hiệu quả thì sẽ mang lại kết quả cao trong quá trình dạy và học

Qua khảo sát, các giáo viên và học sinh – sinh viên đều nhất trí cho rằng việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục mang lại những hiệu quả sau:[5]

- Về phía học sinh: học sinh hứng thú hơn trong giờ học, tích cực trao đổi với giáo viên về nội dung bài học, sáng tạo hơn trong các câu trả lời, và tiếp thu bài nhanh hơn, rút ngắn thời gian học

- Về phía giáo viên: dễ dàng thực hiện ý đồ sư phạm muốn truyền đạt đến học sinh, quản lý được thời gian dạy của mình, tiết học dễ mang lại hiệu quả cao

- Về phía BGH nhà trường: dễ dàng đánh giá khả năng, năng lực toàn diện của giáo viên thông qua bài giảng điện tử

Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục hiện nay chưa thật sự phong phú và chưa có chiều sâu.Chủ yếu trình bày những bài giảng được xây dựng dưới dạng giáo án điện tử trên phần mềm PowerPoint Việc ứng dụng này chỉ dừng ở mức độ GV trình bày thông tin và HS tiếp nhận thông tin Chưa phát huy được sự tương tác giữa người học với thông tin và người dạy để người học

có cơ hội phát huy được tính sáng tạo, và trình độ nhận thức riêng của chính mình.Những hạn chế này một phần là do trình độ công nghệ thông tin của giáo viên chưa cao, một phầndo cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin hiện nay trong trường học chưa tốt, chưa thực sự đáp ứng được yêu cầu của giáo viên trong giảng dạy và nghiên cứu

Trong quá trình học tập và nghiên cứu ở trường ĐH Quảng Nam, được tiếp xúc và làm quen với nhiều phần mềm Trong đó có phần mềm Crocodile physics đây là một phần mềm có thể đáp ứng được các yêu cầu về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học, và phần nào thỏa mãn được nhu cầu dạy và học hiện nay

Trong các môn học nói chung và môn vật lý nói riêng, để truyền tải nội dung bài học cho học sinh một cách nhanh và hiệu quả thì ta nên tiến hành làm các thí nghiệm để học sinh quan sát và đánh giá hiện tượng Trên thực tế trong một tiết học, một thí nghiệm chỉ cho phép chiếm từ 5 – 10 phút Nhưng thời gian đó, chỉ đủ cho giáo viên chuẩn bị, lắp đặt dụng cụ Do đó, lượng kiến thức mà học sinh tiếp thu được sẽ phải giảm bớt lại Chưa nói đến về kinh phí để mua sắm các dụng cụ thí nghiệm thì nhà trường phải bỏ ra rất nhiều tiền, và cho dù các dụng cụ đó được bảo quản cẩn thận đến mấy thì sau vài lần làm thí nghiệm nó sẽ bị hỏng và cho kết quả không đúng Đặc biệt như thí nghiệm về các định luật bảo toàn trong vật lý, nó rất khó thực hiện,vừa không đảm bảo thời gian, khả năng thành công lại không cao, các thiết bị, dụng cụ để làm thí nghiệm thì mắc, lại rất dễ bị hỏng Như vậy sử dụng thí nghiệm thật trong dạy học gặp rất nhiều vấn đề khó khăn

Với phần mềm Crocodile physics giáo viên có thể thiết kế những thí nghiệm ảo vừa trực quan, sinh động, đảm bảo thời gian và có thể thiết kế cả những thí nghiệm mà thí nghiệm thực khó thực hiện Khi xử dụng thí nghiệm ảo thì mọi vấn đề, khó khăn mà thí nghiệm thực gặp phải đều được giải quyết

Với những lý do trên tôi quyết định nghiên cứu đề tài: Thiết kế và sử dụng

thí nghiệm ảo bằng phần mềm Crocodile Physics 605 trong dạy học chương

“Các định luật bảo toàn” Vật Lý 10 theo định hướng phát triển năng lực của học sinh

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- Hệ thống cơ sở lí luận và thực tiễn của việc thiết kế và sử dụng TN ảo vào dạy học Vật Lý

- Hệ thống quy trình sử dụng phần mềm Crocodile physic và thiết kế một số TN ảo về Các định luật bảo toàn

- Xây dựng các bài giáo án chương “Các định luật bảo toàn” Vật Lý 10 theo định hướng phát triển năng lực của học sinh, có sử dụng TN ảo

- Thực nghiệm sư phạm tại trường THPT

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu nội dung kiến thức của chương “Các định luật bảo toàn” Vật Lý 10 THPT

- Nghiên cứu phần mềm Crocodile Physics 605

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc thiết kế và sử dụng TN ảo trong việc phát triển năng lực của học sinh ở trường THPT

- Thiết kế được tiến trình dạy học ở một số bài cụ thể thuộc chương “Các định luật bảo toàn” Vật Lý 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả việc thiết kế và sử dụng TN ảo để dạy chương “Các định luật bảo toàn” Vật Lý 10 với sự hổ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Hoạt động dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật Lý 10 THPT theo hướng sử dụng TN ảo nhằm phát triển năng lực của học sinh

- Phần mềm Crocodile Physics 605 và ứng dụng để thiết kế thí nghiệm ảo dùng dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật Lý 10 tại trường THPT Trần Văn Dư - Huyện Phú Ninh - Quảng Nam

1.5 Giả thuyết khoa học

Ứng dụng phần mềm Crocodile Physics 605 để thiết kế thí nghiệm ảo dùng để dạy chương “Các định luật bảo toàn” Vật Lý 10 tại trường THPT sẽ kích thích hứng thú, phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức cho học sinh, từ đó nâng cao chất lượng dạy học

1.6 Phương pháp nghiên cứu đề tài

1.6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nước cùng các chỉ thị của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về vấn đề đổi mới PPDH hiện nay ở trường THPT

- Nghiên cứu nội dung và chương trình SGK Vật Lý 10 THPT

- Nghiên cứu cơ sở tâm lí học, giáo dục học và lí luận dạy học bộ môn Vật Lý theo định hướng phát triển năng lực của học sinh ở trường THPT hiện nay

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ dạy học của bộ môn Vật Lý ở trường THPT hiện nay

1.6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Nghiên cứu sử dụng phần mềm Crocodile Physics 605 nhằm đánh giá sự hỗ trợ của phần mềm này trong quá trình dạy học Vật Lý ở trường THPT

1.6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành giảng dạy một số tiết có sử dụng các TN ảo được thiết kế bởi phần mềm Crocodile Physics 605, quan sát, kiểm tra, đánh giá hoạt động của học

sinh khi học các giờ này

1.6.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để kiểm chứng kết quả thực nghiệm sư phạm

1.7 Cấu trúc đề tài

Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khỏa khóa luận gồm có 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về định hướng phát triển năng lực của học sinh, tổng quan về TN ảo và phần mềm Crocodile Physics 605

Chương 2: Xây dựng TN ảo chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 bằng phần mềm Crocodile Physics 605

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

II NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ VIỆC SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS VÀO DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT

TRIỂN NĂNG LỰC CHO HỌC SINH 1.1 Cơ sở lý luận

1.1.1.Thí nghiệm ảo

Là TN được xây dựng từ những phần mềm sọan trên máy tính, nhằm mô phỏng các hiện tượng vật lý, hóa học, sinh học xảy ra trong tự nhiên hay trong phòng thí nghiệm Có đặc điểm là có tính năng tượng tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng và có thể mô phỏng những quá trình, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong tư nhiện hay khó thu được trong phòng thí nghiệm Thí nghiệm ảo giúp giảm thiểu việc học chay, dạy chay thường gặp do thiếu phương tiện, điều kiện TN giúp người học chủ động học tập, phù hợp với tinh thần người học là trung tâm của giáo dục hiện đại.[4]

1.1.2.Nguyên tắc tạo và sử dụng thí nghiệm ảo trong việc dạy học vật lý ở trường THPT

Nguyên tắc 1: Về sự kết hợp giữa nội dung TN hiển thị và kịch bản sư

phạm

Nội dung bài giảng, là sự kết hợp giữa nội dung TN ảo và kịch bản sư phạm Nội dung TN ảo nhằm cung cấp thông tin và kịch bản sư phạm đã xây dựng nhằm biến nội dung thông tin thành kiến thức Do đó, một thí nghiệm hay, đẹp đến mấy nhưng nó có hợp lý hay không, có biến được lượng thông tin thành kiến thức hay không là ở kịch bản sư phạm của GV

Nguyên tắc 2: Tập trung làm rõ, hướng dẫn cho HS quan sát hiện tượng

chính

Các TN ảo muốn thu được nhiều số liệu, muốn dễ điều khiển, muốn đẹp thì đa số đều chứa các liên kết, các bộ phận phức tạp Vì vậy GV phải làm rõ chủ đích của từng bước TN ảo, làm rõ trọng tâm của TN đó và đồng thời, qua đó hướng dẫn HS quan sát đúng theo mục đích giáo dục của TN ảo

Nguyên tắc 3: Tạo cơ hội cho HS tương tác với tài liệu, với TN ảo

Một sự nguy hiểm là đôi khi GV không kiểm soát được TN ảo và đồng thời cũng làm cho HS tiếp nhận một cách thụ động, bỏ mất cơ hội tương tác giữa HS – GV và HS – TN Đây là một tai hại cho quá trình giảng dạy Do đó GV cũng như người thiết kế các TN ảo cần nghiên cứu tìm ra hướng khắc phục Có thể khắc phục theo các hướng sau:

- Thiết kế TN ảo và kịch bản sư phạm làm sao để người học cùng với GV tham gia vào xây dựng mô hình TN

- GV khuyến khích HS tham gia vào bài TN ảo bằng các câu hỏi hay các cuộc thảo luận về hiện tượng TN, cải tiến TN ảo hay hơn, chính xác hơn

Nguyên tắc 4: Sự hòa hợp giữa ảo và thực

TN ảo là ảo chứkhông thực Biến một hiện tượng tự nhiên thành một TN theo chủ ý con người rồi lại giả lập trên máy tính Như vậy thế giới ảo này chắc chắn còn chứa nhiều cái không thật, không hoàn chỉnh để đáp ứng nhiệm vụ thay thế cho tầm nhìn về thế giới thực Để tránh những tác hại do vấn đề này gây ra, người thiết kế TN phải tạo ra một môi trường đủ thật bằng cách xây dựng một TN ảo đủ thật, chứa các tương tác phức tạp hoặc có thể làm giảm đi càng nhiều càng tốt các hiệu ứng, tương tác giả, quá lý tưởng, không phù hợp với thực tế

Các nguyên tắc trên cần được người thiết kế và GV xem xét cụ thể nhằm tạo ra những TN ảo đủ thật và đáp ứng mục tiêu học tập Các TN mà tôi xây dựng dưới đây phần lớn cố gắng đáp ứng các nguyên tắc đó

1.1.3 Tổng quan về phần mềm Crocodile Physics 605

1.1.3.1.Đặc điểm và chức năng cơ bản của phần mềm Crocodile Physics 605

Crocodile Physics là một phần mềm mô phỏng chuyên dụng được sử dụng trong lĩnh vực kỹ thuật, công nghiệp và có thể được sử dụng một cách có hiệu quả trong dạy học vật lý Crocodile Physics là một phần mềm dạy học được thiết kế gọn nhẹ, có thể hoạt động trên tất cả các loại máy vi tính thông thường, có nhiều tính năng và dễ sử dụng

Tuy nhiên, để có thể sử dụng một cách có hiệu quả thì đòi hỏi người sử dụng phải có một trình độ tiếng anh và tin học tương đối khá vì chưa có bản tiếng việt Với Crocodile Physics người sử dụng có thể thiết kế các TN mô phỏng sinh

động, hấp dẫn, những hiện tượng trong tự nhiên như được thu nhỏ lại trên màn hình, có thể sử dụng để giải các bài tập Vật Lý, giúp HS nắm bắt được các khái niệm, tính chất sự vật một cách chủ động và linh hoạt hơn khi vận dụng vào thực tế cuộc sống

Phần mềm Crocodile Physics cho phép phân tích thiết kế, đo đạc các đại lượng Vật Lý của bất kì đối tượng nào trong hệ thống Phần mềm cũng cho phép thay đổi các thông số của các thành phần trong mỗi lần chạy mô phỏng Khi thiết kế, nếu thông số không phù hợp với hiện tượng Vật Lý thì chương trình sẽ tự báo lỗi cụ thể để có thể điều chỉnh

Trong phần mềm Crocodile Physics có thư viện hình ảnh thư viện “linh kiện số” rất đa dạng và phong phú GV chỉ việc lựa chọn hình ảnh phù hợp để đưa vào thiết kế, không tốn nhiều thời gian cho việc tìm kiếm Việc đưa hình ảnh vào các mô phỏng sẽ làm tăng tính trực quan sinh động Những bộ phận phụ trong mô phỏng có thể được ẩn giấu để người học có cảm giác như đang dùng các phương tiện thông dụng để tìm kiếm các thông tin cần thiết

Crocodile Physics có thể được sử dụng kết hợp với các phần mềm khác để biên soạn giáo án điện tử, kết hợp với các phương pháp giảng dạy một cách linh hoạt nhằm phát huy tính tích cực chủ động học tập của HS

Phần mềm có thể được sử dụng để dạy học đối với HS phổ thông và các sinh viên đại học Mặt khác nó có khả năng hỗ trợ cho nhiều hình thức học tập như: trên lớp, ở nhà, theo nhóm.[3]

1.1.3.2.Khởi động phần mềm Crocodile Physics 605, giới thiệu về dao diện của phần mềm

a Cài đặtphần mềm Crocodile Physics 605

Chạy file CP_605.exe sẽ ra khung bên dưới (hình 1.1)

Xuất hiện (hình 1.3) ấn Change nếu bạn muốn thay đổi thư mục cài đặt Sau

Khi chạy chương trình bạn nháy đúp chuột vào File chạy của phần mềm

trên Desktop là Crocodile Physics 605 hoặc chạy trực tiếp một file thí nghiệm đã

được thiết lập

Khi vào chương trình lần đầu tiên bạn sẽ được yêu cầu nhập tên đăng ký và mã số sử dụng, khi đó bạn nhập lần lượt các yêu cầu trên:

Tên đăng ký là: Mã số sử dụng:

Nhập xong bạn chọn Next và sau đó bạn chọn tiếp OK sẽ khởi động được

chương trình với dao diện ban dầu có dạng sau đây (hình 1.6)

: In một TN

: Cắt một hay nhiều dụng cụ TN đã chọn : Sao một hay nhiều dụng cụ TN đã chọn : Dán một hay nhiều dụng cụ TN đã chọn

: Trở lại bước thực hiện trước đó : Thực hiện tiếp sau bước vừa trở lại

: Tăng kích thước dụng cụ đã chọn : Giảm kích thước dụng cụ đã chọn

: Thuộc tính của không gian đang làm việc : Dừng thí nghiệm đang thực hiện

Contens là phần bao gồm các ví dụ đã được thiết kế sẵn theo các chủ đề như: mô tả chuyển động, các mach điện, Với mỗi TN đã có các dụng cụ TN phù hợp với chủ đề và bạn chỉ cần chọn bổ sung những dụng cụ thích hợp để thực hiện TN Tuy nhiên, đây mới chỉ là một số chủ đề cơ bản Để thiết kế được toàn bộ các TN phục vụ cho giảng dạy và học tập thì cần thiết phải xem các ví dụ này và

sau đó bạn tự thiết kế các TN phù hợp với bài giảng trên lớp bằng các dụng cụ được lấy trong phần Part Library

Đây là thư viện các dụng cụ TN vật lý ảo đã được sắp xếp thành từng phần riêng Với các dụng cụ TN này, bạn hoàn toàn có thể tự thiết kế được các TN vật lý trong trường phổ thông Tuy nhiên, để TN trở nên đẹp, sinh động hơn thì phải kết hợp sử dụng các công cụ hỗ trợ TN trong Presentation

- Công cụ hỗ trợ

Đây là dụng cụ đo trong đó có dụng cụ đo độ dài Ruler và dụng cụ đo góc Protrctor, còn lại dụng cụ Marker là một đường thẳng mũi tên hai chiều và có thể đặt tên cho đường này ( có thể đánh tiếng việt có dấu)

Đây là dụng cụ để biểu diễn đồ thị

Dụng cụ này được sử dụng để viết các chú thích, giải thích hay hướng dẫn ,

Đây là một công cụ để viết các câu hướng dẫn nhưng nó được bổ sung thêm 2 nút để có thể đưa ra các câu hướng dẫn lần lượt, theo từng bước thực hiện TN

Dụng cụ này để đưa tranh vẽ vào thí nghiệm làm cho TN thêm trực quan hơn

Sử dụng công cụ này để tạo ra các hoạt ảnh sống động

Gây hứng thú cho HS

Sử dụng công cụ này để thay đổi hình ảnh khung làm việc mỗi khi kích chuột trái

Dụng cụ này dùng để chỉ dẫn cho một dụng cụ TN ảo nào đó ta chọn đồng thời đưa ra thông số có liên quan về dụng cụ đó

Công cụ này dùng để cho phép hiển thị hoặc không hiển thị dụng cụ được chọn liên kết tới checkbox này

Công cụ dùng để chú thích cho TN nào đó mà ta chọn, nó có thể cho phép hiển thị công cụ hay danh sách số lượng bánh răng của một bánh xe Dùng để đặt tên cho dụng cụ TN liên kết với Edit box

Dùng để dừng TN

Dùng để thực hiện lại TN từ đầu, các dụng cụ TN trở lại như khi chưa thực hiện TN

Dụng cụ này được sử dụng như một giá đựng các dụng cụ TN ảo

1.1.4.Dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh

1.1.4.1.Năng lực, phân loại năng lực

- Năng lực:Theo quan điểm của những nhà tâm lý học Năng lực là tổng hợp các đặc điểm, thuộc tính tâm lý của cá nhân phù hợp với yêu cầu đặc trưng của một hoạt động, nhất định nhằm đảm bảo cho hoạt động đó đạt hiệu quả cao.Các năng lực hình thành trên cơ sở của các tư chất tự nhiên của cá nhân nơi đóng vai trò quan trọng, năng lực của con người không phải hoàn toàn do tự nhiên mà có, phần lớn do công tác, do tập luyện mà có

- Các loại năng lực: Tâm lý học chia năng lực thành các loại khác nhau như năng lực chung và năng lực chuyên môn

+ Năng lực chung là năng lực cần thiết cho nhiều ngành hoạt động khác nhau như năng lực phán xét tư duy lao động, năng lực khái quát hoá, năng lực tưởng tưởng

+ Năng lực chuyên môn là năng lực đặc trưng trong lĩnh vực nhất định của xã hội như năng lực tổ chức, năng lực âm nhạc, năng lực kinh doanh, hội hoạ, toán học Năng lực chung và năng lực chuyên môn có quan hệ qua lại hữu cơ với nhau, năng lực chung là cơ sở của năng lực chuyên môn Ngược lại sự phát triển của năng lực chuyên môn trong những điều kiện nhất định lại có ảnh hưởng đối với sự phát triển của năng lực chung Trong thực tế mọi hoạt động có kết quả và hiệu quả cao thì mỗi người đều phải có năng lực chung phát triển ở trình độ cần thiết và có một vài năng lực chuyên môn tương ứng với lĩnh vực công việc của mình Những năng lực cơ bản này không phải là bẩn sinh, mà nó phải được giáo dục phát triển và bồi dưỡng ở con người.Năng lực của một người phối hợp trong mọi hoạt động là nhờ khả năng tự điều khiển, tự quản lý, tự điều chỉnh ở mỗi cá nhân được hình thành trong quá trình sống và giáo dục của mỗi người

1.1.4.2.Khái niệm về dạy học theo định hướng phát triển năng lực

Dạy học theo định hướng phát triển năng lực là phát triển năng lực hành động tức là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, các vấn đề trong những tình huống khác nhau trên cơ sở hiểu biết, kỹ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động Như vậy năng lực người học cần đạt là cơ sở để xác định các mục tiêu, nội dung, hoạt động, phương pháp … dạy học mà người dạy cần phải căn cứ vào đó để tiến hành các hoạt động giảng dạy và giáo dục ( lấy người học làm trung tâm)

Chương trình dạy học theo định hướng phát triển năng là dạy học định hướng kết quả đầu ra, chú trọng năng lực vận dụng tri thức vào thực tiễn.Đây là mô hình dạy học nhằm phát triển tối đa năng lực của người học, trong đó, người học tự mình hoàn thành nhiệm vụ nhận thức dưới sự tổ chức, hướng dẫn của người dạy Quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học trên nguyên lý:

- Học đi đôi với hành

- Lý luận gắn với thực tiễn

- Giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội

1.1.4.3.Các năng lực chuyên biệt môn Vật lí

- K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí

- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí - K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ học tập

- K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp … ) kiến thức vật lí vào các tình huống

- P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí

- P2: mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó

- P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập vật lí

- P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến thức vật lí

- P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí

- P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí

- P7: đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được

- P8: xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét

- P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm

- X2: phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành )

- X3: lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau, - X4: mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật, công nghệ

- X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… )

- X6: trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… ) một cách phù hợp

- X7: thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí

- X8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

Nhóm NLTP liên quan đến

cá nhân

HS có thể

- C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng , thái độ của cá nhân trong học tập vật lí

- C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân

- C3: chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lí đối trong các trường hợp cụ thể trong môn Vật lí và ngoài môn Vật lí

- C4: so sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lí- các giải pháp kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường

- C5: sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại

- C6: nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử

1.1.4.4.Khả năng hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605 đối với việc tổ chức dạy học cho học sinh trong dạy học vật lý

Crocodile Physics là một phần mềm dùng thiết kế các mô hình vật lý và các TN mô phỏng được sử dụng như là một phương tiện dạy học Do đó, Crocodile Physics có một số khả năng hỗ trợ đối với việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS như sau:

- Tạo ra các TN ảo thay thế cho các TN thực mô tả các định luật, các hiện tượng vật lý mà việc quan sát trực tiếp gặp nhiều khó khăn không thể thực hiện được Làm cho bài giảng sinh động, dễ hiểu hơn, HS tích cực và chủ động hơn trong học tập

- GV có thể sử dụng các TN ảo được thiết kế trên Crocodile Physics để tổ chức hoạt động nhận thức cho HS bằng cách tạo ra các tình huống học tập, quan sát các TN ảo để từ đó xây dựng kiến thức mới

- GV có thể nêu sự kiện khởi đầu, hướng dẫn HS xây dựng mô hình giả thuyết và suy ra hệ quả logic từ giả thuyết ban đầu Sau đó, có thể sử dụng Crocodile Physics tiến hành các TN kiểm tra

- GV có thể dạy bài tập cho HS, thông qua TN mô phỏng, Crocodile Physics sẽ có đáp án trực tiếp trên màn hình

- GV có thể hướng dẫn HS tự học ở nhà như tiến hành lại các TN ảo ở trên lớp với sự thay đổi các thông số khác nhau hoặc tạo ra các TN ảo mới, từ đó tăng niềm tin của HS đối với bản thân cũng như đối với các kiến thức vật lý Qua đó, động cơ, hứng thú học tập môn Vật Lý được hình thành và phát huy

- Crocodile Physics với giao diện thân thiện, hài hòa, có nhiều tính năng giúp thiết kế được những TN ảo sinh động, hấp dẫn hỗ trợ cho GV trong quá

trình tạo không khí lớp học, tạo môi trường thuận lợi để tổ chức hoạt động nhận thức của HS diễn ra đạt hiệu quả cao

- Khi đã thiết kế được bài toán dưới dạng tổng quát, Crocodile Physics cho phép thay đổi các thông số của mô phỏng giúp GV đỡ mất thời gian suy nghĩ tính toán lại kết quả Như vậy, phần mềm này tạo thuận lợi cho GV trong việc tạo ra các câu hỏi trắc nghiệm khách quan tương đương nhau

Tóm lại, mặc dù chưa phải là một phần mềm hoàn hảo nhưng nếu sử dụng nó một cách hợp lý, tích cực, khai thác và phát huy tối đa các khả năng hỗ trợ thi sẽ giúp đỡ một phần đáng kể trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS

1.1.4.5.Quy trình thiết kế bài học với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605

a Xác định mục tiêu của bài học

- Mục tiêulà cái đích cần phải đạt tới sau mỗi bài học vật lý, do chính GV đề ra để định hướng hoạt động dạy học

- Mục tiêu phải phản ánh được mục đích giáo dục của nhà trường Việt Nam nói chung, mục đích của chương trình vật lý ở cấp học, lớp học Phải phù hợp với lý luận dạy học hiện đại, cụ thể hóa vào bài dạy nguyên lý, quan điểm, nguyên tắc, tư tưởng về phương pháp dạy học và giáo dục nói chung

- Mục tiêu phải định rõ các công việc và mức độ hoàn thành của học sinh phải chỉ rõ học xong bài, học sinh đạt được cái gì

- Nhóm mục tiêu nhận thức trong lĩnh vực nhận thức, có 6 mức độ: + Biết: nhận biết, ghi nhớ, tái hiện, định nghĩa khái niệm

+ Hiểu: thông báo, thuyết minh, tóm tắt, thông tin, giải thích, suy rộng + áp dụng: vận dụng kiến thức vào tình huống mới

+ Phân tích: nhận biết các bộ phận của một tổng thể, so sánh, phân tích, đối chiếu, phân loại

+ Tổng hợp: tập trung các bộ phận thành một tổng thể thống nhất, lập kế hoạch, dự đoán

+ Đánh giá: khả năng đưa ra ý kiến về một vấn đề

- Để xác định đúng mục tiêu, cần phải đọc kĩ sách giáo khoa, kết hợp với các tài liệu tham khảo để tìm hiểu nội dung của mỗi mục trong bài và cái đích cần đạt tới của mỗi mục Trên cơ sở đó xác định đích cần đạt tới của cả bài về kiến thức, kĩ năng, thái độ Đó chính là mục tiêu của bài

Cuối mỗi bài học thường có hệ thống câu hỏi và bài tập Giáo viên cũng có thể dựa vào đó để xác định mục tiêu bài học

b Lựa chọn kiến thức cơ bản, trọng tâm và sắp xếp theo một cấu trúc thích hợp

Kiến thức cơ bản là những kiến thức tạo thành một nội dung chính của bài học, những kiến thức vạch ra được bản chất của sự vật, hiện tượng

Chọn đúng các kiến thức cơ bản của một bài dạy học là công việc khó, phức tạp Để chọn đúng kiến thức cơ bản của một bài dạy cần phải có sự hiểu biết khái quát toàn bộ chương trình và mối liên hệ hữu cơ giữa chúng để thấy tất cả các mối liên quan và sự kế tiếp Do đó mới xác định đúng đắn những nội dung cần đi sâu, cần bổ sung vào hoặc giảm bớt đồng thời còn phải hết sức quan tâm đến trình độ HS, cần tham khảo thêm các tài liệu, sách báo, các thông tin từ nhiều nguồn khác nhau

Khi lựa chọn kiến thức cơ bản, cần tham khỏa phần tóm tắt kiến thức của từng chương, từng bài và hệ thống câu hỏi, bài tập cuối mỗi bài

c Xác định các phương pháp dạy học

PPDH ở đây được hiểu theo nghĩa hẹp, đó là các PPDH, các mô hình hành động cụ thể PPDH cụ thể là những cách thức hành động của giáo viên và học sinh nhằm thực hiện những mục tiêu dạy học xác định, phù hợp với những nội dung và điều kiện dạy học cụ thể PPDH cụ thể bao gồm những phương pháp chung cho nhiều môn và các phương pháp đặc thù bộ môn Bên cạnh các phương pháp truyền thống quen thuộc như thuyết trình, đàm thoại, trực quan, làm mẫu, có thể kể một số phương pháp khác như: phương pháp giải quyết vấn đề, phương pháp học tập theo tra cứu, phương pháp dạy học dự án…

Lựa chọn phương pháp giảng dạy cho phù hợp luôn là một bài toán khó với giáo viên, nhất là với các lớp học đông người và tính đồng nhất thấp Do đó, trong quá trình lựa chọn phương pháp giảng dạy, giáo viên phải rất tỉnh táo và

thận trọng, xem xét kết hợp sự ưu trội của các phương pháp khác nhau bởi vì vấn đề có tính nguyên tắc là không có phương pháp dạy học nào hiệu quả với mọi đối tượng, nội dung và hoàn cảnh giảng dạy

d Chuẩn bị các thí nghiệm mô phỏng trên phần mềm Crocodile Physics 605

Các thí nghiệm mô phỏng được thiết kế trên phần mềm Crocodile Physics có thể được sử dụng nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS: sử dụng thí nghiệm để tạo tình huống gây hứng thú học tập, minh họa cho các hoạt động của GV và HS trên lớp Biểu diễn, mô phỏng về những quá trình, hiện tượng xảy ra trong thực tế để kích thích sự yêu thích môn học, lòng ham hiểu biết, tìm tòi, khám phá của HS, rèn luyện kỹ năng thí nghiệm và hình thành năng lực giải bài tập vật lý bằng TN mô phỏng đơn giản cho HS Vì thế để thiết kế bài học tốt thì việc thiết kế các TN mô phỏng là rất quan trọng Sau khi thiết kế TN mô phỏng, GV nên biểu diễn lại để kiểm tra, rèn luyện Kỹ năng, thao tác tiến hành TN để có thể mang lại hiệu quả cao nhất cho

e Xác định hình thức tổ chức các hoạt động học tập cho HS

Để tạo điều kiện cho việc rèn luyện những hoạt động học tập đa dạng của HS, cần phối hợp nhiều hình thức tổ chức sang dạy học giải quyết vấn đề

Dựa vào mục tiêu, nội dung kiến thức của bài dạy, phương tiện dạy học, đối tượng HS mà GV phân chia nội dung kiến thức để tổ chức cho HS hoạt động chiếm lĩnh tri thức đó Trong mỗi hoạt động, cần nêu rõ mục đích của hoạt động, cách thức hoạt động, kết quả cần đạt được, những lệnh, những gợi ý đưa ra để hướng dẫn hoạt động của HS Cần dự kiến hệ thống câu hỏi xen kẽ với những yêu cầu HS hoạt động để hướng dẫn HS tiếp cận, tự phát hiện và chiếm lĩnh tri thức mới Nên tăng cường sử dụng các câu hỏi đòi hỏi sự thông hiểu, khả năng phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, hệ thống hóa, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cũng như các câu hỏi mở có nhiều phương án trả lời

f Xác định hình thức và nội dung củng cố, vận dụng

Theo tinh thần đổi mới và với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics, sau khi xác định nội dung kiến thức cần củng cố, vận dụng, GV có thể sử dụng hình thức là giải những bài tập đơn giản bằng những TN mô phỏng, sử dụng câu

hỏi trắc nghiệm khách quan…Các câu hỏi, bài tập được xây dựng bám sát vào các kiến thức cơ bản, trọng tâm của bài học nhằm giúp HS nắm vững chúng trong các tình huống khác

1.2 Cơ sở thực tiễn

Thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm ảo bằng phần mềm Crocodile Physics trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10

Chương “Các định luật bảo toàn”là một chương quan trọng và tương đối khó trong Vật lý lớp 10 Nội dung của chương mang tính trừu tượng khá cao, đòi hỏi HS phải có một nền tảng vững chắc, có khả năng phân tích tổng hợp và khái quát nhất định thì mới có thể hoàn thành tốt mục tiêu về kiến thức và kỹ năng yêu cầu Nhìn chung, việc giảng dạy Vật lý nói chung và chương “Các định luật bảo toàn” nói riêng hiện nay chưa thể hiện tốt các đặc trưng thực nghiệm của môn học cũng như của chương.Rất nhiều giáo viên chưa tận dụng hết các phương tiện thí nghiệm hiện có để tăng hiệu quả giờ dạy Vật lý ở các trường phổ thông chủ yếu là Vật lý thực nghiệm, phương pháp của nó chủ yếu là phương pháp thực nghiệm.Trong khi thí nghiệm thật không có điều kiện thực hiện thì số GV phổ thông biết ứng dụng TN ảo vào dạy học Vật lý là không nhiều Nguyên nhân là: nhiều GV thiếu kiến thức tin học và thiếu sự quan tâm đến sự có mặt của làm thí nghiệm ảo, đại đa số các phần mềm thí nghiệm hiện có đều được viết bằng tiếng nước ngoài nên các giáo viên cũng gặp nhiều khó khăn trong việc tìm hiểu và sử dụng nó cho hiệu quả Việc chuẩn bị một bài dạy có TN ảo cũng tốn khá nhiều thời gian ở nhà Một số nơi vì không đủ điều kiện vật chất nên GV không đủ phương tiện để sử dung các TN ảo để dạy học.Mặt khác, việc các nhà quản lý giáo dục coi việc kiểm tra tình hình ứng dụng các phương tiện thí nghiệm ảo ở trường phổ thông như một khâu để đánh giá chất lượng dạy học.Từ đó cũng đã tạo một tâm lý dạy học đối phó, chỉ những tiết dạy đánh giá, có người dự giờ thì giáo viên mới sử dụng TN ảo

Như vậy, hiện nay việc sử dụng TN ảo để dạy học ở trường THPT là chưa phổ biến, chưa thật sự phát huy hết hiệu quả và chưa được xem như một công cụ dạy học trong toàn bộ hệ thống các PPDH Sử dụng CNTT như một thiết bị dạy

học nhằm thúc đẩy việc đổi mới PPDH Mỗi PPDH đều có mặt mạnh, mặt yếu, tuy nhiên nếu sử dụng TN ảo đúng mục đích nó sẽ giúp chúng ta phát huy những mặt mạnh và hạn chế những mặt yếu.[5]

Kết luận chương 1

Trên đây tôi đã trình bày những cơ sở lí luận và thực tiễn của việc DH khi phối hợp việc sử dụng TN ảo nhằm phát triển năng lực của HS, đồng thời đã tổng quan được phần mềm Crocodile Physics Qua việc phân tích những vấn đề trên có thể rút ra một số kết luận sau:

- Sự phát triển của CNTT đã mở ra nhiều triển vọng trong việc đổi mới PPDH Máy vi tính được sử dụng trong dạy học để hổ trợ cho việc thực hiện các nhiệm vụ cơ bản của QTDH và nhất là hổ trợ đắc lực cho việc dạy học và học chương trình mới theo hướng tích cực hóa người học

- Phần mềm Crocodile Physics là một phần mềm dạy học có nhiều tính năng và dễ sử dụng Với Crocodile Physics ta có thể thiết kế các TNMP sinh động, hấp dẫn trong điều kiện bình thường ta không thực hiện được Ngoài ra có thể sử dụng phần mềm Crocodile Physics để giải các bài tập Vật lý,giúp HS hiểu rõ được các khái niệm, tính chất của sự vật một cách chủ động và linh hoạt hơn

- Những cơ sở lí luận trên đây sẽ được tôi cụ thể hóa trong việc vận dụng phần mềm Crocodile Physics để thiết kế các TN ảo trong một số bài dạy cụ thể chương “ Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 cơ bản

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM ẢO CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 BẰNG PHẦN MỀM CROCODILE

PHYSICS 605

2.1 Đặc điểm nội dung chương “Các định luật bảo toàn”

Các định luật bảo toàn là một phần quan trọng trong chương trình Vật lý phổ thông Nó cung cấp một phương pháp giải các bài toán cơ học rất hữu hiệu, bổ sung cho phương pháp động lực học và là phương pháp duy nhất nếu không biết rõ lực tác dụng lên vật Phần các định luật bảo toàn cũng góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp thông qua việc nghiên cứu ứng dụng của định luật và các công thức trong kỹ thuật như động cơ phản lực, hộp số, hiệu suất của máy…

Các định luật bảo toàn(ĐLBT) đóng vai trò rất quan trọng, là nền tảng của mọi lý thuyết vật lý, chúng là cơ sở của những tính toán quan trọng trong vật lý thực nghiệm và trong kỹ thuật Trong cơ học cổ điển, các ĐLBT không những áp dụng được cho cả thế giới vĩ mô mà còn cho phép khám phá ra những định luật đặc thù trong thế giới vi mô: như ĐLBT điện tích, bảo toàn tính lạ,…

Các ĐLBT đã thực sự cung cấp thêm một phương pháp giải các bài toán cơ học rất hữu hiệu, bổ sung cho phương pháp động lực học, đôi khi nó còn cho kết quả nhanh hơn khi sử dụng phương pháp động lực học để giải Khi áp dụng các ĐLBT, học sinh cũng cần phải nắm vững các định luật Niu-tơn, cách tính công của các lực khác nhau, định lý động năng,…mới đem lại hiệu quả cao trong quá trình giải bài tập, vì vậy, có thể nói rằng bài tập về các ĐLBT hệ thống hoá một cách đầy đủ nhất các kiến thức của cơ học

Các ĐLBT có tính tổng quát cao hơn các định luật Niu-tơn vì chúng gắn với tính chất của không gian thời gian Từ các tính chất này có thể dẫn tới ĐLBT, cụ thể như ĐLBT động lượng phản ánh tính chất đồng tính của không gian, ĐLBT mômen động lượng phản ánh tính chất đẳng hướng của không gian, ĐLBT cơ năng phản ánh tính chất đồng nhất của thời gian

2.2 Thiết kế một số thí nghiệm ảo dùng dạy học chương “Các định luật bảo toàn”

2.2.1 TN1:Khảo sát định luật bảo toàn động lượng trong va chạm đàn hồi(hình 2.1)

- Trong hệ kín gồm hai viên bi, viên bi màu cam có khối lượng 1kg và chuyển

động với vận tốc 4m/s va chạm trực đối với viên bi màu tím có khối lượng 2kg và đang chuyển động với vận tốc 2m/s

Hình 2.1

2.2.2 TN2:Khảo sát định luật bảo toàn động lượng trong va chạm đàn hồi (hình 2.2)

- Trong hệ kín gồm hai viên bi, viên bi màu cam có khối lượng 1kg và chuyển động với vận tốc 4m/s, va chạm trực đối với viên bi màu tím có khối lượng 1kg và đang đứng yên.

2.2.3 TN3: Khảo sát định luật bảo toàn động lượng trong va chạm mềm (hình 2.3)

- Trong hệ kín gồm hai viên bi, viên bi màu cam có khối lượng 2kg và chuyển động với vận tốc ban đầu 3m/s, va chạm trực đối với viên bi màu tím có khối

lượng 1kg và chuyển động với vận tốc ban đầu 3m/s

Hình 2.3

2.2.4 TN4: Khảo sát định luật bảo toàn động lượng trong va chạm mềm (hình 2.4)

- Trong hệ kín gồm hai viên bi, viên bi màu cam có khối lượng 2kg và chuyển động với vận tốc ban đầu 3m/s, va chạm trực đối với viên bi màu tím có khối lượng 1kg và có vận tốc ban đầu 0m/s

Hình 2.4

2.2.5 TN5: Khảo sát định luật bảo toàn cơ năng của con lắc đơn (hình 2.5)

2.3 Thiết kế giáo án với sự hỗ trợ của phần mềm Crocodile Physics 605 Bài 27: CƠ NĂNG

- Viết được công thức tính cơ năng cuả một vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo

- Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo

2 Kỹ năng :

- Vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường để giải một số bài tập đơn giản

- Vận dụng được công thức tính cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi của lò xo để giải một số bài tập đơn giản

3.Thái độ: Rèn luyện thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu và trao

đổi các vấn đề mới trong khoa học

4 Định hướng phát triển năng lực

* Năng lực chung:Năng lực tự học,năng lực sáng tạo năng lực hợp tác và năng

lực sử dụng ngôn ngữ trong giao tiếp và trình bày ý kiến

* Năng lực chuyên biệt

K1: - Nêu được định nghĩa, viết được công thức tính cơ năng của vật chuyển

động trong trọng trường

- Nêu được khái niệm, viết được công thức về sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường

- Nêu được khái niệm và viết được công thức bảo toàn cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi

K2: Trình bày được mối quan hệ của cơ năng, động năng và thế năng