Sử dụng phần mềm toán học mathematica trong việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí chương động lực học chất điểm sách giáo khoa vật lí 10 nâng cao trong học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ THU HUYỀN SỬ DỤNG PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATHEMATICA TRONG VIỆC HƢỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÝ 10 NÂNG CAO TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận phƣơng pháp dạy học (Bộ môn Vật lý) Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ Người hướng dẫn khoa học: GS TS TƠN TÍCH ÁI HÀ NỘI - 2010 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, Tác giả xin trân trọng cảm ơn Thầy giáo, Cô giáo Trƣờng Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội nhiệt tình giảng dạy truyền thụ cho tác giả kiến thức quý báu PPDH hết lòng giúp đỡ tác giả trình học tập nghiên cứu đề tài Tác giả xin đƣợc bày tỏ lịng lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Tơn Tích Ái, TS Ngơ Diệu Nga Thầy, Cơ tận tình giảng dạy, hƣớng dẫn động viên khích lệ tác giả suốt trình học tập làm luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Trung học phổ thơng Nguyễn Trãi – Ba Đình thành Phố Hà Nội động viên tạo điều kiện cho tác giả đƣợc học nhƣ trình thực đề tài Tác giả bày tỏ cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bè bạn bạn học viên khóa 3, khóa Cao học Lý luận Phƣơng pháp Dạy học trƣờng Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội động viên, giúp đỡ tác giả suốt trình học tập có nhiều ý kiến q báu giúp tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp Mặc dù có nhiều cố gắng nhƣng luận văn chắn khơng thể tránh đƣợc thiếu sót, tác giả mong nhận đƣợc bảo, góp ý Thầy, Cô giáo bạn Hà Nội, tháng 12 năm 2010 Tác giả Nguyễn Thị Thu Huyền DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN GV : Giáo viên HS : Học sinh NCTLM : Ngiêm cứu tài liệu BTCB : Bài tập CNTT : Công nghệ thông tin DH : Dạy học BTPH : Bài tập Phức hợp BTVL : Bài tập vật lý ĐLHCĐ : Động lực học chất điểm NXB : Nhà xuất SGK : Sách giáo khoa ĐHQG : Đại học quốc gia O : Câu hỏi giáo viên # : Hƣớng dẫn giáo viên MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu .2 Nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiêm cứu .2 Mẫu khảo sát Vấn đề nghiên cứu .3 Giả thuyết nghiên cứu Phƣơng pháp Nghiên cứu Đóng góp đề tài .4 10 Cấu trúc luận văn Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA HOẠT ĐỘNG DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ PHỔ THƠNG CĨ SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN .5 1.1 Quan niệm dạy học đại 1.2 Những vấn đề lí luận dạy giải tập vật lí 1.2.1 Khái niệm tập vật lý 1.2.2 Tác dụng tập vật lý 10 1.2.3 Phân loại tập vật lý 12 1.2.4 Phƣơng pháp giải tập vật lý 19 1.2.5 Lựa chọn sử dụng tập dạy học vật lý 25 1.3 Vai trị cơng nghệ thơng tin (CNTT) dạy học 26 1.4 Giới thiệu phần mềm toán học Mathematica 29 1.4.1 Quá trình hình thành phát triển Mathematica 29 1.4.2 Mathematica hệ thống thực phép tính 30 1.4.3 Các lệnh Mathematica 34 1.5 Thực tiễn hoạt động hƣớng dẫn giải tập vật lí việc ứng dụng cơng nghệ thơng tin dạy học vật lí số trƣờng THPT Hà Nội 44 1.5.1 Nội dung điều tra 45 1.5.2 Phƣơng pháp điều tra 45 1.5.3 Kết điều tra 46 Kết luận chƣơng 49 Chƣơng 2: SOẠN THẢO HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ TỔ CHỨC HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CÓ SỬ DỤNG PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATHEMATICA VÀO CHƢƠNG ''ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM '' VẬT LÝ LỚP 10 51 NÂNG CAO 2.1 Phân tích nội dung khoa học kiến thức phần “Động lực học chất điểm” 51 2.1.1 Định luật Newton thứ 52 2.1.2 Khối lƣợng xung lƣợng vật 54 2.1.3 Định luật Newton thứ hai 57 2.1.4 Các lực học 61 2.2 Phân tích nội dung kiến thức chƣơng “Động lực học chất điểm” vật lý 10 nâng cao 66 2.2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chƣơng “Động lực học chất điểm” 66 2.2.2.Đặc điểm cấu trức nội dung chƣơng “Động lực học chất điểm” 67 2.2.3 Mục tiêu dạy học 68 2.3 Soạn thảo hệ thống tập chƣơng “Động lực học chất điểm” vật lý 10 nâng cao 74 2.3.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống tập 74 2.3.2 Hệ thống tập 75 2.4 Tổ chức dạy học với hệ thống tập chƣơng “Động lực học chất điểm” vật lý 10 nâng cao có sử dụng phần mềm toán học Mathematica 79 2.4.1 Phƣơng pháp 79 2.4.2 Hƣớng dẫn học sinh giải hệ thống tập soạn thảo 80 Kết luận chƣơng 107 108 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 108 3.2 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 108 3.3 Phƣơng pháp thực nghiệm 108 3.4 Thời điểm thực nghiệm: 15/10/2010 đến 22/11/2010 109 3.5 Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm 109 3.5.1 Những khó khăn gặp phải làm thực nghiệm sƣ phạm 109 3.5.2.Phân tích diễn biến thực nghiệm sƣ phạm 109 3.5.3 Đánh giá kết thực nghiệm 114 3.5.4 Xử lý kết qủa thống kê toán học 118 Kết luận chƣơng 124 125 KẾT LUẬN 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đổi phƣơng pháp dạy học, ứng dụng công nghệ dạy học đại theo hƣớng chủ động, tích cực hóa hoạt động học sinh phƣơng hƣớng đƣợc xác định rõ, nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học Điều đƣợc xác định nghị trung ƣơng khoá VII, nghị trung ƣơng khoá VIII, đƣợc thể chế luật giáo dục (2005) Luật giáo dục, điều 28.2, ghi "Phƣơng pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học môn học; bồi dƣỡng phƣơng pháp tự học, khả làm việc theo nhóm, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hƣớng thú trách nhiệm học tập học sinh” Với đặc thù môn học Vật Lý phổ thông quan sát, mơ phỏng, giải thích tƣợng, việc sử dụng phần mềm công nghệ để giảng dạy tập giúp học sinh dễ dàng hiểu dụng đƣợc, giúp giáo viên học sinh nâng cao chất lƣợng dạy học Mathematica phần mềm Mathematica có ƣu việc mô tƣợng, đồ họa đẹp, thân thiện dễ sử dụng, có khả ứng dụng cao Vật Lý, hoàn toàn lựa chọn thích hợp việc dạy tập Vật Lý phổ thông cho học sinh Từ lý trên, với mong muốn sử dụng phần mềm Mathematica việc hƣớng dẫn học sinh giải tập vật lý nhằm nâng cao chất lƣợng dạy - học vật lý trƣờng phổ thông trung học ,tôi lựa chọn đề tài: “Sử dụng phần mềm toán học Mathematica việc hướng dẫn học sinh giải tập vật lý chương "Động học lực chất điểm" sách giáo khoa vật lý 10 ban nâng cao trung học phổ thông” Mục tiêu nghiên cứu Vận dụng lý luận giải tập vật lý, soạn thảo hệ thống tập tổ chức hoạt động dạy học với hệ thống tập có sử dụng phần mềm tốn học Mathematica vào chƣơng "Động lực học chất điểm" sách giáo khoa Vật Lý 10 nâng cao góp phần phát huy tính tích cực tự chủ, bồi dƣỡng lực sáng tạo học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt đƣợc mục tiêu đề tài, có xác định có nhiệm vụ: - Nghiên cứu quan điểm dạy học đại dạy học,đặc biệt trọng sở lý luận việc dạy giải tập vật lý - Nghiên cứu tài liệu phần mềm toán học Mathematica - Nghiên cứu nội dung phân phối chƣơng trình kiến thức chƣơng "Động lực học chất điểm" tài liệu có liên quan nhằm xác định đƣợc mức độ nội dung kiến thức kỹ học sinh cần đạt đƣợc - Tìm hiều thực tế dạy học phần kiến thức chƣơng "Động lực học chất điểm" nhằm phát khó khăn giáo viên học sinh, sai lầm phổ biến học sinh Từ đề xuất nguyên nhân khó khăn, sai lầm nêu biện pháp khắc phục - Soạn thảo hệ thống tập có sử dụng phần mềm toán học Mathematica để giải sử dụng hệ thống tập vào việc tổ chức dạy học - Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm theo tiến trình dạy học soạn thảo để đánh giá hiệu hệ thống tập xây dựng việc đƣa phần mềm toán học Mathematica vào hƣớng dẫn hoạt động giải tập Phạm vi nghiêm cứu Sử dụng phần mềm toán học Mathematica việc hƣớng dẫn học sinh giải hệ thống tập đƣợc lựa chọn dạy học chƣơng "Động lực học chất điểm" Lớp 10 PTTH ban nâng cao Mẫu khảo sát - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn vật lý chƣơng "Động lực học chất điểm" giáo viên học sinh lớp 10 ban nâng cao PTTH - Đối tƣợng nghiên cứu: Phần mềm toán học Mathematica , ứng dụng vào dạy giải tập vật lý chƣơng "Động lực học chất điểm" lớp10 ban nâng cao - Đối tƣợng khảo sát: học sinh lớp 10A1,10A2 trƣờng PTTH Nguyễn Trãi Ba Đình ,Hà Nội Vấn đề nghiên cứu Sử dụng phần mềm toán học Mathematica việc hƣớng dẫn học sinh giải hệ thống tập đƣợc lựa chọn dạy học chƣơng "Động lực học chất điểm" sách giáo khoa 10 nâng cao nhƣ để phát huy tính tích cực tự chủ, bồi dƣỡng lực sáng tạo học sinh? Giả thuyết nghiên cứu Nếu học sinh có kiến thức việc sử dụng phần mềm toán học Mathematica kiến thức vật lý chƣơng "Động lực học chất điểm" sách giáo khoa Vật Lý 10 nâng cao; Giáo viên soạn thảo đƣợc hệ thống tập bám sát mục tiêu dạy học tổ chức hoạt động dạy học hƣớng dẫn học sinh với hệ thống tập có sử dụng phần mềm tốn học Mathematica, cách phù hợp góp phần phát huy tính tích cực tự chủ, bồi dƣỡng lực sáng tạo học sinh Phƣơng pháp Nghiên cứu 8.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận - Nghiên cứu tài liệu Tâm lí học, Lí luận dạy học, Các tài liệu phƣơng pháp dạy học mơn vật lí… - Nghiên cứu SGK vật lí 10 tài liệu khoa học đề cập đến vấn đề "Động lực học chất điểm" - Nghiên cứu tài liệu phần mềm toán học Mathematica 8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Tìm hiểu việc sử dụng máy tính phục vụ giảng dạy mơn học tìm hiểu việc dạy tin học trƣờng trung học phổ thông Hà Nội - Điều tra thực tiễn hoạt động dạy giải tập vật lí việc ứng dụng cơng nghệ thông tin dạy học vật lý số trƣờng THPT Hà Nội - Thực nghiệm sƣ phạm trƣờng THPH Nguyễn Trãi - Ba Đình, Hà Nội 8.3 Phương pháp thống xử lý thông tin Sử dụng thống kê toán để xử lý số liệu điều tra thực tế thực nghiệm sƣ phạm Đóng góp đề tài - Đề tài góp phần hồn thiện lý luận phƣơng pháp dạy học bậc THPH -Giúp giáo viên biện pháp để sử dụng phần mềm toán học Mathematica vào việc hƣớng dẫn học sinh giải tập vật lý chƣơng "Động lực học chất điểm" thành cơng 10 Cấu trúc luận văn Ngồi phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo phụ lục, nội dung luận văn đƣợc trình bày chƣơng: Chương Cơ sở lí luận thực tiễn hoạt động dạy giải tập vật lí phổ thơng có hỗ trợ cơng nghệ thông tin Chương Soạn thảo hệ thống tập tổ chức hoạt động dạy học hƣớng dẫn học sinh giải tập vật lý với hệ thống tập có sử dụng phần mềm tốn học Mathematica vào chƣơng "Động lực học chất điểm " sách giáo khoa Vật Lý 10 nâng cao nhằm phần phát huy tính tích cực tự chủ, bồi dƣỡng lực sáng tạo học sinh Chương Thực nghiệm sƣ phạm Hình 3.1: Đồ thị đường phân bố tần suất I(i)% 12 10 XI 10 Hình 3.2: Đồ thị đường phân bố tần suất luỹ tích (hội tụ lùi i( i) %) I ( I) % 120 100 80 Thùc nghiƯm § èi chøng 60 40 20 XI 121 10 * Đánh giá định lượng kết - Điểm trung bình cộng lớp thực nghiệm (6.83) cao lớp đối chứng (6.06) - Hệ số biến thiên giá trị điểm số lớp thực nghiệm (20,4%) nhỏ lớp đối chứng (23,8%) có nghĩa độ phân tán điểm số quanh điểm trung bình lớp thực nghiệm nhỏ - Đƣờng tần số tần suất luỹ tích (hội tụ lùi) lớp thực nghiệm nằm bên phải phía dƣới đƣờng tần suất tần suất luỹ tích lớp đối chứng chứng tỏ chất lƣợng nắm kiến thức vận dụng kiến thức lớp thực nghiệm tốt lớp đối chứng Tuy nhiên để khẳng định rõ kết học tập học sinh lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng có thực phƣơng pháp dạy học đem lại hay không? Chúng tơi áp dụng tốn kiểm định thống kê toán học để kiểm định kết nhƣ sau: + Trƣớc hết ta kiểm định khác phƣơng sai: S DC  2,06 Ta có S TN  1,94 - Giả thiết H0: Sự khác S2TN S2§ C khơng có ý nghĩa - Giả thiết H1: Sự khác S2TN S2§ C có ý nghĩa - Đại lƣợng kiểm định F: Ta có: F  S DC 2,06   1,06 S TN 1,94 - Chọn xác xuất sai lầm  = 0.05 Tra giá trị F bảng phân phối F ứng với mức  bậc tự fA = nA – = 30 – = 29 fB = nB – = 32 – = 31 122 Ta đƣợc F = 1.78 Vì F < F (1.06 < 1.78) nên ta chấp nhận giả thiết H0 Vậy khác S2TN S2§ C khơng có ý nghĩa (tức S2TN = S2§ C ) + Kiểm định khác số trung bình cộng với phƣơng sai S2TN = S2§ C ) - Chọn xác suất sai lầm  = 0.05 - Giả thiết H0 : Sự khác X TN X DC khơng có ý nghĩa - Giả thiết H1: Sự khác X TN X DC có ý nghĩa - Tính đại lƣợng kiểm định t: t X TN  X § C  Với S S  Vậy t N TN N § C nTN  n§ C N TN  1S2TN  N § C  1S2§ C N TN  N § C  30  11,94  32  12,06 30  32  6,83  6,06 1,42   120,12  2,002  1,42 60 30.32 0,77.3,93   2,13 30  32 1,42 - Tra T ; chọn xác suất sai lầm  = 0,05 Vì NTN + NĐC > 60 T tra bảng phân bố chuẩn với t    0.05  1  0.975 2 Tra bảng ta có T = 1.96 Nhận xét t > T nên ta bác bỏ giả thiết H0 Vậy khác S2TN S2§ C có ý nghĩa Nhƣ qua kiểm định ta kết luận: Kết kiểm tra lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng phƣơng pháp dạy học lớp thực nghiệm đem lại 123 Kết luận chƣơng Qua việc tổ chức, theo dõi diễn biến học thực nghiệm, kết hợp với trao đổi với giáo viên học sinh, đặc biệt việc xử lý kiểm tra, chúng tơi có nhận xét sau: + Nhìn chung việc đƣa phần mềm toán học Mathematica vào giảng dạy giải BTVL cho học sinh THPT có tính khả thi Giờ học có sử dụng phần mềm toán học Mathematica phù hợp với thực tế học sinh, tạo đƣợc môi trƣờng giao tiếp thầy trò trò – trò, tạo nên mối quan hệ hợp tác cá nhân Học sinh thích thú, tự giác học, học sinh - giỏi giải nhiều cách cho tốn phần mềm mà khơng tốn nhiều thời gian em + Quá trình phân tích thực nghiệm cho thấy: Sử dụng hệ thống tập giải phần mềm toán học Mathematica chúng tơi soạn kích thích suy nghĩ tính tích cực hoạt động giải vấn đề học sinh trình học tập, bƣớc đầu đem lại hiệu việc nâng cao chất lƣợng dạy học + Tuy nhiên, chúng tơi thấy cịn số hạn chế sau: - Học sinh ban đầu chƣa quen với hình thức học tập vận dụng cơng nghệ thơng tin vào học tập cịn hạn chế - Đối tƣợng thực nghiệm cịn trƣờng, cần phải đƣợc mở rộng thực nghiệm thêm - Việc tiến hành giảng dạy với hỗ trợ phần mềm địi hỏi nhà trƣờng phổ thơng phải có sở vật chất đáp ứng đƣợc yêu cầu dạy học nhƣ: phịng học đa năng,có trang thiết bị đầy đủ đại, máy tính học sinh sử dụng cần đƣợc bảo trì nâng cấp thƣờng xun Mặc dù cịn số khó khăn nhƣng kết thực nghiệm sƣ phạm xác nhận giả thuyết khoa học đề tài 124 KẾT LUẬN Đối chiếu mục đích nghiên cứu, đề tài hoàn thành nhiệm vụ đặt - Nghiên cứu quan điểm đại dạy học, nghiên cứu sở lý luận giải tập vật lý, nghiên cứu phần mềm Mathematica, từ đƣa đƣợc hệ thống sở lý luận việc tổ chức dạy học vật lý nói chung, dạy học chƣơng "Động lực học chất điểm " nói riêng theo hƣớng làm tăng lực tƣ duy, nhận thức, sáng tạo, khả tự giải vấn đề học sinh - Tìm hiểu thực tế dạy học chƣơng "Động lực học chất điểm", phát khó khăn giáo giáo viên học sinh, sai lầm phổ biến học sinh nêu số biện pháp khắc phục - Nghiên cứu nội dung phân phối chƣơng trình kiến thức chƣơng "Động lực học chất điểm" tài liệu có liện quan nhằm xác đih đƣợc mức độ nội dung kiến thức kĩ học sinh cần nắm vững, từ đƣa hệ thống tập hợp lý, đáp ứng đƣợc yêu cầu việc lựa chọn hệ thống tập cho chƣơng cụ thể không nhằm củng cố, vận dụng kiến thức, kĩ biết mà giúp học sinh hình thành kiến thức , kĩ phát triển lực giải vấn đề - Soạn thảo hệ thống tập có sử dụng phần mềm Mathematica để giải sử dụng hệ thống tập vào việc tổ chức hoạt động dạy học Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm theo trình dạy học soạn thảo để đánh giá hiệu với việc đƣa phần mềm tốn học Mathematica vào dạy học - Với việc sử dụng phần mềm Mathematica, đề tài luận văn mô số chuyển động vật, hệ vật chuyển động chƣơng 125 "Động lực học chất điểm" mà tƣợng khơng, khó quan sát đƣợc thực tế trừu tƣợng học sinh - Thông qua việc sử dụng phần mềm Mathematica, giáo viện tạo cho học sinh có nhiều hội tiếp cận với cơng nghệ thơng tin, có nhiều thời gian học, có hội trao đổi với nhiều giáo viên Tạo điều kiện cho học sinh đơn giản hóa cụ thể hóa số vấn đề trừu tƣợng vật lý tƣợng vật lý chƣơng "Động lực học chất điểm" Các kết nghiện cứu tài liệu tham khảo phƣơng pháp dạy học cho giáo viên vật lý trƣờng PTTH - Tuy đề tài tồn số hạn chế sau : - Khi thực giảng có hỗ trợ phần mềm Mathematica thời gian cần thiết để chuẩn bị nhiều đòi hỏi giáp viên phải có trình độ tin học ngoại ngữ, đặc biệt phải hiểu biết ,nắm vững vận dụng linh hoạt phần mềm tốn học Mathematiaca - Tính ứng dụng phần mềm chƣa phổ biến với lý do: Để giảng dạy với hỗ trợ phần mềm Mathematica cần phải có phịng học đƣợc trang bị máy chiếu, tối thiểu phải có máy chiếu Projecter máy vi tính học sinh đƣợc cài đặt phần mềm Mathmatica Do đó, việc ứng dụng cịn hạn chế nơi có đầy đủ điều kiện tối thiểu nhƣ - Các chuyển động vật tập đƣợc thực phần mềm mamg tính mơ Ở đó, ngƣời viết lý tƣởng hóa điều kiện xảy tƣợng, yếu tố khách quan tác động tới q trình thí nghiệm đƣợc bỏ qua - Do điều kiện thời gian , không gian khuôn khổ thực luận văn không tránh khỏi thiếu sót Tơi mong muốn nhận đƣợc đóng góp ý kiến Thầy Cơ giáo động nghiệp để Luận văn tơi đựoc hồn chỉnh Tôi xin chân thành cảm ơn 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS TS Tơn Tích Ái Phương pháp số NXB Đại học quốc gia Hà Nội ,2005 GS TS Tơn Tích Ái Phần mềm tốn học cho kỹ sư Nguyễn Văn Ánh - Hoàng Văn Việt Giáo trình vật lý đại cương NXB Đại học sƣ phạm , 2004 Lƣơng Duyên Bình Vật lý đại cương T.1 NXB Giáo dục, 2002 GS TS Nguyễn Quang Báu, Nguyễn Cảnh Hoè Bài tập vật lý nâng cao 10 ban khoa học tự nhiên NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2009 TS Vũ Cao Đàm Bài giảng chuyên đề phương pháp nghiên cứu khoa học NXB Giáo dục, 2009 Lƣơng Tất Đạt, Lê Chấn Hùng, Phạm Đình Thiết, Bùi Trọng Tuân, Lê Trọng Tƣờng Sách sách tập Vật lý 10 Nâng cao NXB Giáo dục, 2006 Trần Trọng Hƣng 289 toán học NXB Trẻ, 1997 10 Nguyễn Quang Học Bài tập vật lý phổ thông nâng cao theo chuyên đề, NXB Đại học quốc gia Hà Nội , 2000 11 Nguyễn Thế Khôi, Phạm Quý Tƣ, Lƣơng Tất Đạt, Lê Chấn Hùng, Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Đình Thiết, Bùi Trọng Tuân, Lê Trọng Tƣờng Sách giáo khoa Vật lý 10 Nâng cao NXB Giáo dục, 2006 12 Ngô Diệu Nga Bài giảng chuyên đề cao học:“Dạy giải tập vật lý phổ thông” 13 PGS TS Lê Đức Ngọc Bài giảng chuyên đề cao học:“Phát triển chương trình”, 2009 14 PGS TS Lê Đức Ngọc Bài giảng chuyên đề cao học: “Đo lường đánh giá” 2009 16 PGS TS Đỗ Hƣơng Trà Bài giảng chuyên đề: “Phương pháp dạy học vật lý”, 2009 127 17 Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên) Phương pháp dạy học vật lý trường phổ thông NXB Đại học sƣ phạm, 2002 18 Nguyễn Đức Thâm Đề cương giảng: “Phân tích chương trình vật lý trường phổ thơng trung học” - Tập I, 1996 19 Bùi Gia Thịnh - Lƣơng Tất Đạt - Ngô Diệu Nga Phương pháp giải toán vật lý theo chủ đề NXB Giáo dục Việt Nam, 2010 20 Phạm Xuân Quế Sử dụng máy tính phân tích băng hình nghiên cứu tượng vật lý dạy học phổ thông Tạp chí Nghiên cứu Giáo dục số 11/1999 21 Phạm Hữu Tòng Bài giảng chuyên đề: Chức tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động học dạy học Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội, 2001 22 Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học Vật lý trường phổ thông NXB ĐHQG, Hà Nội, 1999 23 Nghị hội nghị lần thứ IV BCH TW Đảng CSVN khoá VII - Báo Nhân dân, 15/2/1993 24 David Halliday, Robert Resnich, Jearl Walker Cơ sở Vật lý (chủ biên: Ngô Quốc Qnh, Hồng Hữu Thƣ Ngƣời dịch: Ngơ Quốc Qnh, Phan Văn Thích) NXB Giáo dục, Hà Nội, 2000 25 Brenda Branyan, Broadbent, R.Kent Wood.Education Media and technology yearbook Libraries Unlimited, Inc Englewood, Colorrado, 1990 26 Charles Fisher, David C.Dwyer, Keith Yocam Education and Technology - Beyon Web Page Design Jossey Bass Publishers, San Francisco, 1996 27 David L.Jones, Dominique C.Cutts,Thomas A.Powell Web Site Engineering, Prentice Hall UK, London, 1998 28 Michael, Morgan, Jeff Wandling, Rich Casselberry Mathematica in Physics Website http://www.mcp.com/que 29 Website http://www.thuvienvatly.com.vn 128 PHỤ LỤC Phụ lục1 : PHIỂU HỎI SỐ Về việc sừ dụng phần mềm toán học Mathematica hướng dẫn học sinh giải tập vật lý chương " động lực học chất điểm" lớp 10 ban nâng cao trung học phổ thông (Mục đích : Điều tra khả sát ý kiến giáo viên nhằm :Xây dựng phương pháp dạy sử dụng xây dựng kĩ sử phần mềm toán học Mathematica học sinh THPH giải tập vật lý ) ( DANH CHO CÁN BỘ - GIÁO VIÊN ) Chúng tơi chân thành cảm ơn Ơng / Bà tham gia khảo sát Những thơng tin Ơng / Bà cung cấp cho chúng tơi vơ q báu q trình nghiên cứu , xác định thực trạng công tác việc sừ dụng phần mềm toán học Mathematica học sinh THPH giải tập vật lý Rất mong Ông /Bà vui lịng đánh dấu (X) vào tƣơng ứng điền vào chỗ trống thông tin phù hợp mẫu sau : ( Người điều tra cam đoan thơng tin mà Ơng /Bà cung cấp phục vụ mục đích nghiêm cức khoa học giữ kín khơng tiết lộ ) I.Thông tin nhân : Họ tên : Bộ môn giảng dạy: Khối lớp dạy: Nơi công tác : Trƣờng : Quận ( Huyện ): Thành phố ( Tỉnh) II Nội dung phiếu điều tra : 1.Theo Ông / Bà trang thiết bị máy tính , mạng Internet phục vụ cho học tập đƣợc trang bị là: Theo Ông / Bà trang thiết bị máy tính phục vụ cho học tập đƣợc trang bị 3.Theo Ông / Bà có dùng phần mềm tốn học Mathematica vào việc hƣớng dẫn học sinh TPPH giải tập vật lý 129 - Lý Ông / Bà ( chƣa ) dùng phần mềm toán học Mathematica vào việc hƣớng dẫn học sinh TPPH giải tập vật lý : Lí khác: Trong trình dùng phần mềm toán học Mathematica vào việc hƣớng dẫn học sinh TPPH giải tập vật lý đồng chí thƣờng sử dụng phƣơng pháp dạy học sau : - Thông báo diễn giải câu lệnh phần mềm - Hƣớng dẫn học sinh tự tìm hiểu câu lệnh - Đàm thoại gợi mở để học sinh tham gia xây dựng câu lệnh cho phần - Hƣớng dẫn học sinh làm số tập nhà - Cho học sinh giải tập vật lý phần mềm lập trình sẵn dạng tập ,học sinh viêc thay số 5: Rèn luyện kỹ trí tuệ sử dụng phần mềm Mathematica hƣớng dẫn học sinh TPPH giải tập vật lý : 130 a Các kĩ lựa chọn tập : - Bài tập có tƣợng vật lý khó quan sát , khó tƣởng tƣợng thực tế - Bài tốn giải hệ phƣơng trình phức tạp - Bài tập vẽ đồ thị - Các kĩ khác cần hình thành cho học sinh lựa chọn tập : b.Kĩ xác lập mối quan hệ tƣợng vật lý : - Phân tích tƣợng vật lý - Kĩ thiết lập mối quan hệ tƣợng vật lý định luật, thuyết , khái niệm đại lƣợng vật lý chi phối - Các kĩ khác cần hình thành cho học sinh xác lập mối quan hệ tƣợng vật lý c Kĩ thực lệnh Mathematica giải tập : 131 - Lập kế hoạch lựa chọn lệnh : - Thƣc lệnh : - Các kĩ khác cần hình thành cho học sinh thực lệnh Mathematica : Trong trình dạy học chƣơng "Động lực học chất điểm " Ông /Bà nhận thấy học sinh thƣờng mắc khó khăn , sai lầm phổ biến nội dung kiến thức , kỹ ? Nguyên nhân sai lầm phổ biến - Khó khăn, sai lầm phổ biến kiến thức chƣơng "Động lực học chất điểm ": - Khó khăn sai lầm phổ biến kĩ vận dụng kiến thức : - Nguyên nhân khó khăn , sai lầm phổ biến : Xin chân thành cảm ơn đồng chí ! 132 PHỤ LỤC: PHIẾU ĐIỀU TRA HỌC SINH I.Thông tin nhân : Họ tên : Lớp: 3.Trƣờng : Quận ( Huyện ): Thành phố ( Tỉnh) II Nội dung phiếu điều tra : Câu : Hịn đá mặt đất ( Hình vẽ ) Các lực tác dụng lên mặt đất A Lực hấp dẫn trái đất tác dụng lên đá B Lực nén đá nén lên mặt đất C Lực hấp dẫn đá tác dụng lên mặt đất D Lực nén đá nén lên mặt đất , Lực hấp dẫn đá tác dụng lên mặt đất Câu : Một vật chuyển động bị ném ngang với vận tốc ban đầu v0.Tác dụng lên vật có : A Trọng lực, sức cản khồng khí B Lực ném tay , sức cản khồng khí C Trọng lực , Lực ném tay D Trọng lực tác dụng lên vật , Lực ném tay, lực cản không khí Câu : Một vật trƣợt khơng ma sát xuống mặt phẳng nghiêng Các lực tác dụng lên vật A Lực ma sát , trọng lực B Trọng lực , lực kéo vật trƣợt xuống C Lực ma sát, lực kéo vật trƣợt xuống D Trọng lực Câu :Một xe tải kéo ô tô bắt chuyển động thẳng nhanh dần mặt đƣờng nhẵn nằm ngang , sau 50s đƣợc 400 m Tính lực kéo ô tô tải độ dãn dây cáp nối hai xe A 640N 32.10-5m B 640N 3,2.10-5m C 6250N 3,125.10-3m D 3200N 1,6.10-4m Câu :Hai lị xo khối lƣợng khơng đáng kể, độ cứng lần lƣợt k = 100 N/m, k2 = 150 N/m, có độ dài tự nhiên L0 = 20 cm đƣợc treo thẳng 133 đứng nhƣ hình vẽ Đầu dƣới lị xo nối với vật khối lƣợng m = 1kg Lấy g = 10m/s2 Tính chiều dài lị xo vật cân A 20cm B 24cm C 4cm D 16cm Câu : :Một xe tải kéo ô tô dây cáp Từ trạng thái đứng yên sau 100s ô tô đạt vận tốc V = 36km/h Khối lƣợng ô tô m = 1000 kg Lực ma sát 0,01 trọng lực tơ Tính lực kéo xe tải thời gian A 100N B 200N C 3800N D 1200N Câu : Xem hệ liên kết nhƣ hình vẽ m1 = 3kg; m2 = 1kg; hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng  = 0,1 ;  = 300; g = 10 m/s2 Tính sức căng dây? A 10,6N B 12,44N C 37,32N D 31,8N Câu : Một vật m = 10kg treo vào trần buồng thang máy có khối lƣợng M = 200kg Vật cách sàn 2m Một lực F kéo buồng thang máy lên với gia tốc a = 1m/s2 Tính lực kéo buồng thang máy Lấy g = 10m/s2 A 2310N B 2200N C 2090N D 1900N Câu 9:Hai vật A B có khối lƣợng lần lƣợt mA = 1,5kg, mB = 1kg đƣợc nối với sợi dây nhẹ khơng dãn vắt qua rịng rọc cố định nhƣ hình vẽ Bỏ qua khối lƣợng rịng rọc lực ma sát dây với ròng rọc Lấy g = 10m/s2.Tính gia tốc chuyển động mối vật A 3,33m/s2 B 10 m/s2 C m/s2 D m/s2 134 m1 m2 Câu 10 : Một ô tơ có khối lƣợng m=25tấn chuyển động với vận tốc khơng đổi 54km/h, bỏ qua ma sát Tìm lực kéo nén ôtô qua điểm cầu , cầu vồng lên với bán kính 50m.Lấy g = 9,8m/s A 13250N B 35750N C 24500N D 24499,7N 135 ... Mathematica việc hướng dẫn học sinh giải tập vật lý chương "Động học lực chất điểm" sách giáo khoa vật lý 10 ban nâng cao trung học phổ thông? ?? Mục tiêu nghiên cứu Vận dụng lý luận giải tập vật lý, soạn... mềm Mathematica việc hƣớng dẫn học sinh giải tập vật lý nhằm nâng cao chất lƣợng dạy - học vật lý trƣờng phổ thông trung học ,tôi lựa chọn đề tài: ? ?Sử dụng phần mềm toán học Mathematica việc hướng. .. Vấn đề nghiên cứu Sử dụng phần mềm toán học Mathematica việc hƣớng dẫn học sinh giải hệ thống tập đƣợc lựa chọn dạy học chƣơng "Động lực học chất điểm" sách giáo khoa 10 nâng cao nhƣ để phát huy