1.3.3.1. Sử dụng thí nghiệm kết nổi với máy vi tính trong dạy học Vật lí TN
kết nối với MVT có thể sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của tiến trình dạy
học theo kiểu dạy học GQVĐ. Và để phát huy tối đa tính tích cực, phát triển NLST của HS thì nó thường được sử dụng trong giai đoạn 3 - giai đoạn GQVĐ.
Ở giai đoạn này, GV điều khiển, dẫn dắt HS tự lực giải quyết mâu thuẫn nhận thức một cách sáng tạo. Chính thông qua hoạt động trong các giai đoạn này mà tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS được phát triển [15, tr.74].
Trước hết, để có cơ sở đề xuất các dự đoán, giả thuyết khoa học thì HS cần thu thập được các thông tin liên quan đến đối tượng cần nghiên cứu. Tuy nhiên, đối với nhiều đối tượng thì hiện nay, việc thu thập các số liệu ThN nhờ các TBTN truyền thống hoặc rất khó, mất rất nhiều thời gian (với TN va chạm) hoặc không thể thực hiện được (với TN về chuyển động rơi có sức cản không khí).
Sau đó, dựa vào các dữ liệu thu được trong TN, HS có thể đưa ra nhiều dự đoán, giả thuyết. Khi đó, việc kiểm tra xem dự đoán nào đúng, dự đoán nào sai sẽ không thể tiến hành trong khuôn khổ thời gian quy định nếu chỉ dựa vào các phương tiện dạy học truyền thống, phương tiện tính toán truyền thống. Sở dĩ như vậy vì để kiểm tra điều đó, đòi hỏi phải thực hiện quá trình nhiều phép tính, thời gian không cho phép [14, tr.65].
Như vậy, MVT có thể hỗ trợ các TN vật lí để tự động hóa quá trình thu thập, lưu trữ số liệu TN, phân loại, sắp xếp chúng và trình bày kết quả dưới dạng bảng số liệu hay đồ thị hết sức nhanh chóng và như ý muốn (nhờ phần mềm). MVT với khả năng tính toán cực nhanh có thể hỗ trợ việc kiểm tra những mô hình đưa ra là đúng hay sai (trên cơ sở tính toán trong các điều kiện cụ thể và so sánh kết quả với các số liệu ThN thu được dưới dạng đồ thị). Hỗ trợ này giúp HS tham gia tích cực, tự lực và sáng tạo vào giai đoạn GQVĐ trong quá trình nhận thức [15,tr.76].
1.3.3.2.Sử dụng phần mềm LabVIEW trong thí nghiệm Vật lí kết nối với máy vi tính
Trong dạy học Vật lí, phần mềm LabVIEW có thể hỗ trợ tất cả các loại TN vật lí, TN biểu diễn và TN thực hành, kể cả những TN và quan sát vật lí ở nhà.
Phần mềm LabVIEW và MVT có thể hỗ trợ các TN Vật lí trong tất cả các phần: cơ, nhiệt, điện, quang. Thông thường, ta thường sử dụng sự hỗ trợ của phần mềm LabVIEW ở các TN về cơ, điện - các TN cần có độ chính xác cao, TN yêu cầu vẽ và trình bày kết quả TN trên nhiều đồ thị, biểu bảng,...
LabVIEW (viết tắt của Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là một phần mềm máy tính được phát triển bởi công ty National Instruments (NI) Hoa Kì. LabVIEW là môi trường ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh giữa con người, thuật toán và các thiết bị [8].
LabVIEW là một phần mềm được viết ra nhằm mục đích phát triển những ứng dụng rộng lớn trong đo lường và điều khiển giống như ngôn ngữ lập trình c hoặc Basic cũng như LabWindows, tuy nhiên LabVIEW khác so với các ngôn ngữ trên là các trình ứng dụng của nó đặt trong các VI (Virtual Intrument) nằm trong thư viện của LabVIEW, một số ứng dụng đặc biệt của LabVIEW là tạo các giao diện để người dùng quan sát một cách trực quan các hiện tượng vật lí trên thực tế. Khác với những ngôn ngữ lập trình hệ thống được viết trên nền văn bản để tạo ra các dòng lệnh hoặc mã lệnh. Trong khi đó LabVIEW lại sử dụng một ngôn ngữ lập trình đồ họa G để tạo ra những chương trình ứng dụng đặc biệt. LabVIEW có rất nhiều công dụng để tạo ra một trình ứng dụng theo ý của người sử dụng nó, trong LabVIEW chứa đựng nhiều khối đã tạo sẵn được đặt trong thư viện, đặc biệt nó còn bao gồm các thư viện của các hàm và các chương trình con cho một nhiệm vụ nào đó. LabVIEW còn có những hướng dẫn và những ví dụ.
Các chương trình LabVIEW được gọi là các thiết bị ảo (VIs) bao gồm 3 phần chính: bảng giao diện (The Front Panel - FP), sơ đồ khối (The Block Diagram - BD) và biểu tượng và đầu nối (The icon/connect).
- Bảng giao diện (FP): Ta xây dựng FP với các bộ điều khiển (controls) và các hiển thị (Indicators), chúng được sử dụng với các chức năng vào ra dữ liệu.
- Sơ đồ khối (BD):Là một sơ đồ được xây dựng trên môi trường LabVIEW, nó có thể gồm nhiều đối tượng và các hàm khác nhau để tạo các câu lệnh để chương trình thực hiện. Cấu trúc của một BD gồm các thiết bị đầu cuối (Terminal), Nút (Node) và các dây nối (wire).
- Biểu tượng và đầu nối (The icon/connect)
+ Icon (biểu tượng): là biểu tượng của VI, được sử dụng khi từ 1 VI muốn sử dụng chức năng của 1 VI khác.
+ Connector (bộ nối): là một phần tà của Terminal dùng để nối các đầu vào và đầu ra của các VI với nhau khi sử dụng .
- Bảng điều khiển (Controls palette): Bảng điều khiển chỉ duy nhất xuất hiện trên FP. Bảng điều khiển chứa các bộ điều khiển và các bộ hiển thị.
- Bảng chức năng (Functions Palette)
Bảng Funtions palette chỉ xuất hiện trên BD. Bảng này chứa các VIs và các hàm mà người sử dụng dùng để xây dựng nên các khối lưu đồ [5].
Kết luận chương 1
Trong chương 1, chúng tôi đã đề cập đến các vấn đề cơ bản về cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng TBTN kết nối với MVT trong dạy học Vật lí ở nhà trường PT. Qua đó, chúng tôi rút ra một số kết luận như sau:
Ngày nay cùng với việc nâng cao chất lượng nắm vững các kiến thức khoa học của môn học, chúng ta còn phải thực hiện mục tiêu phát huy tính tích cực, hình thành và phát triển ở HSNLST thông qua việc dạy học các kiến thức khoa học cụ thể. Đây là một yêu cầu mới, rất khó khăn và phức tạp; là một trong những nhiệm vụ chủ yếu của người thầy trong quá trình dạy học; là trung tâm chú ý của lí luận và thực tiễn dạy học.
Việc sử dụng các TBTN kết nối với MVT là hết sức cần thiết trong quá trình dạy học các kiến thức Vật lí. Qua làm TN sẽ giúp HS phát triển tốt năng lực tư duy vật lí. Đó là công cụ để HS hiểu các quá trình hay hiện tượng vật lí sâu sắc hơn, giúp HS tìm ra các quy luật tồn tại trong các quá trình, hiện tượng Vật lí nhanh chóng và đơn giản hơn, đảm bảo tính khoa học, khách quan của kiến thức và HS tin vào kiến thức đã được truyền đạt.
Dạy học GQVĐ là một hướng dạy học nhằm hiện thực hoá chiến lược dạy học tập trung vào người học; kích thích hứng thú, nhu cầu, niềm tin nhận thức, phát huy tính tích cực tư duy, đặc biệt là tư duy sáng tạo của HS và bồi dưỡng cho HS phương thức và năng lực GQVĐ - năng lực đặc biệt cần thiết của người lao động trong xã hội hiện đại.
Từ cơ sở đó, trong chương 2, chúng tôi vận dựng lý thuyết trên để xây dựng TBTN kết nối với MVT và soạn thảo tiến trình dạy học có sử dụng TBTN đã chế tạo trong chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí 12 THPT theo quan điểm dạy học GQVĐ.
Chương 2
XÂY DựNG VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM KẾT NỐI VỚI MÁY VI TÍNHTRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”
VẬT LÍ 12
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});