Nhận xét chung

Chƣơng 4 THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

4.5 Kết quả thực nghiê ̣m và nhâ ̣n xét

4.5.3 Nhận xét chung

Điểm số của các mơn học nhìn chung phản ánh đƣợc phần lớn hiệu quả của quá trình dạy học. Sự thay đổi theo hƣớng tăng tỉ lệ học sinh khá, giỏi trong lớp là dấu hiệu tích cực cho thấy phƣơng pháp giảng dạy ứng dụng các mơ hình đƣợc xây dựng trong luận văn đã đóng góp một phần tác dụng.

Về mặt kiến thức, học sinh nhận biết các khái niệm, quy luật vận động một cách sâu sắc hơn. Điều đó thể hiện ở chỗ đa phần học sinh phát biểu đƣợc

khái niệm các đại lƣợng, mối quan hệ giữa các đại lƣợng, nêu các ví dụ khơng có trong sách giáo khoa và một phần trong số đó chủ động đƣa ra đƣợc các dự đốn đúng.

Q trình tƣơng tác giữa thầy và học sinh, giữa học sinh với phƣơng tiện học tập (chủ yếu là các mơ hình), các vấn đề phát sinh từ mơ hình làm tăng tính chủ động, tích cực của học sinh trong q trình học. Giáo viên hồn toàn có thể giúp học sinh diễn tả, khắc sâu nội dung bài học thông qua việc chủ động chuẩn bị bài mới ở nhà , tự trình bày một số nội dung bài học trong đó có sử dụng mơ hình đƣợc xây dựng bằng phần mềm máy tính. Đó là một trong các cơ sở để giáo viên chỉnh sửa lại một phần nội dung học sinh đã tìm hiểu và đƣa ra kết luâ ̣n cuối cùng cho bài giả ng. Nhƣ vâ ̣y cả thày và trò đều có tiếng nói chung trong bài h ọc nói riêng và trong quá trình học tập nói chung.

Trong q trình tiếp thu bài giảng của giáo viên , học sinh có thể tham gia đóng góp nhiều ý kiến bổ sung khi sử dụng mơ hình. Thí dụ: khi quan sát mơ hình trong Hình 12: Mơ phỏng mối quan hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều, học sinh đã tự đƣa nhận xét: nếu xét hình chiếu chạy trên trục hồnh Ox thì phƣơng trình chuyển động của nó ắt hẳn là có dạng Cosin. Đây là một phát hiện không mới mẻ nhƣng nó là sản phẩm của tƣ duy. Các học sinh khác thì cho ý kiến: không rõ đơn vị của chiều dài trong mơ hình... Đó là các phát hiện rất có ích cho ngƣời học bởi nó thể hiện một tƣ duy có quan sát thực tế, tƣơng tác và tích cực.

Trong các giai đoạn 3 và 4 của q trình sử dụng phƣơng pháp mơ hình trong da ̣y ho ̣c, học sinh phát huy đƣợc khả năng suy luận logic, khả năng biến đổi toán ho ̣c, cách thiết lâ ̣p các phƣơng trình và vẽ đồ thị. Thông qua đó, học sinh có thể hiểu mô ̣t cách sâu sắc hơn về ý nghĩa vâ ̣t lý của các biểu thƣ́c và đi ̣nh luâ ̣t.

Học sinh ghi nhớ kiến thƣ́c mô ̣t cách logic và có nguồn gốc . Nhƣ vâ ̣y học sinh khơng nhất thiết phải học th ̣c lòng, vì khi ơn la ̣i bài cũ theo các mơ

hình thì khả năng hiểu bài để thuộc tăng lên rất nhiều . Thí dụ: thay vì phải nhớ khái niệm “biên độ dao động” bằng cách học thuộc hay phải tƣởng tƣợng thì học sinh có thể quan sát, vẽ lại hình ảnh của một đồ thị trong đó mô tả sự biến đổi của li độ x theo thời gian t, từ đó suy luận ngƣợc lại để ra kiến thức.

Thông qua các kết quả thƣ̣c nghiê ̣m sƣ pha ̣m ứng dụng các mơ hình đƣợc xây dựng bằng phần mềm Matlab trong giảng dạy, ta có thể thấy kết quả học tập môn Vật lý của các học sinh trong lớp thực nghiệm đã tăng lên đáng kể. Điều đó thể hiện một phần trong điểm số, ngồi ra nó thể hiện khả năng quan sát đồ thị, phân tích các thơng số, khái qt hóa thành quy luật vận động và mối quan hệ giữa các đại lƣợng, khả năng tƣơng tác, phối hợp. Đây là những thao tác tƣ duy rất quan trọng trong quá trình học tập hay lao động sau này của học sinh.

KẾT LUẬN 1. Kết quả đa ̣t đƣơ ̣c của đề tài

Dựa trên mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu và giả thuyết khoa học đã đặt ra, đề tài đã thực hiện những công việc nhƣ sau:

 Nghiên cứu cơ sở lý luận của phƣơng pháp mơ hình hóa, trong đó tập trung vào các mơ hình lý tƣởng, mơ hình kí hiệu, đồ thị, hình ảnh, quy luật vận động, biến đổi của đối tƣợng Vật lý.

 Nghiên cứu nội dung dạy học thuộc phần Dao động cơ học, sóng cơ và âm học trong chƣơng trình Vật lý phổ thơng.

 Nghiên cứu phƣơng pháp xây dựng mơ hình bằng phần mềm Matlab.

 Thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá hiệu quả của phƣơng pháp giảng dạy sử dụng mơ hình đƣợc thiết kế bằng Matlab.

Kết quả của công việc đã đạt được như sau:

 Đề tài đã nêu rõ đƣợc hê ̣ thống cơ sở lý luâ ̣n về sƣ̉ du ̣ng phƣơng pháp

dạy học sử dụng mơ hình, đặc biệt là các mơ hình lý tƣởng, kí hiệu, đồ thị đƣợc xây dựng bằng phần mềm Matlab trong da ̣y ho ̣c Vâ ̣t lý ở trƣờng phổ thông.

 Nghiên cứu đầy đủ các nội dung dạy học phần Dao động cơ, sóng cơ và sóng âm trong chƣơng trình Vật lý phổ thơng trung học.

 Xây dựng thành cơng một số mơ hình ảo phục vụ cơng tác giảng dạy

với sự hỗ trợ của phần mềm Matlab.

 Thông qua việc sử dụng mơ hình dƣới sự tổ chức dạy học của thầy giáo, học sinh đã có cơ hội tốt hơn để rèn luyện tƣ duy đối thoại, phê phán, sáng tạo, tăng tính tích cực, chủ động của học sinh.

 Việc dạy học sử dụng các mơ hình đƣợc xây dựng bằng phần mềm Matlab giúp học sinh ghi nhớ, khắc sâu kiến thức một cách dễ dàng hơn.

2. Đó ng góp của đề tài

Dựa trên kết quả công việc đã thực hiện, có thể đánh giá sự đóng góp của đề tài nhƣ sau:

 Dạy học mô hình hóa không phải là phƣơng pháp giảng da ̣y hoàn toàn mới và có nhiều luận văn cao học đã từng ứng dụng các phần mềm máy tính thiết kế mơ hình với các mức độ khác nhau. Mỗi phần mềm lại có một thế mạnh riêng dựa trên mục đích sử dụng. Luận văn này sử dụng Matlab làm nền tảng xây dựng các mơ hình vật lý học và đã vận dụng tƣơng đối hiệu quả tài nguyên của phần mềm trên. Hầu hết các mơ hình đƣợc xây dựng dƣới dạng ứng dụng độc lập, cho phép ngƣời dùng có thể vận dụng một cách dễ dàng, không cần có nhiều kĩ năng về phần mềm, khơng phải cài đặt chƣơng trình gốc của Matlab.

 Các mơ hình đƣợc thiết kế có thể ứng dụng giảng dạy dƣới nhiều hình thức: giảng dạy lý thuyết, minh họa lý thuyết, bài tập, thảo luận... Đặc biệt, trong đó có nhiều mơ hình đƣợc thiết kế đơn giản, mơ tả q trình dƣới dạng hình động (hoạt hình), có thể tƣơng tác đƣợc.

 Một số mơ hình đƣợc các giáo viên sử dụng trong giảng dạy thực tế nhƣ một công cụ hữu hiệu để đạt đƣợc mục đích dạy học. Tính phù hợp của các mơ hình đƣợc xây dựng đƣợc thể hiện một cách rõ nét mặc dù hiện nay có rất nhiều mơ hình vật lý học đƣợc chia sẻ từ nhiều nguồn khác nhau.

Với kết quả trên, đề tài đã thực hiện đƣợc các nhiệm vụ đã đặt ra.

3. Các bài học

 Phƣơng pháp mô hình trong da ̣y ho ̣c Vâ ̣t lý là phƣơng pháp có thể giúp rèn luyện và nâng cao tƣ duy logic, chính xác và sáng tạo ở ngƣời học.

 Phƣơng pháp mơ hình u cầu ngƣời dạy và ngƣời học phải phối hợp

thật chặt chẽ và nghiêm túc trong quá trình xây dựng kiến thức, nếu không, trọng tâm của bài có thể sẽ khơng kịp hình thành và khắc sâu cho học sinh trong phạm vi thời gian quy đi ̣nh của chƣơng trình.

 Dạy học với sự hỗ trợ của các mơ hình phần mềm nói chung yêu cầu phải chuẩn bị đầy đủ thiết bị công nghệ mới có thể phát huy đƣợc hết hiê ̣u quả của phƣơng pháp mơ hình trong giảng dạy.

 Việc ứng dụng Matlab trong giảng dạy không chỉ ở Việt Nam mà các

nƣớc đã ứng dụng rất phổ biến. Matlab thể hiện thế mạnh không chỉ ở việc thiết kế, xây dựng mơ hình mà hiện nay lĩnh vực ứng dụng của nó đã trở nên cực kỳ phong phú và đƣợc coi nhƣ chuẩn mực của các tính toán. Các trƣờng Đại học khoa học kĩ thuật hiện nay một số đã coi Matlab là phƣơng tiện dạy lập trình chính thay cho các cơng cụ trƣớc đây nhƣ Pascal, Turbo C.

 Phải hoàn thiện hơn nữa các mơ hình do cịn nhiều thiếu sót, coi việc thƣờng xuyên tham khảo, phát triển các mơ hình là nhiệm vụ thƣờng xuyên.

4. Hạn chế

 Khi sƣ̉ du ̣ng phƣơng pháp mô hình , thời gian là một bƣớc cản khá lớn do phải triển khai các thiết bị công nghệ và xử lý các sự cố liên quan đến các thiết bị này. Do đó việc chuẩn bị cần đầu tƣ nhiều công sức hơn.

 Các mơ hình phần mềm khi ứng dụng trong giảng dạy nhiều khi gây

mất tập trung vào trọng tâm bài học do tính sinh động của nó.

 Luận văn chƣa thiết kế mơ hình cho từng nội dung dạy học chi tiết. Có hai nguyên nhân dẫn đến việc này, thứ nhất là không phải nội dung dạy

học nào cũng phù hợp với một mơ hình riêng, thứ hai là rất nhiều ý tƣởng về mơ hình đã xuất hiện nhƣng khn khổ thời gian và giới hạn về trình độ khiến ngƣời viết không thực hiện đƣợc.

 Các mơ hình đã xây dựng cịn nhiều thiếu sót cần phải tiếp tục sửa chữa, hoàn thiện. Một trong số các công việc cần làm đó là việc cải thiện tốc độ thực thi chƣơng trình phần mềm.

 Do điều kiê ̣n thời gian và khuôn khổ của luâ ̣n văn nên phần thƣ̣c nghiê ̣m sƣ pha ̣m không đƣợc thực hiện trên phạm vi rộng, chỉ mang tính minh họa cụ thể mà chƣa mang tính khái quát.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lê Đức Ngọc, Bài giảng chuyên đề cao học: Những vấn đề chung về chương trình trung học phổ thơng, Khoa sƣ phạm, Đại học quốc gia Hà

Nội, 2003.

2. Lê Viết Dƣ Khƣơng, Matlab - Một công cụ tin học mạnh trợ giúp hữu

hiệu việc giảng dạy và nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật, Tuyển tập báo cáo Hội thảo “Phát triển công cụ tin học trợ giúp cho

giảng dạy, nghiên cứu và ứng dụng toán học”, Hà nội, 4/1999, 55-74.

3. Lƣơng Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vũ Quang (Chủ biên), Vật lý 12 -

sách giáo khoa chuẩn, Nhà xuất bản giáo dục, 2009.

4. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng, Tổ chức hoạt động nhận thức

cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, Nhà xuất bản Đại

học quốc gia Hà Nội, 1999.

5. Nguyễn Xuân Quế. Sử dụng máy tính và phân tích băng hình nghiên cứu

các hiện tượng vật lý trong dạy học vật lý ở phổ thông, Tạp chí nghiên

cứu giáo dục số 11, 1999.

6. Nguyễn Thị Thanh Huyền, Mô phỏng các bài toán dao động và sóng trong chương trình vật lý THPT, Luận văn tốt nghiệp Đại học, 2008.

7. Phạm Viết Vƣợng, Giáo dục học, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội, 2000.

8. The Mathworks, MATLAB® 7 - Creating Graphical User Interfaces,

The MathWorks .Inc, 3 Apple Hill Drive, Natick, MA 01760-2098, 2004. 9. The Mathworks, MATLAB Help của MATLAB version 7.0.1, 9/2004.

10. Tơn Tích ái. Phương pháp số, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội,

PHỤ LỤC

Một chƣơng trình đồ họa tiêu biểu: chƣơng trình songnuoc.m -------------------------------------------------------------------------------------

function varargout = songnuoc_pause_play(varargin)

% SONGNUOC_PAUSE_PLAY M-file for songnuoc_pause_play.fig

% SONGNUOC_PAUSE_PLAY, by itself, creates a new SONGNUOC_PAUSE_PLAY or raises the existing

% singleton*. %

% H = SONGNUOC_PAUSE_PLAY returns the handle to a new SONGNUOC_PAUSE_PLAY or the handle to

% the existing singleton*. %

% SONGNUOC_PAUSE_PLAY('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local

% function named CALLBACK in SONGNUOC_PAUSE_PLAY.M with the given input arguments.

%

% SONGNUOC_PAUSE_PLAY('Property','Value',...) creates a new SONGNUOC_PAUSE_PLAY or raises the

% existing singleton*. Starting from the left, property value pairs are

% applied to the GUI before songnuoc_pause_play_OpeningFunction gets called. An

% unrecognized property name or invalid value makes property application

% stop. All inputs are passed to songnuoc_pause_play_OpeningFcn via varargin.

%

% *See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows only one

% instance to run (singleton)". %

% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES

% Edit the above text to modify the response to help songnuoc_pause_play

% Last Modified by GUIDE v2.5 28-Sep-2009 20:15:20

% Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1;

gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ...

'gui_OpeningFcn', @songnuoc_pause_play_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @songnuoc_pause_play_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ...

'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1})

gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end

if nargout

[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else

gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end

% End initialization code - DO NOT EDIT

% --- Executes just before songnuoc_pause_play is made visible. function songnuoc_pause_play_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)

% This function has no output args, see OutputFcn. % hObject handle to figure

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% varargin command line arguments to songnuoc_pause_play (see VARARGIN)

% Choose default command line output for songnuoc_pause_play handles.output = hObject;

% Update handles structure guidata(hObject, handles);

initialize_gui(hObject, handles, false); %Khoi tao chuong trinh

% UIWAIT makes songnuoc_pause_play wait for user response (see UIRESUME) % uiwait(handles.figure1);

% --- Outputs from this function are returned to the command line. function varargout = songnuoc_pause_play_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)

% varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT); % hObject handle to figure

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% Get default command line output from handles structure varargout{1} = handles.output;

% --- Executes on button press in start.

function start_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to start (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) axes(handles.axes1);

a = handles.metricdata.biendo; %Cap nhat bien do cua dao dong

w = 2*pi; %Tan so goc cua dao dong

v = 30;dx=0.1;L=100;dt=0.03;tg=10; %Van toc truyen song, do chia, quang duong, do chia thoi gian, khoang thoi gian

x = 0:dx:L; %Quang duong truyen song

t = 0:dt:tg; %Thoi gian dao dong

for k=1:length(x); for j=1:length(t); if (t(j)-x(k)/v)<0; u(k,j)=0;else u(k,j)=a*sin(w*(t(j)-x(k)/v));end end

end

plot([80 80], [20 -20],'r'); hold on;

h = plot(x,u(:,1),'b','linewidth',3,'erase','normal'); h1 = plot(0,u((1),1),'o','MarkerEdgeColor','b',... 'MarkerFaceColor',[0 1 0],'markersize',15,... 'erase','xor'); h2 = plot(80,u(801,1),'o','MarkerEdgeColor','b',... 'MarkerFaceColor',[1 1 0],'markersize',15,... 'erase','xor');

title('Su truyen song co hoc'); ylabel('Phuong dao dong');

axis ([0 100 -25 25]); hold on; %Gioi han do thi for k=1:length(t) set(h,'xdata',x,'ydata',u(:,k)); set(h1,'xdata',0,'ydata',u(1,k)); set(h2,'xdata',80,'ydata',u(801,k)); hold off;

pause on; %Cho phep cac Function lien quan den Pause (enable) pause(.1);

end

% --- Executes on button press in pause.

function pause_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to pause (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

for i =1:5000; %Vong lap tam dung chuong trinh va lien tuc kiem tra trang thai cua ham Pause (enable/disable)

pause(.1); end

% --- Executes on button press in play.

function play_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to play (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) pause off; %Khoa cac Function lien quan den Pause (disable)

%------------------------------------------------------------------------