Mô phỏng thí nghiệm trên máy vi tính để sử dụng phối hợp với thí nghiệm thật trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông

Chia sẻ: Y Y | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

23
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm nên để nâng cao được chât lượng dạy học Vật lý ở trường phổ thông thì trước hết phải nâng cao chất lượng sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học. Bài báo đưa ra một giải pháp là mô phỏng các thí nghiệm thật trên máy tính để sử dụng trong dạy học nhằm góp phần khắc phục những khó khăn đó.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mô phỏng thí nghiệm trên máy vi tính để sử dụng phối hợp với thí nghiệm thật trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Educational Sci., 2007,V.52, No 6, pp.3-7 MÆ PHÄNG TH NGHIM TRN MY VI TNH SÛ DÖNG PHÈI HÑP VÎI TH NGHIM THT TRONG DY HÅC VT LÞ Ð TR×ÍNG PHÊ THÆNG Nguy¹n Xu¥n Th nh Khoa Vªt lþ -Tr÷íng HSP H Nëi 1. Mð ¦u Vªt lþ håc l mët mæn khoa håc thüc nghi»m n¶n º n¥ng cao ÷ñc ch§t l÷ñng d¤y håc vªt lþ ð tr÷íng phê thæng th¼ tr÷îc h¸t ph£i n¥ng cao ch§t l÷ñng sû döng th½ nghi»m trong qu¡ tr¼nh d¤y håc. Trong nhúng n«m g¦n ¥y, song song vîi vi»c êi mîi ch÷ìng tr¼nh v s¡ch gi¡o khoa, c¡c tr÷íng phê thæng ¢ ÷ñc trang bà çng bë c¡c thi¸t bà th½ nghi»m theo danh möc tèi thiºu cõa Bë Gi¡o döc v o t¤o. Tuy nhi¶n, vi»c khai th¡c v sû döng c¡c thi¸t bà th½ nghi»m â v o d¤y håc v¨n cán r§t h¤n ch¸. Theo chóng tæi, sü h¤n ch¸ n y do mët sè nguy¶n nh¥n sau: - M°c dò ¢ câ thi¸t bà th½ nghi»m nh÷ng do thíi gian tªp hu§n sû döng cho gi¡o vi¶n ngn n¶n kÿ n«ng ti¸n h nh c¡c th½ nghi»m cõa gi¡o vi¶n cán h¤n ch¸, d¨n ¸n hå ng¤i sû döng th½ nghi»m trong d¤y håc. - Vi»c tªp hu§n sû döng th½ nghi»m cho gi¡o vi¶n nhi·u khi l¤i do c¡c cæng ty trüc ti¸p cung c§p thi¸t bà d¤y håc £m nhi»m n¶n ph¦n lîn nh¥n vi¶n c¡c cæng ty mîi ch¿ h÷îng d¨n lp °t, vªn h nh v· m°t kÿ thuªt, ch÷a câ i·u ki»n i s¥u v o ph÷ìng ph¡p sû döng c¡c th½ nghi»m â trong d¤y håc. - C¡n bë phö tr¡ch pháng th½ nghi»m ð c¡c tr÷íng phê thæng hi»n nay cán thi¸u v ch÷a mang t½nh chuy¶n nghi»p. Nhi·u ng÷íi l gi¡o vi¶n bë mæn kh¡c l m ki¶m nhi»m n¶n khæng hiºu h¸t c¡c döng cö th½ nghi»m. V¼ vªy hå khæng câ kh£ n«ng chu©n bà óng nhúng döng cö th½ nghi»m do gi¡o vi¶n y¶u c¦u. Thõ töc m÷ñn, tr£ r÷ím r , m§t nhi·u thíi gian, d¨n ¸n vi»c gi¡o vi¶n ng¤i rçi quy¸t ành khæng sû döng núa. - Thíi khâa biºu ð c¡c tr÷íng phê thæng hi»n nay l 5 ti¸t/1 buêi v 6 buêi/1 tu¦n. Thíi gian chuyºn ti¸t l 5 10 phót. Giúa 2 ti¸t gi¡o vi¶n công c¦n ngh¿ ngìi n¶n thüc t¸ khæng câ thíi gian chu©n bà v em döng cö th½ nghi»m l¶n lîp. Do nhúng trð ng¤i tr¶n n¶n n¸u nh tr÷íng ch¿ chó trång ¸n vi»c trang bà ¦y õ c¡c thi¸t bà th¼ công ch÷a thº n¥ng cao ÷ñc hi»u qu£ sû döng chóng trong d¤y håc. T¼nh tr¤ng thi¸t bà mua v· nhi·u m khæng ÷ñc sû döng v¨n cán kh¡ phê bi¸n. Trong b i b¡o n y, chóng tæi ÷a ra mët gi£i ph¡p l mæ phäng c¡c th½ nghi»m thªt tr¶n m¡y vi t½nh º sû döng trong d¤y håc nh¬m gâp ph¦n khc phöc nhúng khâ kh«n â. 3
Nguy¹n Xu¥n Th nh 2. X¥y düng ph¦n m·m mæ phäng c¡c th½ nghi»m thªt Vîi möc ti¶u vøa l m t i li»u bçi d÷ïng gi¡o vi¶n v· sû döng th½ nghi»m trong d¤y håc vªt lþ vøa dòng l m ph÷ìng ti»n hé trñ trüc ti¸p ho¤t ëng d¤y håc d÷îi c¡c h¼nh thùc kh¡c nhau n¶n chóng tæi ti¸n h nh mæ phäng c¡c th½ nghi»m tr¶n m¡y t½nh sao cho chóng c ng gièng th½ nghi»m thªt c ng tèt. Tr÷îc h¸t l v· h¼nh £nh cõa c¡c döng cö ph£i gièng nh÷ th½ nghi»m thªt c£ v· h¼nh d¤ng l¨n m u sc º qua â gi¡o vi¶n v håc sinh câ thº t¼m hiºu ÷ñc t½nh n«ng, t¡c döng cõa chóng. Vi»c lp r¡p, bè tr½ th½ nghi»m v °c bi»t l c¡c b÷îc ti¸n h nh th½ nghi»m ph£i ÷ñc mæ phäng ho n to n nh÷ th½ nghi»m thªt º qua â, gi¡o vi¶n v håc sinh câ thº nm ÷ñc c¡ch lp r¡p, bè tr½ v ti¸n h nh th½ nghi»m vîi döng cö thªt sau khi ¢ thao t¡c tr¶n ph¦n m·m. V½ dö: Th½ nghi»m nghi¶n cùu v· quy tc hñp lüc song song câ c¡c döng cö ÷ñc bè tr½ tr¶n b£ng th¯ng ùng nh÷ h¼nh 1. C¡c döng cö nh÷ b£ng trng, lá xo, th÷îc chia ë, thanh kim lo¤i, c¡c gia trång ÷ñc v³ gièng nh÷ thüc t¸. Khi sû döng ph¦n m·m º ti¸n h nh th½ nghi»m, ta công ph£i thao t¡c nh÷ khi sû döng döng cö thªt. Cö thº nh÷ sau: - Dòng chuët º k²o c¡c gia trång l¶n, treo v o hai mâc tr¶n th÷îc chia ë º t¤o ra hai lüc t¡c döng l¶n h» l m c¡c lá xo bà gi¢n v th÷îc dàch chuyºn xuèng ph½a d÷îi. - K²o thanh kim lo¤i ¸n °t song song v s¡t vîi th÷îc chia ë º ¡nh d§u và tr½ n y cõa th÷îc chia ë. - K½ch v o nót Biºu di¹n lüc º v³ c¡c v²ctì lüc th nh ph¦n. - K½ch chuët v c¡c gia trång º bä c¡c gia trång xuèng, lá xo co l¤i v th÷îc chia ë dàch l¶n và tr½ lóc ¦u. - L¦n l÷ñt treo c¡c gia trång v o mët trong hai mâc tr¶n th÷îc chia ë, dàch chuyºn và tr½ cõa mâc º sao cho th÷îc chia ë dàch ¸n s¡t vîi thanh kim lo¤i ¡nh d§u và tr½ 4
Mæ phäng th½ nghi»m tr¶n m¡y t½nh º sû döng phèi hñp vîi th½ nghi»m thªt trong d¤y håc vªt lþ ð trong nh tr÷íng phê thæng cõa nâ khi câ hai lüc t¡c döng. Khi â, lüc t¡c döng l¶n th÷îc l hñp lüc cõa hai lüc th nh ph¦n. - C«n cù v o ë lîn cõa c¡c lüc v kho£ng c¡ch giúa c¡c iºm °t ÷ñc ph¦n m·m ghi v o b£ng sè li»u, câ thº dü o¡n ÷ñc mèi li¶n h» giúa hñp lüc v c¡c lüc th nh ph¦n: d1 F2 F = F1 + F2 ; = d2 F1 - L°p l¤i th½ nghi»m º kiºm nghi»m dü o¡n tr¶n v ÷a ra quy tc hñp lüc song song. Nh÷ vªy, khi sû döng ph¦n m·m, gi¡o vi¶n v håc sinh ¢ t¼m hiºu ÷ñc döng cö th½ nghi»m, bi¸t c¡ch lp r¡p v bè tr½ th½ nghi»m, sau â câ thº tü lp r¡p v ti¸n h nh th½ nghi»m n y vîi bë döng cö thªt. Ngo i vi»c mæ phäng c¡c b÷îc ti¸n h nh th½ nghi»m º thu thªp sè li»u, chóng tæi cán chó trång vi»c h÷îng d¨n cho gi¡o vi¶n v håc sinh xû lþ k¸t qu£ th½ nghi»m º rót ra k¸t luªn. V½ dö nh÷ èi vîi c¡c th½ nghi»m nghi¶n cùu v· chuyºn ëng, c¡c ph¦n m·m mæ phäng ·u câ chùc n«ng v³ ç thà thüc nghi»m, èi chi¸u d¤ng ç thà thüc nghi»m vîi ç thà h m chu©n º rót ra k¸t luªn. Tr¶n h¼nh 2 l ç thà x t cõa chuyºn ëng nhanh d¦n ·u. C¡c d§u ch§m l c¡c sè li»u o ÷ñc trong th½ nghi»m, ÷íng li·n n²t l ç thà chu©n d¤ng parabol cõa h m bªc 2. ç thà cho ph²p k¸t luªn tåa ë cõa vªt chuyºn ëng phö thuëc v o thíi gian theo h m bªc 2. â ch½nh l ç thà tåa ë cõa chuyºn ëng nhanh d¦n ·u. N«m håc 2006 2007, chóng ta ¢ thüc hi»n ¤i tr ch÷ìng tr¼nh v s¡ch gi¡o khoa mîi ¸n lîp 10. Song song vîi vi»c thüc hi»n ¤i tr ch÷ìng tr¼nh v s¡ch gi¡o khoa mîi l 5
Nguy¹n Xu¥n Th nh vi»c ban h nh danh möc thi¸t bà th½ nghi»m tèi thiºu. Nh¬m ¡p ùng kàp thíi vi»c h÷îng d¨n v sû döng c¡c bë th½ nghi»m n y trong d¤y håc sao cho câ hi»u qu£, chóng tæi ¢ tªp trung v o vi»c mæ phäng c¡c th½ nghi»m ÷ñc ti¸n h nh vîi c¡c bë th½ nghi»m ph¦n cì håc lîp 10 hi»n câ trong c¡c tr÷íng phê thæng tr¶n to n quèc. Hi»n nay, chóng tæi ang ti¸p töc mæ phäng c¡c th½ nghi»m vªt lþ lîp 11 theo danh möc thi¸t bà d¤y håc tèi thiºu cõa Bë Gi¡o döc v o t¤o. 3. Sû döng phèi hñp th½ nghi»m mæ phämg v th½ nghi»m thªt trong håc vªt lþ ð tr÷íng phê thæng º khc phöc c¡c khâ kh«n, h¤n ch¸ cõa gi¡o vi¶n v håc sinh trong vi»c sû döng c¡c bë th½ nghi»m thªt ¢ n¶u ð tr¶n, chóng tæi xin ÷a ra gi£i ph¡p sû döng ph¦n m·m mæ phäng th½ nghi»m thªt trong d¤y håc vªt lþ ð tr÷íng phê thæng nh÷ sau: - Tr÷îc h¸t, c¡c ph¦n m·m mæ phäng th½ nghi»m ÷ñc sû döng nh÷ l t i li»u h÷îng d¨n chi ti¸t, sinh ëng cho gi¡o vi¶n tü t¼m hiºu c¡ch khai th¡c v sû döng c¡c bë th½ nghi»m thªt t÷ìng ùng. Thao t¡c tr¶n ph¦n m·m, gi¡o vi¶n s³ nm ÷ñc t½nh n«ng t¡c döng cõa c¡c döng cö, c¡ch bè tr½ th½ nghi»m v c¡c b÷îc ti¸n h nh th½ nghi»m. K¸t qu£ th½ nghi»m ÷ñc mæ phäng trong ph¦n m·m l c¡c sè li»u ÷ñc l§y tø th½ nghi»m thüc t¸, câ t¡c döng ành h÷îng v gióp cho gi¡. - C¡c ph¦n m·m mæ phäng th½ nghi»m thªt ÷ñc sû döng nh÷ l mët t i li»u æn tªp, r±n luy»n kÿ n«ng cho håc sinh. Sau c¡c gií håc lþ thuy¸t tr¶n lîp, v¼ lþ do n o â khæng thº ti¸n h nh c¡c th½ nghi»m m ch¿ æ t£ nh÷ trong s¡ch gi¡o khoa, gi¡o vi¶n câ thº giao cho håc sinh sû döng c¡c th½ nghi»m mæ phäng nh÷ l mët c¡ch æn tªp, cõng cè ki¸n thùc. Sau â, gi¡o vi¶n câ thº tê chùc cho håc sinh quan s¡t l¤i c¡c th½ nghi»m biºu di¹n trong pháng thüc h nh bë mæn. Vi»c n y câ thº ÷ñc thüc hi»n sau méi ch÷ìng, k¸t hñp vîi c¡c buêi håc sinh l m th½ nghi»m thüc h nh theo ch÷ìng tr¼nh, s¡ch gi¡o khoa. - C¡c ph¦n m·m mæ phäng th½ nghi»m thªt ÷ñc sû döng nh÷ l t i li»u h÷îng d¨n håc sinh chu©n bà câ hi»u qu£ cho c¡c buêi th½ nghi»m thüc h nh. Tr÷îc méi buêi l m th½ nghi»m thüc h nh, gi¡o vi¶n giao cho håc sinh sû döng ph¦n m·m mæ phäng º tü nghi¶n cùu v· döng cö th½ nghi»m, c¡ch bè tr½ v c¡c b÷îc ti¸n h nh th½ nghi»m. i·u â gióp cho vi»c chu©n bà th½ nghi»m cõa håc sinh ¤t hi»u qu£ cao hìn. Ch§t l÷ñng cõa buêi thüc h nh ÷ñc n¥ng cao. - C¡c ph¦n m·m mæ phäng th½ nghi»m thªt ÷ñc sû döng nh÷ l mët bë phªn húu cì cõa c¡c b i gi£ng i»n tû º håc sinh tü håc mët ph¦n nëi dung ki¸n thùc. Nhí vªy, g¡nh n°ng håc tr¶n lîp cõa håc sinh ÷ñc gi£m bît v i·u quan trång hìn l n¥ng cao ÷ñc n«ng lüc tü håc cõa håc sinh. Hi»n t¤i, cì sð vªt ch§t cõa c¡c tr÷íng cán nhi·u khâ kh«n. Vi»c x¥y düng õ pháng håc bë mæn cán l mët chi¸n l÷ñc l¥u d i. Trong thíi gian tr÷îc mt, chóng ta mîi ch¿ câ thº ¦u t÷ x¥y düng ÷ñc c¡c Pháng thüc h nh bë mæn. Sau khi nghi¶n cùu c¡c th½ nghi»m mæ phäng tr¶n m¡y vi t½nh, håc sinh ¸n pháng thüc h nh bë mæn s³ ÷ñc ti¸n h nh 2 lo¤i th½ nghi»m. â l l m l¤i c¡c th½ nghi»m trong c¡c b i håc lþ thuy¸t v l m c¡c b i th½ nghi»m thüc h nh theo ch÷ìng tr¼nh. 6
Mæ phäng th½ nghi»m tr¶n m¡y t½nh º sû döng phèi hñp vîi th½ nghi»m thªt trong d¤y håc vªt lþ ð trong nh tr÷íng phê thæng 4. K¸t luªn Sû döng th½ nghi»m thªt trong d¤y håc vªt lþ trong måi tr÷íng hñp câ thº l möc ti¶u ph§n §u cõa to n ng nh gi¡o döc. Nghi¶n cùu thi¸t k¸ v s£n xu§t c¡c thi¸t bà th½ nghi»m sao cho ¡p ùng ÷ñc y¶u c¦u êi mîi v· ph÷ìng ph¡p d¤y håc luæn nhªn ÷ñc sü quan t¥m ¦u t÷ óng mùc cõa nh n÷îc. Song song vîi â l vi»c ¦u t÷ x¥y düng c¡c pháng håc bë mæn ð tr÷íng phê thæng vîi möc ½ch t«ng c÷íng sû döng th½ nghi»m trong d¤y håc, nh§t l t«ng c÷íng th½ nghi»m cõa håc sinh khi nghi¶n cùu x¥y düng ki¸n thùc mîi. Tuy nhi¶n, do ho n c£nh §t n÷îc cán khâ kh«n, sè l÷ñng håc sinh æng, pháng håc v kinh ph½ cán h¤n ch¸, sè ti¸t håc tr¶n lîp nhi·u n¶n vi»c tê chùc d¤y håc trong pháng håc bë mæn cán ch÷a thº thüc hi»n ÷ñc mët c¡ch ¤i tr . Gi£i ph¡p sû döng th½ nghi»m mæ phäng k¸t hñp vîi vi»c tê chùc cho håc sinh tü l m l¤i th½ nghi»m trong pháng thüc h nh bë mæn m chóng tæi · xu§t l ph÷ìng ¡n d¤y håc kh£ thi, câ thº l gi£i ph¡p khc phöc t¼nh tr¤ng d¤y chay hi»n nay. TI LIU THAM KHO [1]. Ph¤m Xu¥n Qu¸ (2001), Nghi¶n cùu sû döng m¡y vi t½nh v x¥y düng c¡c ph¦n m·m trong d¤y håc vªt lþ phê thæng. B¡o c¡o têng k¸t · t i nghi¶n cùu khoa håc c§p Bë, Tr÷íng HSP H Nëi. [2]. Nguy¹n ùc Th¥m (chõ bi¶n), Nguy¹n Ngåc H÷ng, Ph¤m Xu¥n Qu¸ (2002), Ph÷ìng ph¡p d¤y håc vªt lþ ð tr÷íng phê thæng, Nxb ¤i håc S÷ ph¤m H Nëi. [3]. Nguy¹n Xu¥n Th nh, Sû döng m¡y vi t½nh v video trong d¤y håc c¡c d¤ng chuyºn ëng cì håc, T¤p ch½ Khoa håc S÷ ph¤m sè 3/2001, Tr÷íng HSP H Nëi, tr26. ABSTRACT The modeling of experiments in computers together with real experiments to teach Physics at general Education Schools The use of experiments to teach Physics is a wide -spread objective in schools, going on a par with adequate investments from the Government to equip schools with labora- tories, especially in learning new concepts. However, conditions in our country are still difficult, learners are too numerous; in-class and at-school studies are still too numerous. So the modeling of experiments on computers is a good and feasible solution, to avoid the actual teaching - without- experiments today. 7