SKKN Lập trình và sử dụng thí nghiệm mô phỏng vật lý nhằm tăng tính trực quan, nâng cao hiệu quả dạy học phần Dao động cơ học - Vật lý 12 - Nâng cao tại Trường THPT Hậu Lộc 3
Vật lý là một bộ môn khoa học thực nghiệm, làm thế nào để dạy học tốt môn vật lý ở bậc trung học phổ thông, đồng thời bắt kịp được những đổi mới trong chương trình sách giáo khoa năm 2020, đó là trăn trở của các giáo viên dạy học vật lý hiện nay.
Môn vật lý đòi hỏi phải có kiến thức cơ bản về toán học; đồng thời là một môn khoa học tương đối đặc thù liên quan đến hiện tượng và các quy luật tự nhiên. Để dạy học tốt môn vật lý, học sinh tiếp thu tốt môn học này, đòi hỏi giáo viên phải có óc quan sát nhất định, giáo dục cho học sinh cách thức làm thế nào để quan sát được các hiện tượng theo quy luật, đúc kết ra những kết luận nhất định gắn trực tiếp với lý thuyết đã học [4].
Nhiều giáo viên phổ thông đang hướng học sinh nhầm lẫn hình thức giữa vật lý và toán học, tức là chỉ cung cấp cho các em các tư liệu về công thức mà không làm rõ bản chất vật lý. Muốn dạy tốt môn vật lý ở bậc trung học, cung cấp cho học sinh cách thức quan sát được hiện tượng tốt nhất, giáo viên phải biết hình thức hóa các bài toán đó bằng các thí nghiệm có sẵn.
Tuy nhiên, để dùng các thí nghiệm đó, giáo dục trực quan hiệu quả cho học sinh thì có lẽ chưa nhiều giáo viên làm được. Để quá trình giảng dạy môn vật lý phổ thông được tốt hơn, chúng ta cần có thêm nhiều thời gian dành cho thực nghiệm, ngoài việc học trên lớp, học sinh cần có thêm một lượng giờ nhất định nào đó để hoàn thiện các bài toán về thí nghiệm, coi thí nghiệm là một phần của môn vật lý. Xin nhấn mạnh, để giáo viên dạy tốt và học sinh tiếp thu tốt môn vật lý, cần phải có thực nghiệm và đưa thực nghiệm đó vào môn học là cần thiết đối với chương trình phổ thông.
Điều quan trọng là phải làm thế nào để hướng dẫn học sinh có được sự mày mò và đam mê nhất định, thí nghiệm do các em tự làm là chính. Bên cạnh các bộ thí nghiệm có sẵn của nhà trường, học sinh có thể tự sáng tạo thêm các thí nghiệm hấp dẫn khác gắn với thực tiễn địa phương và vùng miền.
Thanh Ho¸, N¡M 2018 së GI¸O DôC Vµ §µO T¹O THANH HO¸ TR¦êng THPT hËU léC 3 --------§§§-------- S¸NG KiÕN KINH NGHiÖM lËp tr×nh vµ sö dông thÝ nghiÖm m« pháng vËt lý nh»m t¨ng tÝnh trùc quan, n©ng cao hiÖu qu¶ d¹y häc phÇn Dao ®éng c¬ häc – vËt lý 12 – n©ng cao t¹i trêng thpt hËu léc 3 Ngêi thùc hiÖn: Gv. Ths. Tr¬ng Nho Dòng Chøc vô: Tæ phã chuyªn m«n S¸ng kiÕn kinh nghiÖm thuéc lÜnh vùc: Thiết bị thí nghiệm MỤC LỤC 1. MỞ ĐẦU.................1 1.1. Lý do chọn đề tài..............................................................................................1 1.2. Mục đích nghiên cứu..2 1.3. Đối tượng nghiên cứu.3 1.4. Phương pháp nghiên cứu....3 2. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM...3 2.1. Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm..3 2.2.Thực trạng vấn đề....4 2.3. Những giải pháp và cách tổ chức thực hiện sáng kiếm kinh nghiệm5 2.3.1. Chuyển đổi các công thức toán học, các mô phỏng hiện tượng vật lý sang ngôn ngữ lập trình Pascal.....5 2.3.2. Cách sử dụng các bài thí nghiệm mô phỏng vào bài giảng6 2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường...9 3. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.11 3.1. Kết luận.11 3.2. Đề xuất..12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Vật lý là một bộ môn khoa học thực nghiệm, làm thế nào để dạy học tốt môn vật lý ở bậc trung học phổ thông, đồng thời bắt kịp được những đổi mới trong chương trình sách giáo khoa năm 2020, đó là trăn trở của các giáo viên dạy học vật lý hiện nay. Môn vật lý đòi hỏi phải có kiến thức cơ bản về toán học; đồng thời là một môn khoa học tương đối đặc thù liên quan đến hiện tượng và các quy luật tự nhiên. Để dạy học tốt môn vật lý, học sinh tiếp thu tốt môn học này, đòi hỏi giáo viên phải có óc quan sát nhất định, giáo dục cho học sinh cách thức làm thế nào để quan sát được các hiện tượng theo quy luật, đúc kết ra những kết luận nhất định gắn trực tiếp với lý thuyết đã học [4]. Nhiều giáo viên phổ thông đang hướng học sinh nhầm lẫn hình thức giữa vật lý và toán học, tức là chỉ cung cấp cho các em các tư liệu về công thức mà không làm rõ bản chất vật lý. Muốn dạy tốt môn vật lý ở bậc trung học, cung cấp cho học sinh cách thức quan sát được hiện tượng tốt nhất, giáo viên phải biết hình thức hóa các bài toán đó bằng các thí nghiệm có sẵn. Tuy nhiên, để dùng các thí nghiệm đó, giáo dục trực quan hiệu quả cho học sinh thì có lẽ chưa nhiều giáo viên làm được. Để quá trình giảng dạy môn vật lý phổ thông được tốt hơn, chúng ta cần có thêm nhiều thời gian dành cho thực nghiệm, ngoài việc học trên lớp, học sinh cần có thêm một lượng giờ nhất định nào đó để hoàn thiện các bài toán về thí nghiệm, coi thí nghiệm là một phần của môn vật lý. Xin nhấn mạnh, để giáo viên dạy tốt và học sinh tiếp thu tốt môn vật lý, cần phải có thực nghiệm và đưa thực nghiệm đó vào môn học là cần thiết đối với chương trình phổ thông. Điều quan trọng là phải làm thế nào để hướng dẫn học sinh có được sự mày mò và đam mê nhất định, thí nghiệm do các em tự làm là chính. Bên cạnh các bộ thí nghiệm có sẵn của nhà trường, học sinh có thể tự sáng tạo thêm các thí nghiệm hấp dẫn khác gắn với thực tiễn địa phương và vùng miền. Sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý ở trường phổ thông không chỉ là công việc bắt buộc, mà nó còn là một trong những biện pháp quan trọng giúp nâng cao chất lượng dạy học, góp phần tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. Một trong những tác dụng của thí nghiệm vật lý là tạo ra sự trực quan sinh động trước mắt học sinh; có tác dụng giúp việc dạy học vật lý tránh giáo điều, hình thức; góp phần giúp học sinh củng cố niềm tin khoa học, hình thành thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh [4]. Một trong những điểm nhấn của chương trình giáo dục phổ thông mới chính là tăng cường các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, nghiên cứu khoa học. Đây là cách vận dụng những kỹ năng, tri thức, kinh nghiệm bản thân vào giải quyết các vấn đề thực tiễn cuộc sống. Với cấp trung học cơ sở và trung học phổ thông, việc nghiên cứu khoa học cũng là hình thức trải nghiệm, là cách để học sinh biết vận dụng kiến thức tổng hợp nhiều môn học để tạo nên các sản phẩm thiết thực. Chương trình mới, sách giáo khoa mới được xây dựng theo hướng coi trọng dạy người với dạy chữ, rèn luyện, phát triển cả về phẩm chất và năng lực, tăng cường năng lực ngoại ngữ, tin học và các kỹ năng sống, làm việc trong môi trường hội nhập quốc tế; đẩy mạnh ứng dụng, phát huy thành quả khoa học cộng nghệ thế giới, nhất là công nghệ giáo dục và công nghệ thông tin vào công tác giảng dạy. Theo định hướng nội dung viết sáng kiến kinh nghiệm năm học 2017 – 2018, một trong những tiêu chí của sáng kiến kinh nghiệm là phải đảm bảo tính thực tiễn, do vậy nội dung viết sáng kiến kinh nghiệm phải gắn liền với công việc cụ thể đang làm hoặc môn học đang dạy. Tăng cường tổ chức đổi mới phương pháp dạy học các môn học; bồi dưỡng phương pháp học tập cho học sinh; ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học; tổ chức tự làm đồ dùng dạy học; khai thác sử dụng thiết bị dạy học hiện đại một cách có hệ thống và hiệu quả Trên tinh thần đó, bằng thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy ở một số thí nghiệm vật lý phần dao động cơ học liên quan đến việc bỏ qua ma sát, thay đổi hệ số ma sát thường khó thực hiện và khó quan sát tường minh sự thay đổi biên độ khi hệ số ma sát có sự thay đổi không nhiều. Mặt khác, các môn toán học, tin học, vật lý có nhiều phần kiến thức có thể lồng ghép với nhau, hỗ trợ lẫn nhau nhằm tăng cường thêm tính ứng dụng, vận dụng kiến thức vào khoa học, dạy học và đời sống. Vì vậy tôi đã lồng ghép, vận dụng các kiến thức toán học và tin học vào thiết kế các thí nghiệm mô phỏng Vật lý trong đề tài: “Lập trình và sử dụng thí nghiệm mô phỏng vật lý nhằm tăng tính trực quan, nâng cao hiệu quả dạy học phần Dao động cơ học - vật lý 12 - nâng cao tại Trường THPT Hậu Lộc 3”. 1.2. Mục đích nghiên cứu - Thiết kế, xây dựng các thí nghiệm vật lý mô phỏng dao động điều hoà, dao động tắt dần - Sử dụng các thí nghiệm mô phỏng vào bài giảng một cách trực quan, hiệu quả cao. 1.3. Đối tượng nghiên cứu - Thí nghiệm mô phỏng vật lý - Ngôn ngữ lập trình pascal - Phần dao động cơ học - vật lý 12 THPT chương trình nâng cao. - Ứng dụng thí nghiệm mô phỏng vào quá trình dạy và học vật lý 1.4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết - Phương pháp quan sát khoa học - Phương pháp thực nghiệm khoa học - Phương pháp mô hình hoá - Phương pháp thống kê, xử lý số liệu 2. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm Cơ sở lý luận để thí nghiệm mô hình vật lý là dựa vào lý thuyết tương tự mô hình. Mô hình phản ánh những thuộc tính bản chất của đối tượng nghiên cứu hoặc tái tạo nó. Giữa mô hình và đối tượng vật chất có sự khác biệt nhau. Một mô hình chỉ phản ánh một số tính chất của đối tượng vật chất. Các chức năng của mô hình: - Mô tả sự vật hiện tượng - Giải thích các tính chất và hiện tượng có liên quan tới đối tượng - Tiên đoán các tính chất và hiện tượng mới Phương pháp mô hình là một trong những phương pháp đặc trưng trong nghiên cứu vật lý. Việc xây dựng mô hình giải thích các hiện tượng vật lý quan sát được gắn liền với việc đưa ra các phương trình toán học và dạng đồ thị mô tả quá trình, hiện tượng đó. Việc giải các phương trình như vậy gặp nhiều khó khăn. Do hạn chế về kiến thức toán học của học sinh, nhiều phương trình mô tả các quá trình, hiện tượng vật lý học sinh không giải được. Hiện nay với sự trợ giúp của máy vi tính, các phương trình đó được giải quyết khá tốt [1]. Khi nghiên cứu các quá trình vật lý xảy ra quá nhanh hoặc quá chậm thì việc xử lý, phân tích số liệu mất nhiều thời gian hoặc quá phức tạp. Vì vậy ở trường phổ thông, khi sử dụng phương pháp này, người ta thường tiến hành dưới dạng thí nghiệm minh hoạ. Để khắc phục hạn chế trên, ta sử dụng phương pháp phân tích băng hình và các thí nghiệm mô phỏng vật lý khó thực hiện hoặc không thể thực hiện được do các điều kiện về kỹ thuật và cơ sở vật chất không đảm bảo. Phương pháp sử dụng máy vi tính phân tích băng ghi hình và các thí nghiệm vật lý mô phỏng tạo điều kiện nghiên cứu kỹ và chính xác các quá trình vật lý. Bằng các chức năng thực hiện nhanh, chậm, làm dừng hình, lặp đi lặp lại nhiều lần nhờ máy vi tính, cho phép ta quan sát cẩn thận các quá trình, các hiện tượng vật lý, xác định chính xác vị trí và thời điểm tương ứng với các mục đích nghiên cứu khác nhau. Môn toán là môn khoa học được vận dụng rất nhiều để tính toán, thống kê, vẽ đồ thị trong vật lý và các môn khoa học khác. Có thể sử dụng các hàm toán học để biểu diễn, mô phỏng các quá trình vật lý để ứng dụng trong quá trình dạy và học vật lý. Tin học là môn khoa học được ứng dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực theo hướng hiện đại về khoa học công nghệ. Ứng dụng công nghệ thông tin trong lập trình mô phỏng, viết phần mềm tiện ích, thiết kế Website, sử dụng trong các trình chiếu thuyết trình... Sử dụng lập trình Pascal mà học sinh đã học để viết chương trình thông qua các hàm toán học đã chuyển đổi sang ngôn ngữ Pascal và phần đồ hoạ để minh hoạ dao động điều hoà hình sin, dao động tắt dần và vẽ đồ thị một cách tường minh. Từ đó giúp quá trình dạy và học được thuận lợi, trực quan và đem lại hiệu quả thực tế cao hơn. Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, có nhiều thống kê, tính toán phải sử dụng hàm toán học, đồ thị toán học; có nhiều thí nghiệm, đo đạc phải sử dụng lập trình tin học tính toán và mô phỏng, vẽ đồ thị minh hoạ và sử dụng các phần mềm tiện ích để hiển thị, trình chiếu văn bản[1] 2.2.Thực trạng vấn đề Chương trình trung học phổ thông ở môn vật lý còn nặng về mặt nội dung kiến thức, nên thời gian dành cho làm thí nghiệm vật lý trong các tiết học là rất ít. Học sinh thì quan niệm chỉ học máy móc theo các công thức toán và áp dụng công thức giải ra đáp số để vượt qua kỳ thi trong khi các câu hỏi về thực nghiệm chưa nhiều. Giáo viên thì dạy hướng theo luyện thi, đúng nhu cầu của học sinh để sớm đạt được chỉ tiêu về tỉ lệ học sinh đậu tốt nghiệp, số học sinh giỏi, về số học sinh đạt 27 điểm trở lên trong kỳ thi trung học phổ thông quốc giaNhiều tiết học còn dạy chay, không làm thí nghiệm, chưa dành nhiều thời gian chuẩn bị thí nghiệm minh hoạ. Vì vậy khó thực hiện hiệu quả việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý. Học sinh thì nhiều em còn thiếu kỹ năng thực hành vật lý Bên cạnh đó, một số thí nghiệm vật lý khó thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn để minh hoạ vào tiết dạy chỉ có 45 phút. Một số thí nghiệm không dễ quan sát tường minh sự thay đổi, như sự giảm biên độ của dao động tắt dần khi hệ số ma sát thay đổi nhỏ Một số thí nghiệm mô phỏng, thí nghiệm ảo trên internet có thể khắc phục được phần nào các hạn chế trên, nhưng nhiều thí nghiệm ấy chưa chính xác, chưa đảm bảo yêu cầu, tiến trình của tiết học và chưa thể hiện rõ được kiến thức vật lý cần minh hoạ như mục đích của bài dạy. Đó là do người làm mô phỏng thí nghiệm ấy chỉ dựa vào kiến thức tin học mà chưa quan tâm nhiều đến hiện tượng vật lý cần thể hiện rõ trong đó. Nhiều thí nghiệm vật lý không thể thực hiện trực tiếp hoặc khó quan sát, thiếu tính trực quan dẫn đến việc dẫn dắt và biểu diễn cho nội dung bài học có hiệu quả không cao. Để tăng tính trực quan và tạo sự hứng thú trong dạy học phần dao động cơ, ta có thể lập trình mô phỏng thí nghiệm dao động điều hoà và dao động tắt dần của con lắc lò xo với điểm nổi bật là phần đồ thị minh họa kèm theo dao động một cách trực quan và sinh động. 2.3. Những giải pháp và cách tổ chức thực hiện sáng kiếm kinh nghiệm 2.3.1. Chuyển đổi các công thức toán học, các mô phỏng hiện tượng vật lý sang ngôn ngữ lập trình Pascal. Sử dụng kiến thức toán học đã học về đặc điểm, tính chất, đồ thị của hàm số x = Acos(ωt + φ) Trong đó t là biến thời gian Biên độ A, tần số góc ω, pha ban đầu φ là các hằng số được nhập vào Li độ x của dao động điều hoà là hàm số. Sử dụng lập trình Pascal, đặc biệt là phần đồ hoạ để chuyển từ công thức toán sang ngôn ngữ lập trình Pascal. Mô phỏng bằng đồ họa dao động của con lắc lò xo và vẽ đồ thị kèm theo quá trình dao động điều hoà. Ngôn ngữ lập trình pascal học sinh đã được học ở lớp 11. Trong quá trình này, học sinh có thể cùng tham gia, sử dụng kiến thức về lập trình Pascal đã học để viết các công thức, phương trình chuyển động theo ngôn ngữ Pascal rồi sử dụng các lệch của Pascal để minh hoạ quá trình dao động điều hoà và tự động vẽ đồ thị dao động điều hoà và đồ thị dao động tắt dần. Giáo viên hướng dẫn học sinh và giao nhiệm vụ ở nhà cho học sinh theo nhóm viết chương trình mô phỏng bằng đồ họa trên lập trình Pascal. Sau đó nhận xét góp ý,chỉnh sửa để hoàn thiện bản lập trình thí nghiệm mô phỏng cho học sinh 2.3.2. Cách sử dụng các bài thí nghiệm mô phỏng vào bài giảng Bài 1: Thí nghiệm dao động điều hoà của con lắc lò xo. Sử dụng làm thí nghiệm biểu diễn Tiết 10 - Bài 6 : Dao động điều hoà - Vật lý 12 nâng cao với mục tiêu : - Thông qua quan sát có khái niệm về dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hoà. - Hiểu rõ các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà : li độ, biên độ, pha, tần số góc, chu kỳ, tần số... - Biết tính toán và vẽ đồ thị biến đổi theo thời gian của li độ và vận tốc trong dao động điều hoà. - Biết viết điều kiện ban đầu tuỳ theo cách kích thích dao động... * Chạy file thí nghiệm mô phỏng. Nhập số liệu về khối lượng vật nặng, độ cứng lò xo, li độ ban đầu, vận tốc ban đầu, riêng hệ số ma sát cho bằng 0. Thông qua quan sát dao động suy ra dao động là chuyển động bị giới hạn và chuyển động qua lại quanh một vị trí O là vị trí cân bằng, dao động lặp đi lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ thể hiện tính tuần hoàn của dao động. Thông qua phương trình của dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ) và quan sát dao động của con lắc lò xo suy ra đặc điểm các đại lượng đặc trưng : li độ x biến đổi theo thời gian. Biên độ A không thay đổi trong quá trình dao động. Sau khoảng thời gian nhất định thì trạng thái dao động lặp lại như cũ suy ra chu kỳ dao động. Thông qua phương trình dao động và thí nghiệm mô phỏng dẫn ra khái niệm dao động điều hoà. Quan sát đồ thị trong mô phỏng để kiểm nghiệm lại dạng toán học của phương trình dao động điều hoà x = Acos(ωt + φ) (Hình vẽ 1, Hình vẽ 2). Hình vẽ 1 : Dao động điều hoà của con lắc lò xo - Đồ thị dao động điều hoà với li độ ban đầu xo = 0 . Hình vẽ 2 : Dao động điều hoà của con lắc lò xo - Đồ thị dao động điều hoà với li độ ban đầu xo = A . Bài 2: Thí nghiệm dao động tắt dần của con lắc lò xo. Sử dụng làm thí nghiệm biểu diễn Tiết 16 - Bài 10 : Dao động tắt dần và dao động duy trì - Vật lý 12 nâng cao với mục tiêu : - Nhận ra biên độ của dao động giảm dần theo thời gian trên hình mô phỏng và trên đồ thị. - Hiểu được nguyên nhân làm tắt dần dao động cơ học là do ma sát. Ma sát nhỏ dẫn đến tắt dần chậm. Ma sát lớn dẫn đến tắt dần nhanh và dẫn tới không dao động. - Vẽ đồ thị dao động tắt dần để minh hoạ. * Chạy file chương trình. Nhập số liệu về khối lượng vật nặng, độ cứng lò xo, li độ ban đầu, vận tốc ban đầu, riêng hệ số ma sát thay đổi từ 0 và lớn dần lên để học sinh quan sát sự tắt dần chậm, tắt dần nhanh... Nhập số liệu với hệ số ma sát μ = 0. Quan sát thí nghiệm mô phỏng, ta thấy dao động là điều hoà (Hình vẽ 3). Hình vẽ 3 : Đồ thị dao động điều hoà của con lắc lò xo. Khi nhập số liệu với hệ số ma sát μ > 0. Quan sát thí nghiệm mô phỏng, ta thấy dao động tắt dần. Suy ra được nguyên nhân của dao động tắt dần là do ma sát (Hình vẽ 4). Hình vẽ 4 : Đồ thị dao động tắt dần của con lắc lò xo với ma sát nhỏ. Khi nhập số liệu với hệ số ma sát μ lớn dần lên, Quan sát thí nghiệm mô phỏng, ta thấy dao động tắt dần nhanh hơn. Suy ra ma sát lớn dẫn đến dao động bị tắt dần nhanh hơn (Hình vẽ 5). Hình vẽ 5 : Đồ thị dao động tắt dần của con lắc lò xo với ma sát lớn. 2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường. Sử dụng kiến thức dao động cơ kết hợp với lập trình pascal đã lập trình được thí nghiệm mô phỏng dao động điều hoà của con lắc lò xo, dao động tắt dần...với hình ảnh trực quan, sinh động. Với đồ thị rõ ràng và được tự động vẽ theo đúng trình tự dao động của thí nghiệm. Đây là điểm khác biệt so với thí nghiệm thực tế. Với thí nghiệm thực, muốn thay đổi ma sát thì khó khăn hơn mà quan sát sự tắt dần cũng không được hiển thị rõ. Muốn quan sát sự tắt dần cho rõ ràng, trực quan cần phải dựa vào đồ thị của dao động tắt dần. Về điểm này thì sử dụng dao động mô phỏng tắt dần có ưu thế hoàn toàn vượt trội so với dạy học truyền thống sử dụng thí nghiệm thực. Sử dụng thí nghiệm vào bài giảng điện tử thấy sinh động, tính trực quan cao, minh hoạ tốt cho quá trình dạy học phần dao động điều hoà của con lắc lò xo, dao động tắt dần... Đặc biệt là phần vẽ đồ thị tự động và có thể dễ dàng thay đổi được các thông số của thí nghiệm, ví dụ như hệ số ma sát, khối lượng vật nặng, độ cứng lò xo, li độ ban đầu, vận tốc ban đầu... Qua quá trình thực hiện và dạy học có sử dụng thí nghiệm mô phỏng, học sinh thêm hứng thú với thực nghiệm vật lý, với việc học vật lý hơn, thấy yêu thích tin học và tính ứng dụng cao, rộng rãi của nóTừ đó sẽ tạo điều kiện để học sinh tự hệ thống hoá lại kiến thức liên môn và tăng cường vận dụng các kiến thức đã học vào thực tiễn. Phòng thí nghiệm mô phỏng này đã được áp dụng vào giảng dạy các năm 2015 – 2016, 2016 – 2017, 2017 - 2018. Qua 3 năm áp dụng, sáng kiến đã góp phần thúc đẩy phong trào ứng dụng tin học vào trong giảng dạy của nhà trường nói chung và ứng dụng mô phỏng vào giảng dạy các bài thí nghiệm của tổ vật lý nói riêng. Sau mỗi lần áp dụng, tác giả cũng như các thầy cô trong tổ vật lý đã đúc rút thêm được nhiều kinh nghiệm quý báu để quá trình sử dụng sáng kiến vào giờ dạy có hiệu quả cao hơn. Sau khi áp dụng các thí nghiệm mô phỏng vật lý vào giảng dạy các nội dung : dao động điều hoà của con lắc lò xo, dao động tắt dần... tôi đã cho học sinh làm bài kiểm tra trắc nghiệm 45 phút, với các câu hỏi liên quan đến các thí nghiệm vừa học. Kết quả kiểm tra tại lớp thực nghiệm 12A1, lớp đối chứng 12A2 của năm gần nhất 2017 – 2018 như sau : Bảng kết quả theo xếp loại học sinh: Lớp Số học sinh Giỏi Khá Trung bình Yếu 12A1 52 7 = 13,4% 30 = 57,8% 15 = 28,8% 0 = 0% 12A2 47 2 = 4,3% 16 = 34% 24 = 51,1% 5 = 10,6% Biểu diễn kết quả điểm kiểm tra trên đồ thị như sau: Các kết quả trên cho chúng ta thấy, số lượng và tỉ lệ học sinh đạt điểm yếu, kém giảm. Số lượng học sinh có điểm đạt loại giỏi, khá tăng lên rõ rệt ở lớp có áp dụng sáng kiến kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy. Như vậy, việc áp dụng đề tài sáng kiến kinh nghiệm này vào giảng dạy đã bước đầu đạt kết quả cao, hiệu quả của nó đã được kiểm chứng. 3. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 3.1. Kết luận * Một số điểm mạnh: - Việc vận dụng các kiến thức liên môn để tạo ra được sản phẩm là thí nghiệm mô phỏng vật lý có tính ứng dụng và thực tiễn cao. Điều này giúp học sinh tự tin hơn vào khả năng vận dụng các kiến thức đã học vào thực tiễn. - Thí nghiệm mô phỏng dao động điều hoà của con lắc lò xo, dao động tắt dần...có tính trực quan cao, tạo cho học sinh niềm hứng thú, say mê và sáng tạo. - Thí nghiệm mô phỏng có tính ứng dụng cao và linh hoạt. Các số liệu dễ dàng được thay đổi để chuyển từ thí nghiệm dao động điều hoà sang dao động tắt dần... thông qua thay đổi hệ số ma sát và các thông số của thí nghiệm. - Việc học sinh được tham gia trực tiếp vào viết chương trình mô phỏng giúp các em tin tưởng hơn vào kết quả của thí nghiệm mô phỏng. Thí nghiệm là mô phỏng lại một cách chân thực quá trình thực tế diễn ra chứ kết quả không ảnh hưởng do chủ quan của người viết, do chủ quan của máy tính... * Một số hạn chế: - Kiến thức tin học của một số giáo viên và học sinh chưa đồng đều. - Hệ thống máy tính, máy chiếu hỗ trợ chưa đầy đủ và chưa tiện lợi khi sử dụng. * Hướng phát triển của đề tài: Đề tài có thể phát triển cho các nội dung kiến thức khác cần có các thí nghiệm mô phỏng, đặc biệt là các thí nghiệm vật lý khó hoặc khô
Tài liệu đính kèm:
- skkn_lap_trinh_va_su_dung_thi_nghiem_mo_phong_vat_ly_nham_ta.doc