Đề tài Sử dụng phần mềm Crocodile Physics kết hợp với Microsoft Office Powerpoint trong dạy học vật lí ( chương “dõng điện không đổi” - Sách giáo khoa vật lí 11)

Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 342 SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE PHYSICS KẾT HỢP VỚI MICROSOFT OFFICE POWERPOINT TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ (THỂ HIỆN QUA CHƯƠNG “DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” - SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÍ 11) USING CROCODILE PHYSICS SOFTWARE COMBINING WITH MICROSOFT OFFICE POWERPOINT SOFTWARE IN TEACHING PHYSICS (DESCRIBED IN DIRECT CURRENT CHAPTER – PHYSICS 11 TEXTBOOK) SVTH: LÊ PHƯỚC HẢI Lớp 04VL, khoa Vật lí, trường Đại học Sư phạm. GVHD: TS NGUYỄN BẢO HOÀNG THANH Khoa Vật lí, trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng. TÓM TẮT Đề tài nêu vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí. Tiến hành khai thác phần mềm Crocodile Physics và Microsoft Office PowerPoint để thiết kế và đưa thí nghiệm ảo vào trong bài giảng trên máy vi tính, nhằm mở rộng kiến thức cho học sinh, làm tăng tính thực nghiệm của môn học, tạo hứng thú học tập, giúp học sinh tin tưởng và nắm vững kiến thức bài học, giải quyết các khó khăn hiện nay về thiết bị dạy học. SUMMARY The topic describes the role of experiment in teaching physics. Carrying out exploiting Crocodile Physics software and Microsoft Office PowerPoint software aims at designing and putting imaginary experiment into lectures on computer. It helps pupils widen their knowledge as well as improve practical subject. As a result, it not only helps pupils pay much attention to learning and perceive their knowledge but also solve current difficulties in teaching equipments. 1. Mở đầu: 1.1. Lí do chọn đề tài. Vật lí (VL) là một môn khoa học thực nghiệm, vì vậy việc lồng ghép các thí nghiệm (TN) vào trong các bài học VL là một biện pháp quan trọng nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, góp phần tích cực trong hoạt động truyền đạt kiến thức cho học sinh. Việc đổi mới nội dung và phương pháp (PP) trong dạy học VL phải gắn liền với việc tăng cường sử dụng TN trong quá trình dạy học VL. Bên cạnh đó, khối lượng kiến thức trong mỗi bài học được tăng lên, hầu hết trong các bài đều có TN. Nếu dạy theo PP truyền thống và với những TN thật thì sẽ không đủ thời gian. Mặt khác, với điều kiện cơ sở vật chất hiện nay thì các trường phổ thông vẫn chưa có nhiều dụng cụ TN để đáp ứng yêu cầu của bài học theo sách giáo khoa mới. Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ thông tin và tiến hành các TN ảo trên máy vi tính là một giải pháp quan trọng trong việc giảng dạy, giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng, sâu sắc, tin tưởng vào kiến thức mà mình chiếm lĩnh được, đồng thời tạo hứng thú học tập cho học sinh trong từng bài học. Hiện nay có nhiều TN ảo phục vụ cho dạy học. Tuy nhiên để tìm ra những TN phù hợp với bài dạy theo định hướng của mình thì không dễ. Vì vậy ta phải tự thiết kế những TN ảo để phục vụ cho công tác giảng dạy của mình. Có rất nhiều phần mềm để thiết kế TN ảo, nhưng qua nghiên cứu và tìm hiểu thì chúng tôi thấy phần mềm Crocodile Physics đáp ứng được hầu hết các yêu cầu về thí nghiệm Vật lí (TNVL) trong chương trình trung học phổ thông hiện nay. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 343 Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu khoa học của mình là: Sử dụng phần mềm Crocodile Physics kết hợp với Microsoft Office PowerPoint trong dạy học Vật lí (thể hiện qua chương “Dòng điện không đổi” - sách giáo khoa Vật lí 11). 1.2. Mục đích của đề tài. Xác định vai trò của TN trong chương trình VL phổ thông. Rút ra những ưu khuyết điểm của TN ảo với TN thật, của bài học có sử dụng TN ảo với bài học truyền thống. Giới thiệu và hướng dẫn sử dụng phần mềm Crocodile Physics để thiết kế các TN ảo. Rút ra kết luận sư phạm để việc sử dụng phần mềm vào quá trình thiết kế bài giảng được hiệu quả và hoàn thiện hơn, nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy ở trường phổ thông. 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Chương trình VL 11 trung học phổ thông hiện hành. Phần mềm thiết kế TNVL ảo Crocodile Physics, phần mềm Microsoft Office PowerPoint và các phần mềm, tài liệu có liên quan đến các TN đang nghiên cứu. 1.4. PP nghiên cứu. Nghiên cứu các sách VL phổ thông, các tài liệu về PP dạy học VL, PP thiết kế và sử dụng TN ảo. Tham khảo ý kiến của giáo viên giảng dạy bộ môn Phương pháp dạy học Vật lí, các giáo viên ở trường phổ thông, các kinh nghiệm trên internet. 2. Nội dung: 2.1. Vai trò của TN trong dạy học VL. TN là phương tiện thu nhận tri thức, kiểm tra tính đúng đắn của tri thức và là phương tiện để vận dụng tri thức đó vào thực tiễn. TN là một bộ phận của các PP nhận thức VL và có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học. TN góp phần phát triển toàn diện nhân cách của học sinh, đơn giản hóa và trực quan các hiện tượng trong dạy học VL. 2.2. Tại sao nên sử dụng TN ảo trong dạy học VL. - TN ảo được thực hiện trên một màn chiếu lớn nên tất cả học sinh trong lớp học có thể nhìn rõ tất cả những gì thực hiện trên đó, đồng thời giáo viên có thể chỉnh kích cỡ của dụng cụ đủ lớn để cả lớp đều có thể quan sát rõ ràng, kể cả các em ngồi ở cuối lớp học. - TN hoàn toàn an toàn, không lo cháy nổ ngoài dự định, nếu có nhầm lẫn thì hiện tượng xảy ra chỉ là mô hình cháy nổ trên máy vi tính. - Có những quá trình trong thực tế không thể quan sát bằng mắt thường nhưng TN ảo trên máy vi tính thì có thể mô phỏng các quá trình một cách chính xác và trực quan. - TN ảo do đã được lập trình sẵn nên gần như tất cả các TN đều chuẩn xác, thực hiện TN đem lại kết quả như mong đợi. - Với một TN mà dụng cụ kồng kềnh thì việc chuẩn bị và chuyển TN từ lớp học này sang lớp học khác rất khó khăn và mất thời gian. Còn với TN ảo thì các dụng cụ có sẵn trong máy vi tính, giáo viên chỉ cần một lần thực hiện đưa phần mềm thiết kế TN vào trong máy tính, lần sau sẽ hoàn toàn yên tâm về dụng cụ TN. 2.3. Giới thiệu về phần mềm Crocodile Physics. Crocodile Physics là phần mềm thiết kế các TNVL ảo trên máy tính, ứng dụng vào các tiết học trong trường phổ thông. Phần mềm này đã được sử dụng rộng rãi tại nước Mỹ, và ở Việt Nam hiện nay thì phần mềm này cũng được sử dụng khá nhiều, nhiều giáo viên đã đưa các TN ảo này vào trong từng tiết học nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy. Ưu điểm của phần mềm này là ngoài những TN có sẵn của chương trình thì ta có thể tự thiết kế ra những TN khác phù hợp với chương trình giảng dạy. Giao diện của chương trình rất trực quan nên việc thiết kế TN ảo là tương đối dễ dàng đối với phần lớn giáo viên. 2.4. Một số TN mô phỏng chương Dòng điện không đổi. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 344 Dựa trên phần mềm Crocodile Physics chúng tôi đã tạo ra một số TN ảo hỗ trợ quá trình giảng dạy chương Dòng điện không đổi. Hình 2.1: Mạch kiểm tra định luật Ôm Hình 2.2: Mạch mô tả hiện tượng đoản mạch Hình 2.3: Mạch mắc song song Hình 2.4: Mạch đo công suất Hình 2.5: Mạch minh họa các thiết bị điện thực tế. Hình 2.6: Mạch ứng dụng (mạch điện cầu thang, hành lang) Và một số mạch điện khác như: mạch nguồn mắc nối tiếp, xung đối; mạch về tụ điện; mạch về điốt; các mạch điện ứng dụng trong đời sống; mạch minh họa các thiết bị TN thực tế và một số bài giảng bằng PowerPoint có sử dụng với các TN ảo đó. 2.5. Hướng dẫn cách sử dụng các chức năng của phần mềm Crocodile Physics. 2.5.1. . Các chức năng của thanh Menu ngang. Thanh menu ngang gồm có 5 menu đó là: File, Edit, View, Scenes, Help. - Menu File gồm các chức năng để quản lí, in ấn TN đang thiết kế. - Menu Edit gồm các chức năng để thiết kế, chỉnh sửa, sắp xếp TN. - Menu View gồm các chức năng điều khiển chế độ hiển thị của các dụng cụ và không gian thiết kế TN và chế độ hiển thị của chương trình. - Menu Scenes gồm các chức năng để quản lí các không gian làm việc (scene) của chương trình như thêm, bớt, chọn không gian làm việc. - Menu Help gồm các phần giới thiệu chương trình, bản quyền, phiên bản của chương trình và tài liệu hướng dẫn sử dụng chương trình. 2.5.2. Các chức năng của thanh công cụ. Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 345 Thanh công cụ này gồm các chức năng cơ bản và hay sử dụng của chương trình. Các chức năng này là một phần trong các chức năng của thanh menu ngang. 2.5.3. Phần Contents. Gồm các TN có sẵn được sắp xếp theo từng chủ đề cụ thể nên rất dễ tra cứu. Trong phần này có mục Getting Started chứa các bài học, lời khuyên cho những người lần đầu tiên sử dụng phần mềm Crocodile Physics. 2.5.4. Phần Parts Library: Là kho chứa các dụng cụ để thiết kế các TN. Việc thiết kế các TN rất đơn giản, ta chỉ cần dùng chuột chọn dụng cụ TN thích hợp rồi kéo ra màn hình thiết kế, sau đó điều chỉnh thuộc tính của dụng cụ sao cho phù hợp với yêu cầu của bài TN. Phần này có rất nhiều dụng cụ để thiết kế các TN mô phỏng các phần cơ học, điện, điện tử, quang học, và sóng cơ học. Trong mỗi phần cơ, sóng, điện, quang có đầy đủ những thuộc tính để ta có thể mô phỏng các TN Vật lý phổ thông. 2.5.5. Phần Properties. Phần này có chức năng thể hiện và thay đổi các thuộc tính của các dụng cụ và đối tượng được chọn. 2.6. Đưa TN ảo đã thiết kế vào các slide bài giảng trong PowerPoint. Với các tính năng của chương trình Microsoft Office PowerPoint người soạn thảo có thể chủ động thiết kế các hoạt động giảng dạy theo các slide với bố cục rõ ràng tiện cho theo dõi, kết hợp với các hiệu ứng, các liên kết sẽ tạo cho bài giảng thêm sinh động, hấp dẫn, kích thích sự hứng thú, ham học hỏi, tìm tòi cái mới cho học sinh. Để đưa các TN ảo đã thiết kế vào trong các slide bài giảng thì ta sử dụng chức năng liên kết (Hyperlink) có sẵn trong chương trình PowerPoint theo trình tự các bước: + Chọn đối tượng cần liên kết + Vào Menu Insert, chọn Hyperlink (Ctrl + K), hoặc chọn biểu tượng Insert Hyperlink trên thanh công cụ. + Chỉ đường dẫn tới file TN đã thiết kế sẵn. Ta cũng có thể sử dụng hai chương trình chạy song song cùng lúc, khi nào cần TN thì chuyển qua chương trình Crocodile Physics bằng cách sử dụng phím Windows trên bàn Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 346 phím rồi chọn cửa sổ của chương trình Crocodile Physics , hoặc sử dụng đồng thời hai phím Ctrl và Tab rồi chọn biểu tượng của chương trình Crocodile Physics . Sau khi kết thúc TN thì ta trở lại với bài giảng điện tử PowerPoint như bình thường. 3. Kết luận: Như vậy, sau quá trình nổ lực thực hiện đề tài, chúng tôi đã đạt được một số kết quả: Nêu được vai trò của TN nói chung và TN ảo nói riêng trong dạy học VL; tiến hành khai thác phần mềm Crocodile Physics kết hợp với Microsoft Office PowerPoint để thiết kế và đưa TN ảo vào trong bài giảng trên máy vi tính, giải quyết các khó khăn hiện nay về thiết bị dạy học; thiết kế một số TN ảo để đưa vào các bài giảng chương Dòng điện không đổi trong chương trình VL 11. Từ những nghiên cứu và tiếp thu các ý kiến thì chúng tôi đưa ra một số kết luận: - Việc sử dụng TN ảo trong dạy học VL làm tăng tính thực nghiệm của môn học, tạo hứng thú học tập cho học sinh, giúp học sinh tin tưởng và nắm vững kiến thức hơn. - Các TN ảo này do bản thân tự thiết kế bằng phần mềm Crocodile Physics nên sẽ phù hợp với mục đích của tiết học, bài học và PP giảng dạy của mỗi giáo viên. - Các công cụ của phần mềm rất đầy đủ nên có thể thiết kế gần như tất cả các TN trong chương trình VL phổ thông. - Phần mềm Crocodile Physics có dung lượng không lớn và có thể chạy trên các máy tính có cấu hình thông thường, còn phần mềm Microsoft Office PowerPoint là một phần trong bộ phần mềm Microsoft Office đang được sử dụng rất rộng rãi nên việc sử dụng và phổ biến các phần mềm này ở các trường học là rất tiện lợi, khả thi. Các khả năng hỗ trợ của máy vi tính và phần mềm trong một số giai đoạn của chu trình nhận thức sáng tạo sẽ tạo cơ sở cho việc đưa thêm các nội dung mới, đối tượng nghiên cứu mới vào trong chương trình VL phổ thông cũng như đối với PP dạy học nhằm tích cực, tự lực hóa quá trình học tập của học sinh trong dạy học VL. Một số kiến nghị: Việc ứng dụng các TN ảo và công nghệ thông tin vào trong dạy học có rất nhiều ưu điểm, tuy nhiên đây không phải là phương tiện dạy học duy nhất. Theo chúng tôi, chúng ta cần khai thác các khả năng hỗ trợ của các phần mềm khác, phối hợp với các phương tiện dạy học truyền thống nhằm khắc phục nhược điểm và phát huy ưu điểm của mỗi phương tiện, đáp ứng được yêu cầu đổi mới nội dung, phương pháp dạy học, nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả của quá trình dạy học ở các trường phổ thông hiện nay. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Thâm (2002), Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học Sư Phạm Hà Nội. [2] Nguyễn Bảo Hoàng Thanh (2004), Phương pháp giảng dạy Vật lí. [3] Phạm Xuân Quế (2007), Giáo trình sử dụng máy vi tính trong dạy học Vật lí, NXB trường Đại học Sư Phạm Hà Nội. [4] Phạm Khắc Hùng, Ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy Vật lí, NXB trường Đại học Bách khoa Hà Nội. [5] Trần Chí Minh, Thí nghiệm Vật lí với sự trợ giúp của máy tính điện tử, NXB trường Đại học Bách khoa Hà Nội. [6] Các website: [7] [8]