Sáng kiến kinh nghiệm Ứng dụng của phần mềm Geometer’s sketchpad trong dạy học Vật lí

pdf 10 trang honganh1 15/05/2023 3280
Bạn đang xem tài liệu "Sáng kiến kinh nghiệm Ứng dụng của phần mềm Geometer’s sketchpad trong dạy học Vật lí", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfsang_kien_kinh_nghiem_ung_dung_cua_phan_mem_geometers_sketch.pdf

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Ứng dụng của phần mềm Geometer’s sketchpad trong dạy học Vật lí

  1. BI ỆN PHÁP: ỨNG D ỤNG C ỦA PH ẦN M ỀM GEOMETER’S SKETCHPAD TRONG D ẠY H ỌC V ẬT LÍ Giáo viên: Nguy ễn H ải Ph ước – T ổ V ật lí – CNCN ___ MỤC L ỤC I. M Ở ĐẦ U 1 II. N ỘI DUNG 2 1. Đánh giá th ực tr ạng 2 2. Trình bày bi ện pháp 3 2.1. Gi ới thi ệu ph ần m ềm Geometer’s Sketchpad 3 2.2. Ưu nh ược điểm c ủa ph ần m ềm Geometer's Sketchpad 4 2.3. Tóm t ắt cách s ử d ụng ph ần m ềm Geometer's Sketchpad 4 2.4. Ứng d ụng ph ần m ềm Geometer's Sketchpad để t ạo b ộ công c ụ dựng hình cho môn v ật lí 6 2.5. Ứng d ụng các công c ụ xây d ựng được vào m ột s ố bài h ọc trong ch ươ ng trình V ật lí THPT 7 III. HI ỆU QU Ả TH ỰC HI ỆN C ỦA VI ỆC ÁP D ỤNG BI ỆN PHÁP VÀO TH ỰC T Ế D ẠY H ỌC 8 IV. K ẾT LU ẬN 9 PH Ụ L ỤC 10 1
  2. I. MỞ ĐẦ U Hi ện nay, s ự phát tri ển c ủa công ngh ệ thông tin đã m ở ra tri ển v ọng to l ớn trong vi ệc đổ i mới ph ươ ng pháp d ạy h ọc và h ỗ tr ợ m ạnh m ẽ cho ng ười giáo viên trong vi ệc so ạn gi ảng. H ầu h ết các tr ường đề u được trang b ị máy vi tính, phòng học công ngh ệ thông tin, k ết n ối internet Máy vi tính được s ử d ụng trong d ạy học để h ỗ tr ợ được các nhi ệm v ụ c ơ b ản c ủa quá trình d ạy h ọc và nh ất là h ỗ tr ợ đắc l ực cho vi ệc d ạy và h ọc ch ươ ng trình m ới theo định h ướng phát tri ển n ăng lực. V ới s ự tr ợ giúp c ủa máy vi tính và ph ần m ềm d ạy h ọc, GV có th ể t ổ ch ức quá trình h ọc t ập c ủa HS theo h ướng phát huy tính tích c ực, chủ độ ng, sáng t ạo trong ho ạt độ ng nh ận th ức c ủa h ọc sinh. Với đặ c thù c ủa vật lí là môn khoa h ọc th ực nghi ệm nên trong quá trình hình thành nh ững ki ến th ức m ới cho HS đòi h ỏi GV và HS ph ải ti ến hành các TN; đồng th ời môn v ật lí có quan h ệ ch ặt ch ẽ v ới toán h ọc, dùng nhi ều công c ụ của toán h ọc, c ả hình h ọc và đại s ố, để th ể hi ện các m ối quan h ệ trong v ật lí. Để học t ốt môn v ật lí, h ọc sinh ph ải có t ư duy logic t ốt và trí t ưởng t ượng m ới có th ể n ắm b ắt h ết các hi ện t ượng và dùng thành th ạo các công c ụ toán h ọc để gi ải quy ết các v ấn đề đặ t ra. Từ nhi ều n ăm qua, vi ệc ứng d ụng công ngh ệ thông tin trong d ạy h ọc v ật lí đã được áp d ụng r ộng rãi và mang l ại hi ệu qu ả cao. Các ứng d ụng m ạnh nh ất có th ể k ể đế n là: Mô ph ỏng thí nghi ệm, phân tích video, phân tích s ố li ệu thí nghi ệm, v ẽ đồ th ị. Tuy nhiên, m ột khía c ạnh trong vi ệc d ạy h ọc v ật lí ch ưa được quan tâm đúng m ức đó là ch ưa có ph ần m ềm chuyên bi ệt đủ m ạnh để bi ểu di ễn các mô hình toán h ọc trong v ật lí và ch ưa có ph ần m ềm đủ ti ện l ợi để h ỗ tr ợ giáo viên trong vi ệc v ẽ các hình v ật lí trong d ạy h ọc. Qua m ột th ời gian nghiên c ứu, tôi nh ận th ấy ph ần m ềm Geometer’s Sketchpad có th ể đáp ứng m ột ph ần nào đó các nhu c ầu k ể trên. Vì v ậy, tôi ch ọn đề tài báo cáo: “ Ứng d ụng c ủa ph ần m ềm Geometer’s Sketchpad trong d ạy h ọc vật lí”. II. NỘI DUNG 1. Đánh giá th ực tr ạng CNTT ngày càng được ứng d ụng m ạnh m ẽ và đã t ạo ra nhi ều chuy ển bi ến tích c ực trong giáo d ục. Các ph ần m ềm h ỗ tr ợ đã và đang là công c ụ tr ợ giúp một cách r ất tích c ực cho GV và HS trong vi ệc nâng cao ch ất l ượng d ạy - h ọc. Tuy nhiên qua kh ảo sát các giáo viên d ạy v ật lí và h ọc sinh ở tr ường THPT Lê Lợi, tôi nh ận th ấy m ột s ố v ấn đề sau: - Vi ệc s ử d ụng ph ần m ềm d ạy h ọc ph ần l ớn ở m ức độ mô ph ỏng hi ện t ượng vật lí thu ần túy. Đố i v ới các hi ện t ượng k ết h ợp gi ữa v ật lí và toán h ọc thì ch ưa 2
  3. đáp ứng được. Ví d ụ nh ư mô ph ỏng phép c ộng vec-tơ, s ự thay đổ i c ủa các vec- tơ v ận t ốc, gia t ốc, l ực, m ối quan h ệ gi ữa dao độ ng điều hòa và chuy ển độ ng tròn đều, hình chi ếu c ủa ch ất điểm lên các tr ục trong chuy ển độ ng ném - Khi s ử d ụng các ph ần m ềm d ạy h ọc, giáo viên th ường g ặp hai tình hu ống: Nếu ph ần m ềm dễ s ử d ụng thì ph ạm vi áp d ụng h ẹp và hình ảnh không đẹ p m ắt, khó điều khi ển (VD: Crocodiles, Working Model ); N ếu ph ần m ềm áp d ụng rộng, hình ảnh đẹ p m ắt thì khó biên so ạn phù h ợp bài gi ảng, đòi h ỏi ki ến th ức và kĩ n ăng cao (VD: Macromedia Flash ). - Ph ần l ớn giáo viên tìm th ường tìm các file mô ph ỏng có s ẵn trên internet nên thi ếu tính ch ủ độ ng và không điều ch ỉnh được theo ý đồ d ạy h ọc c ủa mình. - Ch ưa có ph ần m ềm chuyên d ụng để v ẽ hình v ật lí m ột cách ti ện l ợi và chu ẩn xác. Hi ện nay m ột s ố tác gi ả có biên so ạn m ột s ố ph ần m ềm v ẽ hình nh ưng ph ần l ớn đề u d ựa vào các hình v ẽ trong Word, xây d ựng b ằng macro t ạo thành các hình có s ẵn th ường g ặp trong v ật lí. Cách làm này không kh ắc ph ục được các điểm y ếu v ề hình v ẽ trong Word đó là khó v ẽ các giao điểm, khó c ăn ch ỉnh đoạn th ẳng, không đo được chính xác độ dài, không làm được các phép dời hình nh ư t ịnh ti ến, đố i x ứng, phép quay, không v ẽ được các hình nh ư hyperbol, parabol vv d ẫn đế n hình v ẽ thi ếu tính chuyên nghi ệp. 2. Trình bày bi ện pháp 2.1. Gi ới thi ệu ph ần m ềm Geometer’s Sketchpad The Geometer's Sketchpad (th ường được g ọi t ắt là Sketchpad hay GSP) là một ph ần m ềm th ươ ng m ại v ới m ục đích khám phá Hình h ọc Euclid, Đại số, Gi ải tích và các ngành khác c ủa Toán h ọc. Tác gi ả ph ần m ềm là Nicholas Jackiw ng ười Canada. Geometer's Sketchpad được s ử d ụng r ộng rãi trong vi ệc gi ảng d ạy ở nhi ều tr ường trung h ọc c ơ s ở ở Hoa K ỳ và Canada. Phiên b ản th ươ ng m ại đầ u tiên c ủa Geometer's Sketchpad phát hành n ăm 1991 b ởi công ty Key Curriculum Press sau m ột th ời gian th ử nghi ệm ở Hoa K ỳ. Năm 1993, phiên b ản đầ u tiên dành cho h ệ điều hành Windows mới chính th ức ra đời. Geometer's Sketchpad t ừng nh ận được nhi ều gi ải th ưởng công nghi ệp và từng có m ặt trong các bài thuy ết trình c ủa John Sculley (giám đốc Apple Computer) và Bill Gates (giám đốc Microsoft) v ề nh ững công ngh ệ giáo d ục t ốt nh ất. Geometer's Sketchpad có các công c ụ v ẽ hình c ổ điển c ủa hình h ọc Euclid là th ước và com-pa, t ừ đó xây d ựng nên các công c ụ d ựng hình c ơ b ản trong Hình h ọc nh ư: l ấy trung điểm c ủa đoạn th ẳng, v ẽ đường th ẳng đi qua m ột điểm và vuông góc / song song v ới m ột đường th ẳng khác, v ẽ m ột góc b ằng góc cho tr ước, v ẽ tia phân giác c ủa góc. 3
  4. Ch ươ ng trình cho phép đo độ dài c ủa đoạn th ẳng, góc, di ện tích, bán kính và tính toán, th ậm chí l ập b ảng th ống kê v ới các con s ố này; th ực hiện các phép bi ến hình nh ư phép quay, t ịnh ti ến, v ị t ự M ột tính n ăng quan tr ọng th ường được s ử d ụng đến là cho ch ạy điểm, v ẽ và xem qu ỹ tích. Nghiên c ứu k ĩ và có s ự tìm hi ểu, ng ười dùng có th ể phát hi ện ra nhi ều tính n ăng m ở r ộng thú v ị của ch ươ ng trình. Tuy Geometer's Sketchpad được l ập trình ch ủ y ếu cho b ộ môn Hình h ọc nh ưng nó c ũng h ỗ tr ợ m ột s ố công c ụ cho Đại s ố: v ẽ tr ục s ố, v ẽ đồ th ị hàm s ố, vẽ đồ th ị hàm s ố v ới h ệ s ố thay đổ i, v ẽ đồ th ị c ủa hàm s ố cho b ằng tham s ố; công c ụ cho Gi ải tích nh ư tính gi ới h ạn hàm s ố tại 1 điểm, Ng ười s ử d ụng có th ể t ải b ản dùng th ử c ủa ph ần m ềm t ại website chính th ức c ủa hãng v ới dung l ượng kho ảng 5 MB, không c ần cài đặt (Portable). Đây là ph ần m ềm r ất nh ẹ, m ọi máy v ới c ấu hình hi ện nay đề u ch ạy được, t ươ ng thích tốt v ới mọi phiên b ản Windows. 2.2. Ưu nh ược điểm c ủa ph ần m ềm Geometer's Sketchpad a. Ưu điểm - H ỗ tr ợ vi ệc xây d ựng các mô hình toán h ọc thông d ụng và được s ử d ụng rộng rãi nh ất hi ện nay. - Kh ả n ăng đồ h ọa cao, chính xác, v ới nhi ều ch ức n ăng h ỗ tr ợ v ề hình ảnh. Ph ần m ềm cho phép t ạo ra các macro để l ưu l ại các b ước xây d ựng hình ảnh thành các công c ụ, nếu bi ết cách s ử d ụng các công c ụ ng ười th ực hi ện có th ể t ạo ra được các hình ph ức t ạp m ột cách nhanh chóng. - Ph ần m ềm này khá nh ỏ g ọn, không c ần cài đặt, giao di ện đơn gi ản, d ễ hi ểu, đã được Việt hóa. - H ỗ tr ợ kh ả n ăng chuy ển độ ng và t ạo v ết điểm, đoạn th ẳng, có th ể ứng dụng cho m ột s ố minh h ọa trong v ật lí. b. Nh ược điểm - Một s ố thao tác khác v ới các ph ần m ềm so ạn th ảo thông th ường nên ban đầu có th ể khi ến ng ười dùng lúng túng. - N ếu không xây d ựng được b ộ công c ụ có s ẵn thì vi ệc v ẽ m ột hình v ật lí đầy đủ khá mất th ời gian. - M ột s ố màu s ắc không th ể hi ện trung th ực. 2.3. Tóm t ắt cách s ử d ụng ph ần m ềm Geometer's Sketchpad Đây là ph ần m ềm ph ổ bi ến được áp d ụng r ộng rãi nh ất trong toán h ọc, nên các tài li ệu h ướng d ẫn hi ện nay r ất phong phú và t ỉ m ỉ. Ng ười dùng có th ể t ự h ọc một cách d ễ dàng, th ời gian làm quen và thành th ạo các thao tác ch ỉ trong 4
  5. kho ảng 2 ngày. Trong khuôn kh ổ b ản báo cáo này, tôi ch ỉ xin điểm qua m ột s ố nét chính : a. Giao di ện làm vi ệc: b. Các l ệnh chính: - D ựng hình: Điểm, đoạn th ẳng, đường th ẳng, tia, đường tròn, trung điểm, phân giác, tia vuông góc, đường song song. - Bi ến hình: T ịnh ti ến, quay, v ị t ự, đố i x ứng. - Phép đo. - V ẽ đồ th ị. c. Nguyên t ắc chung khi s ử d ụng: Ý t ưởng c ủa Geometer's Sketchpad là bi ểu di ễn động các hình hình h ọc hay còn g ọi là Dynamic Geometry, m ột ý t ưởng r ất độ c đáo và t ừ lâu đã tr ở thành chu ẩn cho các ph ần m ềm mô ph ỏng hình h ọc. Ph ần m ềm có ch ức n ăng chính là v ẽ, mô ph ỏng qu ĩ tích, các phép bi ến đổ i của các hình hình h ọc ph ẳng. Giáo viên có th ể s ử d ụng ph ần m ềm này để thi ết kế bài gi ảng m ột cách nhanh chóng, chính xác và sinh động. Sử d ụng Geometer's Sketchpad, b ạn s ẽ có c ảm giác là mình có th ể t ạo hình v ới không gian không có gi ới h ạn, ví d ụ nh ư khi b ạn v ẽ m ột đường th ẳng, độ dài c ủa đường th ẳng này là vô t ận, n ếu b ạn t ạo đường th ẳng này v ới nh ững công c ụ thông th ường: gi ấy, bút, th ước k ẻ thì ch ắc h ẳn b ạn s ẽ g ặp ph ải tr ở ng ại là gi ới hạn không gian v ẽ, nh ưng v ới Geometer's Sketchpad, b ạn không c ần ph ải lo lắng vì điều đó. Một đặ c điểm quan tr ọng c ủa ph ần m ềm này là cho phép ta thi ết lập quan h ệ gi ữa các đố i t ượng hình h ọc, ph ần m ềm s ẽ đả m b ảo r ằng các quan hệ luôn được b ảo toàn, m ặc dù sau đó các quan h ệ có th ể được bi ến đổ i b ằng b ất kì cách nào. Khi m ột thành ph ần c ủa hình b ị bi ến đổ i, nh ững thành ph ần khác 5