SKKN: Ứng dụng Matlab trong giảng dạy Vật lý lớp 12 Trường THPT Trần Nguyên Hãn

Xây dựng phương án dạy học của một số nội dung phần chương “dao động cơ”, “sóng cơ”, “dòng điện xoay chiều” trong chương trình Vật lý lớp 12 THPT, sử dụng phần mềm Matlab làm công cụ xử lý chính. Nhằm làm rõ một số kiến thức khó mà học sinh chưa thừa nhận. Khẳng định mối quan hệ chặt chẽ giữa Toán học và Vật lý. Mời quý thầy cô tham khảo sáng kiến “Ứng dụng Matlab trong giảng dạy Vật lý lớp 12 Trường THPT Trần Nguyên Hãn”.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
SKKN: Ứng dụng Matlab trong giảng dạy Vật lý lớp 12 Trường THPT Trần Nguyên Hãn SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ỨNG DỤNG MATLAB TRONG GIẢNG DẠY VẬT LÝ LỚP 12TRƯỜNG THPT TRẦN NGUYÊN HÃN MỞ ĐẦU1. Lí do chọn đề tài Kính thưa các đồng chí giáo viên đang giảng dạy vật lý. Môn vật lý vớicấu thành từ hai yếu tố: Lý thuyết vật lý và lý thuyết toán học. Mọi bài toánvật lý bao giờ cũng bao gồm cả hai khía cạnh này. Trong suốt quá trình họctập và giảng dạy vật lý các đồng chí đã nắm bắt hầu hết các lĩnh vực kiến thứcvật lý cổ điện và hiện đại. Các em học sinh dễ dàng chấp nhận cách giải thích theo các thuyết, cácđịnh luật vật lý, nhưng không dễ chấp nhận được phương trình toán cho hiệntượng vật lý đó. Một lỗi đau đầu cho người dạy và người học là tồn tại các bàitoán cồng kềnh phức tạp, mà kiến thức toán của học sinh chưa cho phép cácem có thể tự luận giải được. Hơn nữa ở các lính vực lý thuyết vật lý các emkhông thể tránh khỏi các công thức toán học công kềnh như: phương trình daođộng điều hòa, phương trình sóng, hay các bài toán về giá trị cực đại của côngsuất, của hiệu điện thế đối với các đoạn mạch xoay chiều… Nếu tiếp tục sử dụng các nhóm phương pháp thực nghiệm thì kết quảcũng không khá hơn. Các em không thể nhìn thấy hình dạng của dây truyềndao động, cũng không biết được lúc nào thì công suất của một mạch RLC cựcđại… kết quả vật lý khó lòng được các em công nhận. Hơn nữa việc đổi mới phương pháp giảng dạy theo hướng sử dụng côngnghệ thông tin đã trở thành một yêu cầu thiết yếu. Các phần mềm tin học đượcđưa vào để áp dụng một cách phổ biến không chỉ cho môn vật lý mà còn chocả các môn học khác nữa. Trong sáng kiến này tác giả đã cố gắng tập trung vào việc tìm ra mộtcông cụ toán học hiệu quả để giải toán vật lý, điều quan trọng nhất là cố gắngmô phỏng hình ảnh dừng các hiện tượng vật lý, vẽ đồ thị phụ thuộc các đạilượng vật lý vào các đại lượng biến, qua đó giúp học sinh có thể quan sát vàthu nhận thông tin bài học. Phân mềm Matlab với các tính năng phù hợp đãthuyết phục được tác giả sử dụng để nghiên cứu. Sáng kiến lấy tên là: “Ứngdụng Matlab trong giảng dạy vật lý lớp 12”.2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng phương án dạy học của một số nội dung phần chương “daođộng cơ”, “sóng cơ”, “dòng điện xoay chiều” trong chương trình Vật lý lớp 12THPT, sử dụng phần mềm Matlab làm công cụ xử lý chính. Nhằm làm rõ mộtsố kiến thức khó mà học sinh chưa thừa nhận. Khẳng định mối quan hệ chặtchẽ giữa toán học và vật lý.3. Nhiệm vụ nghiên cứu Với mục đích nghiên cứu trên sáng kiến tập trung vào nhiệm vụ tìm raphương pháp phù hợp để có thể thay đổi tình hình. Ứng dụng công nghệ thôngtin vào giảng dạy vật lý. Chọn phần mềm toán học để mô tả và biểu diễn.4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu. a) Khách thể nghiên cứu: - Quá trình học vật lý lớp 12 của học sinh ở các nhà trường THPT. - Việc giảng dạy kiến thức chương trình vật lý 12. b) Đối tượng nghiên cứu: - Phần mềm Matlab, và 3 chương nêu trên trong chương trình vật lý 12.5. Giả thuyết khoa học. - Phương pháp trực quan thực nghiệm không thu hút được học sinh, họcsinh không khai thác được kết quả từ các thí nghiệm, gây mất tổ chức. - Các bài toán vật lý trở thành thiếu căn cứ khi các phương trình khôngcó lời giải, các hàm số không vẽ được đồ thị trong khả năng con người.6. Cấu trúc của sáng kiến Sáng kiến được viết theo hình thức một sách chuyên đề gồm 3 chương,và 2 mục: Mở đầu Chương I. Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương II. Phần mềm Matlab Chương III. Ứng dụng phần mềm Matlab vào giảng dạy vật lý lớp 12 Và cuối cùng là mục tổng kết, và kiến nghị CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN1.1 Nhu cầu và định hướng đổi mới phương pháp dạy học Luật giáo dục nước Cộng hoà Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam đã qui định:“Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duysáng tạo của người học; bồi dưỡng năng lực tự học, niềm say mê học tập và ýchí vươn lên” (Luật giáo dục 1998, chương I, điều 4). Nghị quyết Trung ương 2 khoá VIII đã khẳng định: “Phải đổi mớiphương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyệnthành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phươngpháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điềukiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, nhất là sinh viên đạihọc”. Những qui định này phản ánh nhu cầu đổi mới phương pháp giáo dụchiện nay nhằm đào tạo những con người có đủ trình độ và kĩ năng tham giaquá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Từ đó làm nảy sinh và thúcđẩy một cuộc vận động đổi mới phương pháp dạy học ở tất cả các cấp học vớinhững tư tưởng chủ đạo được phát biểu dưới nhiều hình thức khác nhau như:“lấy người học làm trung tâm”, “phát huy tính tích cực, “tích cực ...