Sử dụng điện thoại di động trong dạy học Vật lí

Bài viết "Sử dụng điện thoại di động trong dạy học Vật lí" bàn về một trong các cách tiếp cận để xây dựng phương tiện dạy học mới là tìm cách sử dụng những thiết bị kĩ thuật mới, những vật liệu mới để tiến hành những thí nghiệm vật lí quen thuộc là điện thoại di động; sử dụng điện thoại di động để thu thập tư liệu; sử dụng điện thoại di động như một thiết bị thí nghiệm;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng điện thoại di động trong dạy học Vật lí Tạp chí thiết bị giáo dục SỬ DỤNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ TS. Nguyễn Văn Biên - Khoa Vật lí, Trường ĐHSP Hà Nội 1. Mở đầu Một trong các cách tiếp cận để xây dựng phương tiện dạy học mới là tìm cách sử dụng những thiết bị kĩ thuật mới, những vật liệu mới để tiến hành những thí nghiệm vật lí quen thuộc. Nếu tận dụng được các ưu thế của chúng một cách phù hợp, thì ta có thể thực hiện được những thí nghiệm mà thiết bị kĩ thuật truyền thống chưa tiến hành được hoặc tiến hành rất phức tạp. Tuy mới ra đời, nhưng điện thoại di động (ĐTDĐ) đã trở thành một vật dụng quen thuộc đối với cả người lớn và học sinh. Cùng với sự phát triển của công nghệ, ĐTDĐ không chỉ là một công cụ dùng để trao đổi thông tin thông qua đàm thoại mà còn được tích hợp nhiều tính năng mới như: quay phim, chụp ảnh, nghe nhạc, chạy các phần mềm… Trong dạy học vật lí, ta có các tính năng sau của ĐTDĐ: - Tính năng chụp ảnh quay phim: Dùng để thu thập tư liệu, dùng như một camera thu tia hồng ngoại. - Tính năng thu, phát âm thanh: Dùng như một nguồn âm để tiến hành thí nghiệm. - Tính năng chạy phần mềm: Dùng để chạy các phần mềm mô phỏng vật lí, phân tích băng Hình 1. Một số phần mềm chạy trên hình, tiến hành thí nghiệm (Hình 1) điện thoại di động 2. Sử dụng ĐTDĐ để thu thập tư liệu Với tính năng chụp ảnh, quay phim, học sinh có thể sử dụng ĐTDĐ để ghi lại các hiện tượng tự nhiên, các ứng dụng kĩ thuật quanh ta hoặc ghi lại các bố trí thí nghiệm trong quá trình học tập. Với chức năng quay phim, học sinh có thể quay lại chuyển động của một số vật như chuyển động rơi tự do, chuyển động của vật bị ném xiên; sau đó sử dụng phần mềm phân tích băng hình trên máy tính [1] hoặc sử dụng phần mềm Video Physics để phân tích phim đã quay như ở mục 3.3 dưới đây. Chức năng chụp ảnh của ĐTDĐ sử dụng cảm ứng CCD cho phép nhận biết được cả ánh sáng ở vùng hồng ngoại mà mắt thường không thể nhìn thấy. Với chức năng này, ta có thể tiến hành thí nghiệm nhiễu xạ hồng ngoại qua cách tử nhiễu xạ. 3. Sử dụng ĐTDĐ như một thiết bị thí nghiệm 3.1. Sử dụng ĐTDĐ như một nguồn âm 1 Tạp chí thiết bị giáo dục ĐTDĐ cho phép phát ra âm thanh có sẵn trong máy. Một số loại ĐTDĐ thông minh (smartphone) cho phép nhập vào hoặc tự tạo ra những âm thanh có tần số xác định. Nhờ chức năng này, ta có thể sử dụng ĐTDĐ như một nguồn âm di động để tiến hành các thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Khảo sát hiệu ứng phách Hiệu ứng phách là hiệu ứng xảy ra khi có sự tổng hợp của âm thanh phát ra từ hai nguồn có tần số xấp xỉ bằng nhau. Ta có thể sử dụng các phần mềm để tạo ra âm thanh có dạng hình sin rồi đưa ĐTDĐ. Một trong những phần mềm viết cho ĐTDĐ có thể tạo ra được các âm thanh có tần số tùy chọn là phần mềm Ton gen Pro. Với phần mềm này, ta có thể lựa chọn dễ dàng tần số của các âm được tạo thành. Hình 2: Phách tạo ra từ 2 nguồn âm tần số 4000Hz và 4001 Hz Để tạo ra hiệu ứng phách ta có thể sử dụng 2 ĐTDĐ phát hai âm thanh có tần số chênh lệch nhỏ với nhau. Ta cũng có thể sử dụng ĐTDĐ là một nguồn âm còn nguồn âm thứ hai chính là loa của máy tính. Tín hiệu phách có thể được nghe trực tiếp hoặc được thu lại nhờ phần mềm Wavepad sound editor để quan sát được sự biến thiên biên độ dao động của tín hiệu phách theo thời gian. Trong thí nghiệm ở hình 2, chúng tôi chọn nguồn âm có tần số f1 = 4000 Hz và f2=4001 Hz. Ta cũng có thể lặp lại thí nghiệm với các tần số f1 và f2 khác nhau để kiểm nghiệm lại công thức tính tần số phách f = |f1 - f2|. Thí nghiệm 2: Đo tốc độ truyền âm trong không khí Sử dụng chức năng ghi âm bằng ĐTDĐ và khảo sát âm thanh thu được bằng phần mềm trên máy tính ta có thể đo được tốc độ truyền âm trong không khí. Cách tiến hành như sau: - Đặt hai ĐTDĐ có chức năng ghi âm hoặc một ĐTDĐ và một máy tính có thể ghi âm cạnh một cốc thủy tinh. Bật chế độ thu âm ở cả hai ĐTDĐ và gõ vào cốc để phát ra âm thanh. - Dịch chuyển ĐTDĐ thứ 2 ra xa điện thoại thứ nhất và cốc một khoảng d từ 3m đến 5m sao cho vẫn thu được âm thanh phát ra từ cốc. Gõ mạnh cốc để tạo ra âm thanh thứ hai. 2 Tạp chí thiết bị giáo dục - Dừng chế độ thu âm và chuyển tín hiệu âm thanh vào máy vi tính (qua cổng USB, Bluetooth hoặc email). - Dùng phần mềm Wavepad sound editor mở hai files âm thanh đã thu được và so sánh thời gian giữa 2 tín hiệu âm giữa các files, ta thấy khoảng thời gian giữa hai tín hiệu âm thanh ghi được trên ĐTDĐ 2 lớn hơn khoảng thời gian ghi được trên trên ĐTDĐ 1 một khoảng (Hình 3). Sự chênh lệch thời gian này chính bằng thời gian âm thanh đi được quãng đường d. Do đó ta có thể tính được vận tốc truyền âm thanh trong không khí theo công thức: . Hình 3: Tín hiệu âm t ...