thotrangkhoyeu
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Nghiên cứu lí luận về việc tổ chức quá trình dạy học vật lý nói chung và quá trình dạy học phần cơ học nói riêng theo hướng rèn luyện và phát triển kỹ năng tư duy, năng lực sáng tạo với sự hỗ trợ của phần mềm toán Mathematic. Từ đó tìm hiểu vấn đề ứng dụng của máy tính vào dạy học tại các trường trung học phổ thông nói chung và trung học phổ thông chuyên vật lý nói riêng. Đồng thời nghiên cứu cơ sở lý luận việc ứng dụng phần mềm Toán Mathematica thiết kế bài giảng và mô phỏng các mô hình vật lý phần cơ học với sự hỗ trợ của phần mềm Toán Mathematica theo tiến trình dạy học đã soạn nhằm góp phần giải quyết những khó khăn của giáo viên khi giảng dạy và học sinh khi học tập phần này
Luận văn ThS Lý luận và phương pháp dạy học (Bộ môn Vật lý
-- Khoa Sư phạm. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2008
MỞ ĐẦU........................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài..........................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu...................................................................................2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu..................................................................................2
4. Đối tƣợng nghiên cứu..................................................................................3
5. Giả thuyết khoa học.....................................................................................3
6. Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................3
7. Cấu trúc luận văn.........................................................................................4
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TOÁN
MATHEMATICA TRONG DẠY HỌC TẠI CÁC TRƢỜNG TRUNG HỌC
PHỔ THÔNG CHUYÊN................................................................................5
1.1 Quan điểm hiện đại về dạy học.................................................................5
1.2 Vận dụng phƣơng pháp dạy học tích cực trong dạy học vật lý-phƣơng
pháp giải quyết vấn đề...................................................................................13
1.3 Con đƣờng hình thành khái niệm, định luật Vật lý.................................17
1.4 Đổi mới phƣơng pháp dạy học theo quan niệm công nghệ thông tin và
truyền thông...................................................................................................23
1.5 Phƣơng pháp mô hình trong dạy học Vật lý............................................27
1.6 Ý đồ sƣ phạm của việc giảng dạy phần cơ học cho học sinh trung học
phổ thông chuyên vật lý với sự hỗ trợ của phần mềm toán Mathematica.....32
Chƣơng 2: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM TOÁN MATHEMATICA........35
2.1 Mathematica là hệ thống thực hiện các phép tính...................................35
2.2 Mathematica là ngôn ngữ lập trình..........................................................37
2.3 Mathematica là hệ thống biểu diễn các kiến thức toán học....................38
2.4 Mathematica là môi trƣờng tính toán .....................................................39
2.5 Mathematica là công cụ trong môi trƣờng tính toán chuẩn ...................39
2.6 Các toán tử của Mathematica..................................................................39
2.7 Mathematica trong các tính toán.............................................................41
2.8 Biến đổi các biểu thức lƣợng giác...........................................................43
2.9 Các đơn vị đo, chuyển đổi đơn vị, các hằng số Vật lý............................44
2.10 Các tính toán giải tích............................................................................45
2.11 Đồ họa trong Mathematica....................................................................48
2.12 Mathematica trong phƣơng pháp số......................................................55
Chƣơng 3: NHỮNG VÍ DỤ CỦA MATHEMATICA TRONG GIẢNG
DẠY PHẦN CƠ HỌC.................................................................................58
3.1 Động lực học chất điểm...........................................................................58
3.2 Chuyển động trong trƣờng hấp dẫn không đổi........................................65
3.3 Chuyển động của hành tinh.....................................................................79
3.4 Sự va chạm.............................................................................................83
3.5 Dao động điều hòa phi tuyến đơn giản....................................................90
3.6 Dao động tắt dần và dao động cƣỡng bức.............................................101
KẾT LUẬN...............................................................................................104
TÀI LIỆU THAM KHẢO
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong những năm gần đây tin học phát triển rất mạnh mẽ đã tạo nên
cuộc cách mạng trong mọi hoạt động kinh tế, chính trị, xã hội…..Xác định
rõ tầm quan trọng của tin học, ngày 17-10-2000, Bộ chính trị đã ra chỉ thị
58-CT/TW về đẩy mạnh và phát triển công nghệ thông tin phục vụ sự
nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nƣớc.
Trong công tác đào tạo, tin học ảnh hƣởng rất mạnh mẽ. Tin học hoá
công tác giảng dạy phát triển theo hƣớng làm tăng hàm lƣợng trí tuệ, hiệu
quả đạt đƣợc gắn liền với quá trình cải tiến tổ chức và quản lý công tác
giảng dạy. Tin học hoá công tác giảng dạy không chỉ tiến hành xây dựng
một kết cấu hạ tầng thông tin mà còn gắn liền với việc cải tiến phƣơng thức,
hình thức, nội dung giảng dạy, đẩy mạnh việc phát triển và ứng dụng công
nghệ thông tin một cách hiệu quả.
Đổi mới phƣơng thức dạy học không chỉ cung cấp kiến thức mà còn
phải xây dựng năng lực tƣ duy, năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh đồng
thời còn phải rèn luyện cho học sinh phƣơng pháp nghiên cứu khoa học. Tại
các trƣờng phổ thông nói chung và ở các trƣờng chuyên nói riêng học sinh ít
đƣợc tạo điều kiện bồi dƣỡng các phƣơng thức nhận thức, rèn luyện và tƣ
duy khoa học, phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
Học sinh tại các phổ thông chuyên nói chung và phổ thông chuyên
vật lý nói riêng chủ yếu là những học sinh năng khiếu. Những học sinh này
đều có tƣ chất và có khả năng nhận thức vấn đề nhanh hơn những học sinh
bình thƣờng những kiến thức mới về lĩnh vực đó. Bên cạnh đó những học
sinh năng khiếu thƣờng có biểu hiện vƣợt trội trong việc nhận biết những
điều kiện của bài toán đƣợc cài vào trong cách hành văn và có biểu hiện
sáng tạo trong cách giải các bài toán phức tạp. Nhƣ vậy ta thấy học sinh tại
các phổ thông chuyên lý thƣờng có ƣu thế về khả năng trực giác. Vì vậy nếu
một học sinh năng khiếu đƣợc học tập một cách hệ thống chu đáo thì sẽ trở
thành học sinh xuất sắc trong lĩnh vực đó và làm tiền đề của tài năng tƣơng
lai.
Với những tính ƣu việt của phần mềm toán Mathematica nhƣ khả
năng tính toán, khả năng đồ hoạ cũng nhƣ tính dễ sử dụng của nó trong việc
xây dựng các mô hình vật lý. Do vậy dùng phần mềm Toán Mathematica có
thể thiết kế bài giảng một cách trực giác mà không yêu cầu phải hiểu biết
nhiều về tin học.
Xuất phát từ các vấn đề trên, chúng tui chọn đề tài: “Giảng dạy phần
cơ học cho học sinh trung học phổ thông chuyên vật lý với sự hỗ trợ của
phần mềm Toán Mathematica” làm đề tài nghiên cứu luận văn của mình.
2. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng những quan điểm lý luận hiện đại về việc tổ chức hoạt động
nhận thức của học sinh trong việc mô phỏng một vài hiện tƣợng cơ học, tính
toán số…theo hƣớng phát triển kĩ năng tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học
sinh trung học phổ thông chuyên vật lý thông qua quá trình dạy học giải
quyết vấn đề.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận về việc tổ chức quá trình dạy học vật lý nói
chung và quá trình dạy học phần cơ học nói riêng theo hƣớng rèn luyện và
phát triển kỹ năng tƣ duy, năng lực sáng tạo với sự hỗ trợ của phần mềm
toán Mathematic.
- Tìm hiểu vấn đề ứng dụng của máy tính vào dạy học tại các trƣờng
trung học phổ thông nói chung và trung học phổ thông chuyên vật lý nói
riêng.
Như vậy gia tốc chính là tốc độ thay đổi của vận tốc theo thời gian. Với
khoảng thời gian t đủ nhỏ có thể xác định chính xác gia tốc theo yêu cầu.
Trong phần này gia tốc của một vật thể chuyển động là một hằng số.
3.1.3.2. Gia tốc rơi tự do
Một ví dụ quan trọng chứng tỏ gia tốc là không đổi trong trường hợp này
đó là gia tốc trọng trường của một vật rơi tự do gần bề mặt của trái đất (bỏ qua
sức cản của không khí). Gia tốc trọng trường trong trường hợp này là g (gia tốc
này có được do sự hấp dẫn của trái đất lên vật nên được kí hiệu riêng biệt). Thực
nghiệm chính xác cho thấy rằng gia tốc này không phụ thuộc vào các đặc trưng
của vật như khối lượng, khối lượng riêng, hình dạng. Điều này đã được công bố
vào năm 1564 bởi nhà vật lí và thiên văn học nổi tiếng Galilê. Ông đã thực hiện
một thí nghiệm nổi tiếng là thả hai quả cầu: Một quả bằng chì, một quả bằng sắt
có khối lượng khác nhau ở cùng một độ cao trên tháp nghiêng Pisa và kết quả
cho thấy chúng rơi xuống đất gần như cùng một lúc.
Từ phương trình (1.6) ta có thể suy ra rằng vận tốc của vật ở thời điểm t t là:
v(t t) v(t) a*t (1.7)
Phương trình (1.7) được sử dụng ở đây để tính toán vận tốc của vật tại thời điểm
t khi vật chịu tác dụng của lực hút sinh ra bởi trái đất.
Giả sử vận tốc ban đầu v(t0)=0 và cho t 1s .
Ta có thể vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc theo thời gian t :
a=9.8;
cd=Table[Line[Table[{t,a*t},{t,0,6}]]];
Show[Graphics[cd],Axes->True,AxesLabel->{"Thoigian","Van toc"},AspectRatio->1]
60
Van toc
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Nghiên cứu lí luận về việc tổ chức quá trình dạy học vật lý nói chung và quá trình dạy học phần cơ học nói riêng theo hướng rèn luyện và phát triển kỹ năng tư duy, năng lực sáng tạo với sự hỗ trợ của phần mềm toán Mathematic. Từ đó tìm hiểu vấn đề ứng dụng của máy tính vào dạy học tại các trường trung học phổ thông nói chung và trung học phổ thông chuyên vật lý nói riêng. Đồng thời nghiên cứu cơ sở lý luận việc ứng dụng phần mềm Toán Mathematica thiết kế bài giảng và mô phỏng các mô hình vật lý phần cơ học với sự hỗ trợ của phần mềm Toán Mathematica theo tiến trình dạy học đã soạn nhằm góp phần giải quyết những khó khăn của giáo viên khi giảng dạy và học sinh khi học tập phần này
Luận văn ThS Lý luận và phương pháp dạy học (Bộ môn Vật lý
-- Khoa Sư phạm. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2008MỞ ĐẦU........................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài..........................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu...................................................................................2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu..................................................................................2
4. Đối tƣợng nghiên cứu..................................................................................3
5. Giả thuyết khoa học.....................................................................................3
6. Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................3
7. Cấu trúc luận văn.........................................................................................4
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TOÁN
MATHEMATICA TRONG DẠY HỌC TẠI CÁC TRƢỜNG TRUNG HỌC
PHỔ THÔNG CHUYÊN................................................................................5
1.1 Quan điểm hiện đại về dạy học.................................................................5
1.2 Vận dụng phƣơng pháp dạy học tích cực trong dạy học vật lý-phƣơng
pháp giải quyết vấn đề...................................................................................13
1.3 Con đƣờng hình thành khái niệm, định luật Vật lý.................................17
1.4 Đổi mới phƣơng pháp dạy học theo quan niệm công nghệ thông tin và
truyền thông...................................................................................................23
1.5 Phƣơng pháp mô hình trong dạy học Vật lý............................................27
1.6 Ý đồ sƣ phạm của việc giảng dạy phần cơ học cho học sinh trung học
phổ thông chuyên vật lý với sự hỗ trợ của phần mềm toán Mathematica.....32
Chƣơng 2: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM TOÁN MATHEMATICA........35
2.1 Mathematica là hệ thống thực hiện các phép tính...................................35
2.2 Mathematica là ngôn ngữ lập trình..........................................................37
2.3 Mathematica là hệ thống biểu diễn các kiến thức toán học....................38
2.4 Mathematica là môi trƣờng tính toán .....................................................39
2.5 Mathematica là công cụ trong môi trƣờng tính toán chuẩn ...................39
2.6 Các toán tử của Mathematica..................................................................39
2.7 Mathematica trong các tính toán.............................................................41
2.8 Biến đổi các biểu thức lƣợng giác...........................................................43
2.9 Các đơn vị đo, chuyển đổi đơn vị, các hằng số Vật lý............................44
2.10 Các tính toán giải tích............................................................................45
2.11 Đồ họa trong Mathematica....................................................................48
2.12 Mathematica trong phƣơng pháp số......................................................55
Chƣơng 3: NHỮNG VÍ DỤ CỦA MATHEMATICA TRONG GIẢNG
DẠY PHẦN CƠ HỌC.................................................................................58
3.1 Động lực học chất điểm...........................................................................58
3.2 Chuyển động trong trƣờng hấp dẫn không đổi........................................65
3.3 Chuyển động của hành tinh.....................................................................79
3.4 Sự va chạm.............................................................................................83
3.5 Dao động điều hòa phi tuyến đơn giản....................................................90
3.6 Dao động tắt dần và dao động cƣỡng bức.............................................101
KẾT LUẬN...............................................................................................104
TÀI LIỆU THAM KHẢO
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong những năm gần đây tin học phát triển rất mạnh mẽ đã tạo nên
cuộc cách mạng trong mọi hoạt động kinh tế, chính trị, xã hội…..Xác định
rõ tầm quan trọng của tin học, ngày 17-10-2000, Bộ chính trị đã ra chỉ thị
58-CT/TW về đẩy mạnh và phát triển công nghệ thông tin phục vụ sự
nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nƣớc.
Trong công tác đào tạo, tin học ảnh hƣởng rất mạnh mẽ. Tin học hoá
công tác giảng dạy phát triển theo hƣớng làm tăng hàm lƣợng trí tuệ, hiệu
quả đạt đƣợc gắn liền với quá trình cải tiến tổ chức và quản lý công tác
giảng dạy. Tin học hoá công tác giảng dạy không chỉ tiến hành xây dựng
một kết cấu hạ tầng thông tin mà còn gắn liền với việc cải tiến phƣơng thức,
hình thức, nội dung giảng dạy, đẩy mạnh việc phát triển và ứng dụng công
nghệ thông tin một cách hiệu quả.
Đổi mới phƣơng thức dạy học không chỉ cung cấp kiến thức mà còn
phải xây dựng năng lực tƣ duy, năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh đồng
thời còn phải rèn luyện cho học sinh phƣơng pháp nghiên cứu khoa học. Tại
các trƣờng phổ thông nói chung và ở các trƣờng chuyên nói riêng học sinh ít
đƣợc tạo điều kiện bồi dƣỡng các phƣơng thức nhận thức, rèn luyện và tƣ
duy khoa học, phát triển năng lực giải quyết vấn đề.
Học sinh tại các phổ thông chuyên nói chung và phổ thông chuyên
vật lý nói riêng chủ yếu là những học sinh năng khiếu. Những học sinh này
đều có tƣ chất và có khả năng nhận thức vấn đề nhanh hơn những học sinh
bình thƣờng những kiến thức mới về lĩnh vực đó. Bên cạnh đó những học
sinh năng khiếu thƣờng có biểu hiện vƣợt trội trong việc nhận biết những
điều kiện của bài toán đƣợc cài vào trong cách hành văn và có biểu hiện
sáng tạo trong cách giải các bài toán phức tạp. Nhƣ vậy ta thấy học sinh tại
các phổ thông chuyên lý thƣờng có ƣu thế về khả năng trực giác. Vì vậy nếu
một học sinh năng khiếu đƣợc học tập một cách hệ thống chu đáo thì sẽ trở
thành học sinh xuất sắc trong lĩnh vực đó và làm tiền đề của tài năng tƣơng
lai.
Với những tính ƣu việt của phần mềm toán Mathematica nhƣ khả
năng tính toán, khả năng đồ hoạ cũng nhƣ tính dễ sử dụng của nó trong việc
xây dựng các mô hình vật lý. Do vậy dùng phần mềm Toán Mathematica có
thể thiết kế bài giảng một cách trực giác mà không yêu cầu phải hiểu biết
nhiều về tin học.
Xuất phát từ các vấn đề trên, chúng tui chọn đề tài: “Giảng dạy phần
cơ học cho học sinh trung học phổ thông chuyên vật lý với sự hỗ trợ của
phần mềm Toán Mathematica” làm đề tài nghiên cứu luận văn của mình.
2. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng những quan điểm lý luận hiện đại về việc tổ chức hoạt động
nhận thức của học sinh trong việc mô phỏng một vài hiện tƣợng cơ học, tính
toán số…theo hƣớng phát triển kĩ năng tƣ duy, năng lực sáng tạo cho học
sinh trung học phổ thông chuyên vật lý thông qua quá trình dạy học giải
quyết vấn đề.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận về việc tổ chức quá trình dạy học vật lý nói
chung và quá trình dạy học phần cơ học nói riêng theo hƣớng rèn luyện và
phát triển kỹ năng tƣ duy, năng lực sáng tạo với sự hỗ trợ của phần mềm
toán Mathematic.
- Tìm hiểu vấn đề ứng dụng của máy tính vào dạy học tại các trƣờng
trung học phổ thông nói chung và trung học phổ thông chuyên vật lý nói
riêng.
Như vậy gia tốc chính là tốc độ thay đổi của vận tốc theo thời gian. Với
khoảng thời gian t đủ nhỏ có thể xác định chính xác gia tốc theo yêu cầu.
Trong phần này gia tốc của một vật thể chuyển động là một hằng số.
3.1.3.2. Gia tốc rơi tự do
Một ví dụ quan trọng chứng tỏ gia tốc là không đổi trong trường hợp này
đó là gia tốc trọng trường của một vật rơi tự do gần bề mặt của trái đất (bỏ qua
sức cản của không khí). Gia tốc trọng trường trong trường hợp này là g (gia tốc
này có được do sự hấp dẫn của trái đất lên vật nên được kí hiệu riêng biệt). Thực
nghiệm chính xác cho thấy rằng gia tốc này không phụ thuộc vào các đặc trưng
của vật như khối lượng, khối lượng riêng, hình dạng. Điều này đã được công bố
vào năm 1564 bởi nhà vật lí và thiên văn học nổi tiếng Galilê. Ông đã thực hiện
một thí nghiệm nổi tiếng là thả hai quả cầu: Một quả bằng chì, một quả bằng sắt
có khối lượng khác nhau ở cùng một độ cao trên tháp nghiêng Pisa và kết quả
cho thấy chúng rơi xuống đất gần như cùng một lúc.
Từ phương trình (1.6) ta có thể suy ra rằng vận tốc của vật ở thời điểm t t là:
v(t t) v(t) a*t (1.7)
Phương trình (1.7) được sử dụng ở đây để tính toán vận tốc của vật tại thời điểm
t khi vật chịu tác dụng của lực hút sinh ra bởi trái đất.
Giả sử vận tốc ban đầu v(t0)=0 và cho t 1s .
Ta có thể vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc theo thời gian t :
a=9.8;
cd=Table[Line[Table[{t,a*t},{t,0,6}]]];
Show[Graphics[cd],Axes->True,AxesLabel->{"Thoigian","Van toc"},AspectRatio->1]
60
Van toc
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: