Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
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.
- Nghiên cứu cơ sở lý luận việc ứng dụng phần mềm Toán
Mathematica thiết kế bài giảng.
- 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.
- Dự kiến khả năng sử dụng phần mềm Toán Mathematica trong dạy
học phần cơ học đối với phổ thông chuyên nói chung và phổ thông chuyên
vật lý nói riêng.
-Đề xuất việc xây dựng các mô hình, mô phỏng một vài hiện tƣợng cơ
học.
4. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động dạy học của giáo viên và học sinh phổ thông chuyên vật lý
trong quá trình dạy học phần cơ học với sự hỗ trợ của phần mềm Toán
Mathematica.
5. Giả thuyết khoa học
Việc ứng dụng của phần mềm Toán Mathematica một cách hợp lý,
xây dựng các mô hình mô phỏng hỗ trợ việc giảng dạy, tổ chức hƣớng dẫn
học sinh giải quyết nhiệm vụ nhận thức, đề xuất vấn đề, thảo luận lựa chọn
phƣơng án giải quyết vấn đề trong quá trình dạy học phần cơ học sẽ có tác
dụng nâng cao chất lƣợng dạy học, rèn luyện và phát triển kĩ năng tƣ duy,
năng lực sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông nói chung và phổ thông
chuyên vật lý nói riêng.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1 Nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học để làm sáng tỏ những quan
điểm mà đề tài sẽ vận dụng về việc tổ chức tình huống học tập, hƣớng dẫn
học sinh giải quyết vấn đề trong quá trình học tập.
- Nghiên cứu chƣơng trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên
và các tài liệu tham khảo xác đinh mức độ nội dung các kiến thức những
khái niệm vật lý phần cơ học mà học sinh trung học phổ thông chuyên cần
nắm vững.
- Nghiên cứu tài liệu về phần mềm Mathematica
6.2. Nghiên cứu thực tiễn
- Tìm hiểu việc dạy (thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên) và việc
học (thông qua trao đổi, nghiên cứu các sản phẩm của học sinh) nhằm sơ bộ
đánh giá tình hình dạy học phần cơ học ở trung học phổ thông chuyên vật lý
hiện nay.
- Tìm hiểu việc sử dụng máy tính phục vụ giảng dạy các môn học ở
các trƣờng trung học phổ thông chuyên.
-Thực hiện dạy học Vật lý bằng các mô hình đƣợc xây dựng bởi phần
mêm Toán Mathematica.
7. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn đã
đƣợc trình bày trong ba chƣơng:
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.
Chƣơng 2: Giới thiệu về phần mềm Toán Mathematica
Chƣơng 3: Một số ứng dụng của Mathematica trong giảng dạy phần cơ học.
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:
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.
- Nghiên cứu cơ sở lý luận việc ứng dụng phần mềm Toán
Mathematica thiết kế bài giảng.
- 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.
- Dự kiến khả năng sử dụng phần mềm Toán Mathematica trong dạy
học phần cơ học đối với phổ thông chuyên nói chung và phổ thông chuyên
vật lý nói riêng.
-Đề xuất việc xây dựng các mô hình, mô phỏng một vài hiện tƣợng cơ
học.
4. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt động dạy học của giáo viên và học sinh phổ thông chuyên vật lý
trong quá trình dạy học phần cơ học với sự hỗ trợ của phần mềm Toán
Mathematica.
5. Giả thuyết khoa học
Việc ứng dụng của phần mềm Toán Mathematica một cách hợp lý,
xây dựng các mô hình mô phỏng hỗ trợ việc giảng dạy, tổ chức hƣớng dẫn
học sinh giải quyết nhiệm vụ nhận thức, đề xuất vấn đề, thảo luận lựa chọn
phƣơng án giải quyết vấn đề trong quá trình dạy học phần cơ học sẽ có tác
dụng nâng cao chất lƣợng dạy học, rèn luyện và phát triển kĩ năng tƣ duy,
năng lực sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông nói chung và phổ thông
chuyên vật lý nói riêng.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1 Nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học để làm sáng tỏ những quan
điểm mà đề tài sẽ vận dụng về việc tổ chức tình huống học tập, hƣớng dẫn
học sinh giải quyết vấn đề trong quá trình học tập.
- Nghiên cứu chƣơng trình, nội dung sách giáo khoa, sách giáo viên
và các tài liệu tham khảo xác đinh mức độ nội dung các kiến thức những
khái niệm vật lý phần cơ học mà học sinh trung học phổ thông chuyên cần
nắm vững.
- Nghiên cứu tài liệu về phần mềm Mathematica
6.2. Nghiên cứu thực tiễn
- Tìm hiểu việc dạy (thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên) và việc
học (thông qua trao đổi, nghiên cứu các sản phẩm của học sinh) nhằm sơ bộ
đánh giá tình hình dạy học phần cơ học ở trung học phổ thông chuyên vật lý
hiện nay.
- Tìm hiểu việc sử dụng máy tính phục vụ giảng dạy các môn học ở
các trƣờng trung học phổ thông chuyên.
-Thực hiện dạy học Vật lý bằng các mô hình đƣợc xây dựng bởi phần
mêm Toán Mathematica.
7. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn đã
đƣợc trình bày trong ba chƣơng:
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.
Chƣơng 2: Giới thiệu về phần mềm Toán Mathematica
Chƣơng 3: Một số ứng dụng của Mathematica trong giảng dạy phần cơ học.
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