ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, đất nước chúng ta đang trong thời kỳ xây dựng, đổi mới và đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa. Bên cạnh đó, cuộc cách mạng 4.0 đang tạo ra những cơ hội lớn cùng nhiều thách thức đối với mọi lĩnh vực của đời sống và xã hội. Giai đoạn này đòi hỏi năng lực sáng tạo của con người Việt Nam cao hơn bất kỳ giai đoạn nào khác. Để đáp ứng được nhu cầu của xã hội, ngành Giáo dục đã có sự thay đổi về mọi mặt, đặc biệt là PPDH trong đó ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học là một trong những vấn đề hàng đầu được ngành giáo dục quan tâm trong lộ trình đổi mới.
Là một giáo viên giảng dạy bộ môn Vật lí, tôi nhận thấy công nghệ thông tin đã thực sự tác động mạnh mẽ, góp phần rất lớn trong quá trình đổi mới giảng dạy của bản thân cũng như đồng nghiệp. Công nghệ giúp cho sự tương tác giữa thầy và trò nhiều hơn, nhanh hơn và sâu sát hơn. Công nghệ giúp cho bài học gần gũi hơn, sinh động hơn và hiệu quả hơn. Bên cạnh đó, Công nghệ còn hỗ trợ đắc lực và trở thành công cụ hữu hiệu cho giáo viên trong công tác chuyên môn.
Những năm gần đây ngành giáo dục đang tích cực đổi mới về mọi mặt, trong đó đổi mới thi cử là một vấn đề đang được toàn xã hội quan tâm. Nội dung đề thi THPT Quốc Gia cũng có tính phân hóa ngày càng mạnh theo bốn mức độ: nhận biết, thông hiểu, vận dụng thấp và vận dụng cao. Để giúp học sinh chinh phục được những câu hỏi ở mức độ vận dụng cao đòi hỏi giáo viên không chỉ có tầm nhìn kiến thức bao quát, phương pháp dạy học tốt mà còn phải có hệ thống bài tập sáng tạo, mới mẻ cho học sinh luyện tập. Đối với bộ môn Vật lý, trong đề thi THPT Quốc gia những năm gần đây bài tập vận dụng cao thường liên quan đến đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa các đại lượng vật lí.
Đây là loại bài tập đòi hỏi học sinh phải có hiểu biết tổng hợp và khả năng “đọc đồ thị”. Để giúp học sinh chinh phục được dạng bài tập này, trong quá trình giảng dạy tôi đã tìm tòi để có thể xây dựng được một hệ thống bài tập cho học sinh. Tuy nhiên, việc vẽ đồ thị và tính toán các đại lượng vật lý qua đồ thị một cách chính xác là rất khó khăn. Từ đó tôi đã tìm hiểu các phần mềm vẽ đồ thị thông dụng hiện nay và nhận thấy phần mềm vẽ đồ thị Geogebra là một phần mềm có khả năng vẽ đồ thị hàm số rất chính xác, nó còn giúp người sử dụng tính toán tọa độ cực trị, giao điểm, tiệm cận… Giao diện dễ sử dụng, có hỗ trợ tiếng Việt nên rất tiện dụng cho giáo viên.
Quá trình dùng phần mềm Geogebra để xây dựng bài tập đồ thị vật lí, tôi nhận thấy có thể dùng phần mềm để tạo ra một thư viện đồ thị vật lí cơ bản, từ đó giáo viên có thể dùng nó để sáng tạo bài tập hoặc nhân bản bài tập cho học sinh một cách dễ dàng. Từ kinh nghiệm của bản thân, tôi xin phép được giới thiệu cách tạo ra thư viện đồ thị vật lý cơ bản trong chương trình vật lí 12 - THPT bằng phần mềm Geogebra và cách dùng nó để sáng tạo bài tập đồ thị thông qua đề tài “Sáng tạo bài toán đồ thị trong chương trình vật lí 12, bằng phần mềm Geogebra”. 1 skkn PHẦN II: NỘI DUNG I. Phần mềm Geogebra 1.
Giới thiệu phần mềm Geogebra Geogebra dùng để vẽ các hình học đơn giản như điểm, đoạn thẳng, đường thẳng. Đặc điểm quan trọng nhất của phần mềm Geogebra là khả năng tạo ra sự gắn kết giữa các đối tượng hình học. Đặc điểm này giúp cho phần mềm có thể vẽ được hình rất chính xác và có khả năng tương tác như chuyển động nhưng vẫn giữ được mối quan hệ giữa các đối tượng. Hơn nữa Geogebra cũng có thể nhập và thao tác với phương trình và tọa độ, cũng như tạo các điểm, đường thẳng, véc-tơ, đường cô-níc, đồ thị tất cả các loại hàm số.
Geogebra cũng cho phép người dùng đưa vào một số câu lệnh như Root hoặc Sequence giúp giải các phương trình phức tạp một cách đơn giản và dễ dàng hơn. Với tất cả những đặc điểm trên, Geogebra hiện đang là một trong những phần mềm toán học được yêu thích nhất trên thế giới và đã nhận được nhiều giải thưởng quý giá. Nó đã mang lại những cải tiến vượt bậc và hỗ trợ đắc lực trong quá trình giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh trên toàn thế giới. Ưu điểm của phần mềm Geogebra - Phần mềm toán học này hoàn toàn miễn phí và hỗ trợ hiệu quả trong công việc học tập, giảng dạy và đánh giá.
- Giao diện dễ dàng sử dụng và khả năng tương tác đầy đủ với nhiều tính năng mạnh mẽ. - Truy cập nhiều nguồn tài nguyên tại www.org - Có sẵn ở nhiều ngôn ngữ, bao gồm cả: tiếng Việt. - Thích ứng tốt với bất kỳ chương trình dạy học hoặc dự án nào. - Được sử dụng bởi hàng triệu người trên khắp thế giới.
Nhược điểm của phần mềm Geogebra - Nhược điểm lớn nhất của Geogebra là: Khá phức tạp cho người mới bắt đầu. Hướng dẫn tải về và cài đặt phần mềm Geogebra Để tải phần mềm người dùng chỉ cần vào google gõ: “Geogebra 2019”, sẽ xuất hiện trang như hình dưới. 2 skkn Tiếp theo chọn: “GeoGebra - hãy tải về miễn phí phiên bản mới nhất 2019”, màn hình sẽ hiển thị như sau. Lúc này chỉ cần chọn: “Tải về ngay”, chúng ta sẽ tải được phần mềm Geogebra về máy tính.
Để cài đặt phần mềm chỉ cần kích đúp chuột vào biểu tượng sẽ xuất hiện cửa sổ: Chọn: “Next”. 3 skkn Chọn: “I Agree”. Như vậy, chúng ta đã cài đặt xong phần mềm Geogebra trên máy tính của mình. Hướng dẫn sử dụng phần mềm Geogebra để vẽ đồ thị hàm số Bước 1: Mở phần mềm.
4 skkn Bước 2: Nhập hàm số vào khung nhập lệnh. Ví dụ: Vẽ đồ thị hàm số y = 3cos(2πx + π/3) Nếu muốn đồ thị hiển thị trong vùng giá trị nào thì vào ô nhập lệnh gõ vùng giá trị đó. Chẳng hạn trong đồ thị trên muốn hiển thị vùng: [0; 2,5], thì nhập: neu(0≤x≤2. Kết thúc nhấn enter sẽ cho kết quả: Muốn chỉnh sửa hiển thị trục tọa độ, lưới, hình ảnh đồ thị… thì chỉ việc vào các thẻ tương ứng và tùy chọn.
Muốn vẽ thêm đồ thị trên cùng hệ trục thì tiếp tục nhập hàm số mới vào ô nhập lệnh tiếp theo.Ví dụ: vẽ thêm đồ thị hàm số y = 2cos(2πx - π/6) trên đoạn [0;3] thì nhập: neu(0≤x≤3, 2cos(2πx - π/6)). Nhấn enter sẽ cho kết quả: 5 skkn Bước 3: Lưu đồ thị đã vẽ được. Vào mục “Hồ sơ” chọn”Lưu lại” hoặc dùng tổ hợp phím: Ctrl và S Đánh tên đồ thị cần lưu và lưu vào thư mục để sử dụng. Bước 4: Xuất hình ảnh đồ thị ra trang Word.
Vào “Hồ sơ” chọn “chỉnh sửa” sau đó chọn “sao chép vùng làm việc vào bộ nhớ” cuối cùng vào trang Word và dán hình ảnh vào vị trí lựa chọn. Hình ảnh dễ dàng chỉnh sửa kích thước và có thể chèn thêm thông số nếu cần. Các dạng đồ thị trong chương trình vật lí 12 4. Đồ thị hình Sin Các đại lượng vật lí phụ thuộc thời thời gian theo hàm số cosin: - Li độ, vận tốc, gia tốc, lực kéo về của vật dao động điều hòa.
- Li độ sóng cơ hình sin. - Điện tích trên tụ, dòng điện qua cuộn cảm, điện áp giữa hai bản tụ của mạch dao động điện từ lý tưởng LC. 6 skkn - Điện áp tức thời, cường độ dòng điện tức thời của mạch RLC nối tiếp. Đồ thị biểu diện sự phụ thuộc của các đại lượng vật lí kể trên theo thời gian đều có chung một dạng như hình vẽ (H.
Động năng, thế năng của vật dao động điều hòa và năng lượng điện trường, năng lượng từ trường trong mạch dao động điện từ lý tưởng biến thiên tuần hoàn theo thời gian, dạng đồ thị như hình vẽ (H. Lực đàn hồi tác dụng lên vật nặng của con lắc lò xo treo thẳng đứng biển thiên tuần hoàn theo thời gian, dạng đồ thị như hình vẽ (H. Đồ thị thế năng đàn hồi của con lắc lò xo treo thẳng đứng 4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của a,v, Fkv, Wđ, Wt, Wđh theo x 7 skkn 4.
Đồ thị lực đàn hồi phụ thuộc li độ x hoặc chiều dài l của lò xo ȁ đℎȁ ȁ đℎȁ 4. Đồ thị công suất của mạch RLC 4. Đồ thị điện áp trên các phần tử của mạch RLC nối tiếp UR 4. Đồ thị liên quan đến hệ số công suất cosφ 8 skkn II.
Những thực trạng trong dạy và học bài toán đồ thị vật lí Bài toán đồ thị là bài toán đòi hỏi học sinh vận dụng kiến thức tổng hợp, có khả năng phân tích, đọc đồ thị mới giải quyết được vấn đề. Để giúp học sinh giải quyết tốt các bài toán đồ thị, giáo viên cần có một hệ thống bài tập đa dạng. Tuy nhiên hiện nay các tài liệu về bài toán đồ thị trong vật lí không nhiều, việc nhân bản hoặc sáng tạo mới bài toán đồ thị đối với đa số giáo viên đang gặp khó khăn, đặc biệt là việc vẽ đồ thị và thiết kế bài toán đồ thị. Qua tìm hiểu tôi nhận thấy đa số giáo viên đều cho rằng rất mất thời gian để xây dựng một bài toán đồ thị, vì ngoài kiến thức lý thuyết thì việc vẽ đồ thị phù hợp, chính xác, xác định cực trị, giao điểm… mất thời gian và khó thực hiện nên rất ngại xây dựng hệ thống loại bài tập này.
Về phía học sinh, đa số đều ngại giải bài toán đồ thị vì các em ít được làm loại toán này, không được rèn luyện nhiều nên kỹ năng xử lý bài toán yếu. Nguyên nhân bắt nguồn từ chỗ thiếu hệ thống bài tập rèn luyện. Thực tế, học sinh chỉ được làm các bài toán đồ thị trong đề thi thử một số trường hoặc đề thi THPT Quốc gia đã thi. Để có kết luận chính xác về thực trạng nói trên tôi đã tiến hành khảo sát học sinh lớp 12 và giáo viên các trường THPT Huỳnh Thúc Kháng, THPT Hà Huy Tập, THPT Đô Lương 1.
PHIẾU KHẢO SÁT HỌC SINH Trường: …………………………………….