TIỂU LUẬN KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC VẬT LÍ

Phần mềm1.1 Khái niệm phần mềm Phần mềm máy tính hay gọi tắt là Phần mềm là một tập hợp những câu lệnh hoặc chỉ thị được viết bằng một hoặc nhiều ngôn ngữ lập trình theo một trật tự xác

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

-TIỂU LUẬN KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM DẠY HỌC

Mục lục

1 Phần mềm 2

1.1 Khái niệm phần mềm 2

1.2 Đặc điểm của phần mềm 2

1.3 Phân loại phần mềm 2

2 Phần mềm analyse 4

2.1 Chức năng của phần mềm phân tích video 4

2.2 Phần mềm phân tích video hỗ trợ xây dựng tình huống có vấn đề , tạo hứng thú nhận thức trong dạy học các quá trình vật lí biến đổi nhanh 5

2.3 Phần mềm phân tích video hỗ trợ hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học các quá trình vật lí biến đổi nhanh 6

2.4 Sản phẩm 8

3 Phần mềm SPSS 10

3.1 Khái niệm 10

3.2 Chức năng chính của SPSS 11

3.3 Cách sử dụng phần mềm SPSS 11

3.4 Sản phẩm 17

1 Phần mềm

1.1 Khái niệm phần mềm

Phần mềm máy tính hay gọi tắt là Phần mềm là một tập hợp những câu lệnh

hoặc chỉ thị được viết bằng một hoặc nhiều ngôn ngữ lập trình theo một trật tự xác định, và các dữ liệu hay tài liệu liên quan nhằm tự động thực hiện một số nhiệm vụ hay chức năng hoặc giải quyết một vấn đề cụ thể nào đó.

Phần mềm thực hiện các chức năng của nó bằng cách gửi các chỉ thị trực tiếp đến phần cứng hoặc bằng cách cung cấp dữ liệu để phục vụ các chương trình hay phần mềm khác Phần mềm là một khái niệm trừu tượng, nó khác với phần cứng ở chỗ là

"phần mềm không thể sờ hay đụng vào", và nó cần phải có phần cứng mới có thể thực thi được.

1.2 Đặc điểm của phần mềm

Trước đây, để tạo ra chương trình máy tính người ta phải làm việc trực tiếp với các con số 0 hoặc 1 (sử dụng hệ số nhị phân), hay còn gọi là ngôn ngữ máy Công việc này vô cùng khó khăn, chiếm nhiều thời gian, công sức và đặc biệt dễ gây ra lỗi Để khắc phục nhược điểm này, người ta đề xuất ra hợp ngữ, một ngôn ngữ cho phép thay thế dãy 0 hoặc 1 này bởi các từ gợi nhớ tiếng Anh Tuy nhiên, cải tiến này vẫn còn chưa thật thích hợp với đa số người dùng máy tính, những người luôn mong muốn các lệnh chính là ý nghĩa của các thao tác mà nó mô tả Vì vậy, ngay từ những năm 1950, người ta đã xây dựng những ngôn ngữ lập trình mà câu lệnh của nó gần với ngôn ngữ

tự nhiên Các ngôn ngữ này được gọi là ngôn ngữ lập trình bậc cao.

Chương trình máy tính thường được tạo ra bởi con người, những người này được gọi là lập trình viên, tuy nhiên cũng tồn tại những chương trình được sinh ra bởi các chương trình khác.

1.3 Phân loại phần mềm

1.3.1 Theo phương thức hoạt động

Phần mềm hệ thống dùng để vận hành máy tính và các phần cứng máy tính,

ví dụ như các hệ điều hành máy tính Windows, Linux, Unix, các thư viện động (còn gọi là thư viện liên kết động; tiếng Anh: dynamic linked library - DLL) của hệ điều hành, các trình điều khiển (driver), phần sụn (firmware) và BIOS Đây là các loại phần mềm mà hệ điều hành liên lạc với chúng để điều khiển và quản lý các thiết bị phần cứng.

Phần mềm ứng dụng để người sử dụng có thể hoàn thành một hay nhiều công việc nào đó, ví dụ như các phần mềm văn phòng (Microsoft Office, OpenOffice), phần mềm doanh nghiệp, phần mềm quản lý nguồn nhân lực, phần mềm giáo dục, cơ sở dữ liệu, phần mềm trò chơi, chương trình tiện ích, hay các loại phần mềm độc hại.

Các phần mềm chuyển dịch mã bao gồm trình biên dịch và trình thông dịch: các loại chương trình này sẽ đọc các câu lệnh từ mã nguồn được viết bởi các lập trình viên theo một ngôn ngữ lập trình và dịch nó sang dạng ngôn ngữ máy mà máy tính có thể hiểu đưọc, hay dịch nó sang một dạng khác như là tập tin đối tượng (object file) và các tập tin thư viện (library file) mà các phần mềm khác (như hệ điều hành chẳng hạn)

có thể hiểu để vận hành máy tính thực thi các lệnh.

Các nền tảng công nghệ như NET,

1.3.2 Theo khả năng ứng dụng

Những phần mềm không phụ thuộc, nó có thể được bán cho bất kỳ khách hàng nào trên thị trường tự do Ví dụ: phần mềm về cơ sở dữ liệu như Oracle, đồ họa như Photoshop, Corel Draw, soạn thảo và xử lý văn bản, bảng tính, Ưu điểm: Thông thường đây là những phần mềm có khả năng ứng dụng rộng rãi cho nhiều nhóm người

sử dụng Khuyết điểm: Thiếu tính uyển chuyển, tùy biến.

Những phần mềm được viết theo đơn đặt hàng hay hợp đồng của một khách hàng

cụ thể nào đó (một công ty, bệnh viện, trường học, ) Ví dụ: phần mềm điều khiển, phần mềm hỗ trợ bán hàng, Ưu điểm: Có tính uyển chuyển, tùy biến cao để đáp ứng được nhu cầu của một nhóm người sử dụng nào đó Khuyết điểm: Thông thường đây

là những phần mềm ứng dụng chuyên ngành hẹp

2 Phần mềm analyse

2.1 Chức năng của phần mềm phõn tớch video

Đây là một chơng trình máy tính đợc lập dùng để thựchiện các chức năng cơ bản sau:

- Quay lại các tệp phim video.

Ngoài chức năng cho chạy ở tốc độ bình thờng, chơngtrình cho phép duyệt từng ảnh một (từng frame) Với chứcnăng này, học sinh có thể quan sát diễn biến của quá trìnhxảy ra một cách chi tiết, rõ ràng

Ví dụ nh quan sát chuyển động rơi tự do, đầu tiên các

em có thể quan sát chuyển động rơi một cách bình thờng,sau đó cho chuyển động từng ảnh (mỗi ảnh cách nhau nhữngkhoảng thời gian nh nhau) học sinh có thể sơ bộ nhận thấychuyển động của vật là nhanh dần Tơng tự nh vậy với cáchiện tợng khác nh va chạm, dao động điều hoà

- Xác định vị trí của vật tại các thời điểm trong quá trình chuyển động sau những khoảng thời gian bằng nhau

Khoảng thời gian giữa 2 ảnh kế tiếp trong tệp phim đợcbiết trớc tuỳ vào dạng format của tệp phim Chơng trình chophép xác định vị trí của vật tại các thời điểm sau nhữngkhoảng thời gian bằng nhau khá đơn giản bằng cách sử dụng

"chuột" Để làm việc đó, trớc hết là cần xác định thang đo,chọn gốc toạ độ sau đó dùng chuột kích vào vị trí của vật ởtừng cảnh trên màn hình Toạ độ của vật tại vị trí đó sẽ đợc

tự động điền vào bảng số liệu bên cạnh Học sinh có thể quansát đợc các số liệu điền vào bảng

- Phân tích kết quả và hỗ trợ học sinh trong quá trình t duy xây dựng kiến thức.

Với các dữ liệu thu đợc trong bảng, chơng trình cho phép

vẽ các đồ thị để rút ra kết luận về dạng chuyển động của vậtcũng nh tính toán các đại lợng của chuyển động nh vận tốc,gia tốc Để có thể khẳng định chính xác dạng chuyển độngcủa vật, chơng trình có các hàm chuẩn với đồ thị chuẩn để

2.2 Phần mềm phõn tớch video hỗ trợ xõy dựng tỡnh huống cú vấn đề , tạo hứng thỳ nhận thức trong dạy học cỏc quỏ trỡnh vật lớ biến đổi nhanh

- Nhờ chức năng quay chậm lại các tệp phim video và khảnăng có thể cho phim dịch theo từng cảnh mà học sinh có thểquan sát một cách tỷ mỷ quá trình chuyển động nhanh hay vachạm của các vật Chỉ có thể thông qua quan sát nh vậy họcsinh mới có thể phần nào hình dung đợc hình nh trong quátrình đó có một quy luật hay một mối liên hệ nào đó và nảysinh nhu cầu tìm hiểu chúng Cũng qua việc quan sát nh vậycho học sinh một cảm giác rằng với khả năng của bản thânmình có thể tự khám phá đợc quy luật hay mối liên hệ ấy vàsẵn sàng thực hiện nhiệm vụ

Ví dụ khi học sinh đợc quan sát tỷ mỷ các tệp phim ghi vachạm giữa hai vật với khối lợng và vận tốc khác nhau, học sinh

có thể sơ bộ thấy đợc vận tốc của các vật sau va chạm hình

nh chịu ảnh hởng rất lớn của khối lợng của chúng Tất nhiên,

điều đó có tác dụng kích thích trí tò mò của học sinh, mongmuốn đợc khám phá xem sự ảnh hởng đó nh thế nào và bắttay ngay vào công việc

- Để tạo hứng thú nhận thức cho học sinh, chúng ta có thể

tổ chức cho học sinh hoạt động trong thực tế nh chơi bóngtrong giờ thể dục, giáo viên ghi hình để tổ chức thành tệpphim chuyển động của quả bóng cần nghiên cứu Trong giờhọc, đợc phân tích chính những hoạt động trớc đây củamình (hoặc bạn mình) luôn luôn có tác động lớn đến trí tò

mò và mông muốn khám phá của học sinh

2.3 Phần mềm phõn tớch video hỗ trợ hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học cỏc quỏ trỡnh vật lớ biến đổi nhanh

- Sau khi ý thức đợc nhiệm vụ nghiên cứu, học sinh có thể

sử dụng phần mềm để xác định tọa độ của các vật chuyển

động trong tệp phim tại mỗi thời điểm và thu đợc một bảng

số liệu Căn cứ vào bảng đó học sinh có thể sơ bộ đa ranhững nhận xét ban đầu và trớc hết có thể thấy đợc kết quảnày có phù hợp với những dự đoán ban đầu hay không Nếu cóphù hợp thì tiếp tục xử lý để đi đến kết luận, nếu không phùhợp thì căn cứ vào bảng này mà đa ra giả thuyết tiếp theo

- Từ các dữ liệu thu đợc, phần mềm cho phép học sinhnhanh chóng vẽ đợc đồ thị biểu diễn mối liên hệ đang nghiêncứu Đồ thị này có tác dụng rất lớn trong việc giúp cho học sinh

có một cái nhìn khái quát về quy luật biến đổi của các đại

l-ợng, từ đó có thể khẳng định hay bác bỏ giả thuyết và đa rakết luận.

- Để định hớng hoạt động của học sinh, khi xây dựngphần mềm chúng ta có thể lồng ghép những câu hỏi gợi ý,giúp cho học sinh có thể giải quyết đợc những khó khăn gặpphải trong quá trình làm việc độc lập với máy vi tính

Với việc sử dụng phần mềm video, chúng ta có thể tổchức cho học sinh tham gia vào hoạt động chiếm lĩnh kiếnthức trong qua trình học tập những chuyển động cơ học códiễn biến nhanh và phức tạp mà các phơng tiện dạy học kháckhông giải quyết đợc Nhất là các quá trình có nhiều hơn mộtvật chuyển động nh sự va chạm đàn hồi, tổng hợp dao độnghoặc khi muốn so sánh hai chuyển động biến đổi nào đó

Đây là u thế đặc biệt của máy vi tính và phần mềm phântích phim video Do một tệp phim ghi quá trình chuyển độngcủa chúng có thể đợc quay lại nhiều lần nên phần mềm có thểlần lợt xác định toạ độ của từng vật tại mỗi thời điểm, thôngqua đó mà học sinh có thể dễ dàng phân tích, so sánh và rút

ra kết luận

Với khả năng cho phép thu thập dữ liệu và xử lý rất nhanhmột khối lợng lớn, nhanh chóng vẽ đợc đồ thị thực nghiệm nênmáy vi tính và phần mềm phân tích phim không những hỗ trợcho học sinh nghiên cứu đợc những chuyển động và quá trìnhvật lý phức tạp, mà điều đặc biệt quan trọng là thông quaviệc sử dụng phần mềm này chúng ta có thể tổ chức cho họcsinh hoạt động chiếm lĩnh kiến thức theo đúng phơng phápthực nghiệm, một phơng pháp nhận thức đặc thù của bộ mônvật lý Điều này, với các phơng tiện dạy học trớc đây cha thực

hiện đợc một cách đầy đủ do điều kiện thời gian của tiếthọc Ví dụ, khi nghiên cứu chuyển động thẳng biến đổi

đều, từ việc đa ra định nghĩa gia tốc, xây dựng công thức

đờng đi, đến việc vẽ đồ thị vận tốc và đồ thị toạ độ trongsách giáo khoa hiện hành tất cả đều bằng suy luận lý thuyết.Các đồ thị đó đều là các đồ thị lý thuyết Sử dụng phầnmềm phân tích phim video trong nghiên cứu, chúng ta có thểrèn luyện cho học sinh xây dựng những kiến thức đó theo ph-

ơng pháp khác, phơng pháp thực nghiệm Bằng phần mềm,học sinh xác định đợc toạ độ của các vật chuyển động, vẽ đồthị thực nghiệm, thông qua đồ thị đó để phân tích nhằmkiểm tra giả thuyết và đa ra kiến thức mới liên qua tới chuyển

động đó

Với sự hỗ trợ của phần mềm phân tích phim video và cáctệp phim quay cảnh thực trong dạy học vật lý, học sinh đợcnghiên cứu các dạng chuyển động và quá trình cơ học thực,rất gần gũi với mình trong cuộc sống hàng ngày Điều nàykhông chỉ tránh đợc tình trạng giáo điều trong dạy học hiệnnay mà tác dụng lớn hơn là học sinh đợc xuất phát từ nhữnghiện tợng quen thuộc quan sát đợc trong cuộc sống hàng ngày

để xây dựng nên kiến thức của mình, những kiến thức đó sẽ

đợc bền vững hơn và việc vận dụng chúng trong các tìnhhuống thực tiễn về sau sẽ dễ dàng và có hiệu quả hơn

Các tệp phim sử dụng trong dạy học về các dạng chuyển

động nhanh nh rơi tự do, ném ngang, ném xiên, va chạm cóthể đợc ghi trực tiếp trong thực tế do chính các em học sinhthực hiện khi chơi bóng sẽ có tác dụng rất lớn không chỉ trongviệc tạo hứng thú nhận thức, mong muốn tự mình khám phá cái

quy luật chuyển động mà mình thờng thực hiện khi chơibóng hàng ngày mà chính cái ấn tợng lúc chơi sẽ giúp đỡ đắclực cho các em giải quyết đợc nhiệm vụ đặt ra trong giờ học.

Sẽ có tác dụng cao hơn nữa khi nghiên cứu các dạngchuyển động phức tạp nếu chúng ta bố trí thí nghiệm trựctiếp trớc ống kính camera nối với máy vi tính ngay trên lớp Mộtchuyển động diễn ra rất nhanh đợc camera ghi lại và ngay tạichỗ ta có một tệp phim của chuyển động đó Với thí nghiệmvừa tiến hành (có thể do giáo viên hoặc do học sinh đợc trựctiếp tiến hành), do chuyển động quá nhanh nên cả lớp khôngthể quan sát một cách rõ ràng Tệp phim vừa ghi sẽ đợc quaychậm lại và nhích theo từng cảnh để học sinh quan sát lại Sau

đó, sử dụng phần mềm phân tích phim video để tiếp tụcnghiên cứu Với phơng pháp thí nghiệm nh vậy, chúng ta cóthể nghiên cứu đợc những quá trình nhanh và phức tạp mà vớicác phơng tiện khác không làm đợc

Sau giờ học, với một hệ thống các tệp phim video đợc giáoviên lựa chọn và giao cho, học sinh có thể sử dụng phần mềm

để tiếp tục các hoạt động của mình trong việc củng cố, mởrộng và nâng cao kiến thức về các hiện trợng, quá trìnhnghiên cứu trên lớp

2.4 Sản phẩm

Khảo sỏt chuyển động nộm xiờn

Đồ thị xOy

Đồ thị v y - t

Đồ thị v x - t

3 Phần mềm SPSS

3.1 Khái niệm

SPSS (Statistical Product and Services Solutions) về bản chất là một phần mềm

thống kê, thông thường dùng trong nghiên cứu xã hội đặc biệt là trong tâm lý học, tiếp

thị và xã hội học Ngoài ra SPSS còn được sử dụng trong nghiên cứu thị trường.

SPSS cung cấp một hệ thống quản lý dữ liệu và khả năng phân tích thống kê với

giao diện thân thiện cho người dùng trong môi trường đồ hoạ, sử dụng các trình đơn

mô tả và các hộp thoại đơn giản

3.2 Chức năng chính của SPSS

- Nhập và làm sạch dữ liệu;

- Xử lý biến đổi và quản lý dữ liệu;

- Tóm tắt, tổng hợp dữ liệu và trình bày dưới các dạng biểu bảng, đồ thị, bản đồ;

- Phân tích dữ liệu, tính toán các tham số thống kê và diễn giải kết quả.

Nội dung chủ yếu của SPSS: 

Nội dung của SPSS rất phong phú và đa dạng bao gồm từ việc thiết kế các bảng biểu và sơ đồ thống kê, tính toán các đặc trưng mẫu trong thống kê mô tả, đến một hệ thống đầy đủ các phương pháp thống kê phân tích như:

+ So sánh các mẫu bằng nhiều tiêu chuẩn tham số và phi tham số (Nonparametric Test), các mô hình phân tích phương sai theo dạng tuyến tính tổng quát (General Linear Models), các mô hình hồi quy đơn biến và nhiều biến, các hồi quy phi tuyến tính (Nonlinear), các hồi quy Logistic;

+ Phân tích theo nhóm (Cluster Analysis);

+ Phân tích tách biệt (Discriminatory Analysis);

+ Và nhiều chuyên sâu khác (Advanced Statistics).

3.3 Cách sử dụng phần mềm SPSS

3.3.1 Khởi động SPSS

- Vào Start à Programs à IBM SPSS Statistics à IBM SPSS Statistics 20

3.3.2Giao diện của SPSS

3.3.3 Thanh menu

• File: tạo file mới, mở các file sẵn có, lưu file, thoát…

• Edit: undo, cắt/dán, tìm kiếm/thay thế

• View: cho hiện dòng trạng thái, thanh công cụ, chọn font chữ, cho hiện giá trị nhập vào (value) hay nhãn ý nghĩa của các giá trị nhập

• Data: định nghĩa biến, thêm biến, xếp thứ tự, ghép file, chia file,

• Transform: tính toán, mã hóa lại biến,

• Analyze: thực hiện các thủ tục thống kê như: tóm tắt dữ liệu, lập bảng tổng hợp, so sánh trung bình, phân tích phương sai, tương quan và hồi quy, phân tích phi tham số, phân tích đa biến,

• Graphs: tạo các biểu đồ và đồ thị

• Utilities: tìm hiểu thông tin về biến, file,

• Window: sắp xếp các cửa sổ làm việc trong SPSS, di chuyển giữa các cửa sổ làm việc,

3.3.4 Nhập dữ liệu

Khai báo biến ở phần Varible View, nhập dữ liệu ở phân Data View