Nội dung chính Khoa học máy tính 12 kết nối bài 30: Ứng dụng mô phỏng trong giáo dục

CHỦ ĐỀ 7: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

BÀI 30: ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG TRONG GIÁO DỤC

HĐ1: Tìm hiểu một số phần mềm mô phỏng trong giáo dục

HĐ2: Thảo luận về lợi ích của phần mềm mô phỏng trong giáo dục

* Các hạn chế khi thực hiện các thí nghiệm trong Hình 30.3 ngoài đời thực có thể bao gồm:

- An toàn: Trong thực tế, việc thực hiện thí nghiệm với các lực và chuyển động có thể gây nguy hiểm cho người tham gia. Ví dụ, việc đặt một vật nặng trên một bề mặt có thể gây chấn thương nếu không thực hiện đúng cách.

- Chi phí và tài nguyên: Thực hiện thí nghiệm ngoài đời thực đòi hỏi chuẩn bị thiết bị, vật liệu, không gian thí nghiệm, và có thể tốn kém về thời gian và tài nguyên.

* Lợi ích của việc sử dụng phần mềm mô phỏng:

- An toàn: Sử dụng phần mềm mô phỏng giúp tránh nguy cơ tai nạn và đảm bảo an toàn cho người tham gia.

- Tiết kiệm thời gian và chi phí: Không cần chuẩn bị vật liệu và không gian thí nghiệm.

- Lặp lại và kiểm soát: Dễ dàng lặp lại thí nghiệm và kiểm tra kết quả.

- Hiệu suất: Tập trung vào nghiên cứu chính và giảm thời gian thực hiện thí nghiệm.

* Các hạn chế khi thực hiện các thí nghiệm trong Hình 30.4 ngoài đời thực có thể bao gồm:

- An toàn và Chi phí:

+ Thực hiện các thí nghiệm trong thực tế có thể gây nguy hiểm cho người tham gia, đặc biệt là trong trường hợp thí nghiệm liên quan đến điện, hóa chất, hoặc các tác nhân nguy hiểm khác.

Cần phải chuẩn bị thiết bị, vật liệu, và không gian thí nghiệm, điều này tốn kém về thời gian và tài nguyên.

- Khả năng lặp lại và Kiểm soát:

+ Trong thực tế, việc lặp lại các thí nghiệm để kiểm tra kết quả và xác định sai số có thể khó khăn.

+ Không thể kiểm soát tất cả các biến số môi trường và tác động từ bên ngoài.

- Thời gian và Hiệu suất:

+ Thực hiện các thí nghiệm trong thực tế có thể mất nhiều thời gian hơn so với việc sử dụng phần mềm mô phỏng.

+ Mô phỏng cho phép tăng hiệu suất và tập trung vào việc nghiên cứu chính.

* Lợi ích của phần mềm mô phỏng:

- An toàn: Không gây nguy hiểm cho người tham gia.

- Tiết kiệm thời gian và chi phí: Không cần chuẩn bị vật liệu và không gian thí nghiệm.

- Lặp lại và Kiểm soát: Dễ dàng lặp lại thí nghiệm và kiểm tra kết quả.

- Hiệu suất: Tập trung vào nghiên cứu chính và giảm thời gian thực hiện thí nghiệm.

Khung kiến thức

Có rất nhiều phần mềm mô phỏng miễn phí trong lĩnh vực giáo dục có thể sử dụng trực tuyến hoặc tải về máy tính. Một số phần mềm có hỗ trợ tiếng Việt.

Hoạt động: Thực hành: Sử dụng phần mềm mô phỏng trong giáo dục.

Nhiệm vụ 1: Sử dụng phần mềm mô phỏng toán học

- Các bước thực hành sử dụng phần mềm:

Bước 1: Truy cập trang web https://phet.colorado.edu/vi/.

Bước 2: Trên trang chủ của PhET, nháy chuột chọn biểu tượng môn Toán để mở danh sách các phần mềm mô phỏng toán học.

Bước 3: Nháy chuột chọn mô phỏng Vòng tròn lượng giác (Hình 30.6).

Bước 4: Đọc hiểu các thông tin giới thiệu về phần mềm. Sau đó, nháy chuột chọn nút (Hình 30.7) để kích hoạt mô phỏng.

Bước 5: Tương tác với phần mềm mô phỏng bằng cách thay đổi các thông số (Hình 30.9). Ghi lại khoảng 5 kết quả quan sát được vào bảng theo mẫu ở Hình 30.8.

Bước 6: Thảo luận và nhận xét về lợi ích cũng như tính ứng dụng của mô phỏng Vòng tròn lượng giác. So sánh việc thực hiện mô phỏng tương tự ở phần mềm khác, chẳng hạn GeoGebra.

Nhiệm vụ 2: Khám phá mô phỏng khoa học

- Các tiến hành:

+ Bước 1. Truy cập trang chủ của PhET và nháy chuột chọn biểu tượng môn thuộc lĩnh vực khoa học mà em thích.

+ Bước 2. Nháy chuột chọn một phần mềm mô phỏng trong bộ sưu tập của môn học đó mà em muốn khám phá.

+ Bước 3. Quan sát, tương tác và thảo luận để trả lời các câu hỏi:

1. Có thể thay đổi các thông số nào của phần mềm?

2. Tương tác với phần mềm bằng cách nào?

3. Kết quả của phần mềm bao gồm những gì?

4. Lợi ích của phần mềm này là gì?

5. Những hạn chế nếu có khi tạo ra thí nghiệm này ngoài đời thực là gì?

- Gợi ý một vài tương tác có thể thực hiện khi chọn mô phỏng các dạng năng lượng và chuyển hoá năng lượng:

- Nháy chuột vào nút ở vị trí bên dưới, chính giữa màn hình, mô hình ảo sẽ hoạt động, cho thấy sự chuyển hoá năng lượng:

Khi đạp xe, hoá năng có trong thức ăn được chuyển thành cơ năng . Cơ năng làm quay máy phát điện (điện năng ). Điện năng làm nóng dây may so, sinh ra nhiệt năng .