Sử dụng hệ thống bài tập Vật Lý chương "các định luật bảo toàn" Vật lí lớp 10 nâng cao theo hướng phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh

các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Tác giả Trần Xuân Kế DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BT : Bài tập BTVL : Bài tập vật lý ĐC : Đối chứng DHNVĐ : Dạy học nêu vấn đề GV : Giáo viên HS : Học sinh ĐLBT : Định luật bảo toàn ĐLBTĐL : Định luât bảo toàn động lượng ĐLBTCN : Định luật bảo toàn cơ năng LLDH : Lí luận dạy học NXB : Nhà xuất bản PPDH : Phương pháp dạy học QTDH : Quá trình dạy học SBT : Sách bài tập SGK : Sách giáo khoa TN : Thực nghiệm THPT : Trung học phổ thông TNSP : Thực nghiệm sư phạm VL : Vật lý DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Các hoạt động GV HS Nói ? Hỏi Làm TN Trao đổi với HS HS làm việc nhóm HS lên bảng HS viết, vẽ HS đọc SGK DANH MỤC CÁC BẢNG Δ ? Δ V ĐS MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Trong những năm gần đây, việc đổi mới công tác giáo dục diễn ra rất sôi động trên thế giới và ở nước ta. Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước ta đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi mới một cách mạnh mẽ, sâu sắc, toàn điện để đào tạo ra những con người có đầy đủ phẩm chất, năng lực, kiến thức, đáp ứng được những yêu cầu của đất nước trong tình hình mới. Điều này đã được khẳng định trong các nghị quyết Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa VII, VIII và được thể chế hóa thành Luật giáo dục. Trong Luật giáo dục (ban hành năm 2005), điều 28 nêu rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú cho học sinh.”. Trong những định hướng ấy thì việc phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh là cơ bản, nó làm cơ sở để thực hiện những định hướng tiếp theo. Đó cũng chính là mục tiêu chính trong việc đổi mới phương pháp dạy học của nước ta hiện nay. Hòa chung với xu thế của việc đổi mới phương pháp dạy học của các môn học ở trường phổ thông thì phương pháp dạy học vật lý cũng đã có những đổi mới đáng kể. Trong dạy học vật lý ở trường phổ thông, bài tập vật lý (BTVL) từ trước đến nay luôn giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý bởi những tác dụng tích cực của nó: - BTVL là một phương tiện để ôn tập, cũng cố kiến thức lí thuyết đã học một cách sinh động và có hiệu quả. - BTVL là một phương tiện rất tốt để rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh. - BTVL là một phương tiện rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đời sống. - Thông qua hoạt động giải BTVL có thể rèn luyện cho học sinh những đức tính tốt như tinh thần tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vượt khó. - BTVL là một phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh. - BTVL có thể được sử dụng như là một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới trong giai đoạn hình thành kiến thức mới cho học sinh giúp cho học sinh lĩnh hội được kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc. Vì vậy, để quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông đạt hiệu quả cao, phát huy được tính tích cực và sáng tạo của học sinh nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học thì việc giảng dạy BTVL ở trường phổ thông cũng phải có sự thay đổi, nhất là về cách thức tổ chức, giao nhiệm vụ (BTVL) cho học sinh làm việc. Nghiên cứu thực tế việc giảng dạy BTVL ở các trường phổ thông cho thấy cách làm việc của thầy và trò xung quanh vấn đề giải bài tập vẫn còn mang nặng tính hình thức và theo lối mòn: hết bài học, thầy cho một số bài tập, hôm sau chữa các bài tập đó...Vì thế, qua các kì thi, các thí sinh không đạt yêu cầu là những em không giải được bài tập, nếu như những bài tập ấy không theo những dạng thông thường mà các em đã quen biết. Thực ra thì cách thi này cũng sẽ được dần dần thay thế bằng những hình thức thi khác mà trong đó không có những bài tập phức tạp, mang tính đánh đố. Tuy nhiên, không vì thế mà tác dụng của BTVL lại mất đi mà ngược lại, các thế mạnh của BTVL sẽ được phát huy nhiều hơn, nếu như chúng ta có nhiều hình thức sử dụng BTVL trong dạy học vật lý phong phú hơn, có tiêu chí hơn, nhằm phát huy tính tích cực và sáng tạo học tập, đạt hiệu quả cao. Nếu đầu tư suy nghĩ, vận dụng các lí thuyết các PPDH tích cực, chúng ta có thể “phá vỡ lối mòn” lâu nay trong việc sử dụng BTVL để có thể đạt được mục tiêu này. Trong chương trình vật lý lớp 10 nâng cao thì chương “Các định luật bảo toàn” là chương quan trọng không những về mặt lí thuyết mà còn có ý nghĩa trong thực tế. Như vậy, để việc dạy học chương này có hiệu quả, ta cần có một sự nghiên cứu cặn kẻ về nội dung chương trình, phương pháp giảng dạy; trong đó, việc sử dụng BT là vấn đề mà chúng tôi hướng tới. Chính vì lý do trên mà tôi chọn đề tài “Sử dụng hệ thống bài tập vật lý chương “Các định luật bảo toàn” vật lý lớp 10 nâng cao theo hướng phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh ”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Đề tài này nhằm hướng tới những mục tiêu sau: - Nghiên cứu lí luận, tìm hiểu sâu về lí thuyết các phương pháp dạy học tích cực cũng như việc tổ chức thực hiện chúng. - Phân tích cơ sở và phân loại các BTVL chương “Các định luật bảo toàn" vật lý lớp 10 nâng cao để vận dụng vào các PPDH tích cực, tìm kiếm các hình thức tổ chức cho HS sử dụng các loại BT ấy sao cho phát huy hết các ưu thế của chúng. 3. Giả thuyết khoa học 3.1. Giả thuyết 1: Nếu phân tích một cách cụ thể tính năng, hình thức của các BTVL cùng với việc kế thừa những người đi trước thì có thể tìm ra những cơ sở để phân loại chúng một cách đơn giản, phù hợp với cách tổ chức các PPDH tích cực, khai thác hết các tính năng, tác dụng của BTVL trong quá trình dạy học vật lý (VL) Một cách có chủ ý hoặc không có chủ ý, các giáo viên (GV) VL ở các Trường THPT cũng đã “ngầm” phân loại các BTVL, ví dụ: BTVL định tính, BTVL định lượng, BT đồ thị.. Tuy nhiên, việc phân loại ấy cũng chỉ dựa trên hình thức của các BT và cũng chỉ là để gọi tên mà thôi. Có thể ở đây, chúng tôi cũng dùng lại những cái tên ấy, song chúng tôi muốn có những cơ sở hợp lí (nhưng không cầu kì) để phân loại chúng. Nhưng cái cơ bản hơn là việc phân loại các BTVL có chủ đích, nhằm vận dụng thích hợp vào các PPDH tích cực theo ý đồ cụ thể về lí luận dạy học. Chúng tôi sẽ đưa ra một hệ thống bài tập cho chương “Các định luật bảo toàn” vật lý lớp 10 nâng cao với tính cách vừa là ví dụ cho việc nghiên cứu lí thuyết vừa là một kết quả nghiên cứu cụ thể của đề tài. 3.2. Giả thuyết 2: Nếu nghiên cứu kĩ về lí thuyết và thực tế ứng dụng các PPDH tích cực, có thể tìm thấy những cách thức sử dụng các loại BTVL nhằm phát huy được tính tích cực, sáng tạo của HS trong học tập vật lý. Khi nói đến bài tập vật lý thì không một ai có thể phủ nhận những đóng góp to lớn của nó đối với hiệu quả của quá trình dạy học VL. Tuy nhiên, không ít HS “sợ” làm BTVL. Nguyên nhân là: tính toán nhiều, khó suy nghĩ (nhất là những BT tổng hợp, đòi hỏi suy luận logic cao). Loại trừ những HS kém, không học và không hiểu lí thuyết, những HS khác dù có làm được các BT do thầy cho cũng chưa cảm thấy thích làm công việc “khô khan” này. Thực trạng việc sử dụng BTVL ở các trường phổ thông đã lộ ra nhiều hạn chế, trong đó ta phải kể đến việc giáo viên chưa khai thác thế mạnh của từng loại BT, chưa chú ý đúng mức đến các trường hợp trao BTVL cho HS, chưa tận dụng các tình huống, chưa có nhiều bài có ý nghĩa thực tế...cho nên các em làm nhưng không thấy hứng thú với công việc. Từ thực tế đó, tác giả nhận thấy cần phải có một sự nghiên cứu toàn diện ở cả hai mặt lý luận và thực tiễn về bài tập vật lý, cũng như các PPDH tích cực để tìm ra được các cách sử dụng BTVL hữu hiệu. Nếu kết quả của việc nghiên cứu là tìm ra được cách xây dựng hệ thống các BTVL ở trong trường THPT và vận dụng tốt nó vào trong quá trình dạy học Vật lý cụ thể thì đây có thể sẽ là một đóng góp mới cho việc thay đổi PPDH ở nhà trường, phát huy được tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh góp phần nâng cao hiệu quả dạy học vật lý. 4. Đối tượng, phạm vi và nhiệm vụ nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là HS lớp 10 ban nâng cao trường THPT Lê Lợi - Thành phố Sóc Trăng - Tỉnh Sóc Trăng - Phạm vi nghiên cứu: Chương “Các định luật bảo toàn ” vật lý lớp 10 nâng cao - Đề tài có những nhiệm vụ cụ thể như sau : . Nghiên cứu thực trạng vấn đề sử dụng BTVL ở một số Trường THPT trên địa bàn tỉnh Sóc Trăng . Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập vật lý: Tác dụng, phân loại, phương pháp giải, việc lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý. . Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh thông qua các PPDH tích cực. . Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn, đưa ra tiêu chuẩn phân loại hệ thống BTVL chương “ Các định luật bảo toàn ” vật lý lớp 10 nâng cao. . Vận dụng hệ thống BTVL vào các PPDH tích cực và thực nghiệm đề tài ở Trường THPT Lê Lợi - Thành phố Sóc Trăng - Tỉnh Sóc Trăng . Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm . Đưa ra qui trình sử dụng các BTVL trong quá trình dạy học VL 5. Các phương pháp nghiên cứu Để thực hiện các nhiệm vụ nêu trên chúng tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu cơ bản sau đây: - Nghiên cứu thực tiễn để tìm kiếm những cái đã đạt và chưa đạt để vừa kế thừa những kinh nghiệm quí báu của các đồng nghiệp, vừa có ý tưởng thay đổi việc sử dụng các BTVL trong quá trình dạy học VL ở trường THPT. - Nghiên cứu lí thuyết để thiết lập cơ sở phân loại BTVL và đề xuất biện pháp sử dụng có hiệu quả hệ thống BTVL - Thực nghiệm sư phạm cùng với sự hỗ trợ của các phương pháp quan sát, thăm dò, thống kê toán học để đánh giá hiệu quả của đề tài. 6. Giải thích một số khái niệm dùng trong đề tài Trong luận văn này, tác giả sẽ sử dụng một số từ ngữ, khái niệm thông dụng nhưng mang tính chất chuyên biệt của đề tài. Các khái niệm ấy sẽ thông báo dưới đây để người đọc hiểu chính xác hơn ý tưởng và nội dung công việc của tác giả: * Định hướng: Trong đề tài này chúng tôi có sử dụng từ “Định hướng” (5 định hướng của Marzano). Nguyên bản tiếng Anh của tác giả là “Dimension”. Đó là yêu cầu mà tác giả đưa ra để người giáo viên chú ý khi soạn giáo án cho bài giảng, hướng các hoạt động của HS vào các công đoạn và công việc cụ thể nhằm phát triển trí tuệ HS. Các định hướng này thể hiện rõ vai trò chỉ đạo của người thầy trong QTDH. * Phương pháp dạy học tích cực: Các PPDH phát huy tối đa các hoạt động trí tuệ (kể cả các hoạt động cơ bắp cần thiết). Trong đề tài này, tác giả đã nghiên cứu và sử dụng các PPDH tích cực như: PPDH nêu vấn đề, PPDH theo nhóm, PPDH khám phá cho vấn đề sử dụng bài tập trong giờ học. * Hệ thống bài tập: Hệ thống bài tập là các bài tập được sắp xếp (phân loại) theo một cơ sở nào đó. Đã có nhiều tác giả làm việc này. Kế thừa các tác giả tiền bối và cũng có ý đồ riêng của người thực hiện đề tài này, các bài tập vật lí được phân chia thành 4 nhóm BTVL để sử dụng. * Khâu học tập: Thời gian dành cho việc “hoàn thiện” một bài học vật lý. Trong bài, tác giả đã phân thời gian này thành hai khâu: Khâu học ở lớp và khâu học ở nhà. Với khái niệm này, tác giả đã liên hoàn sử dụng BTVL không những cho một bài học mà còn có ý đồ làm cho khâu ở nhà nối tiếp với khâu thứ nhất của giờ học kế tiếp. Điều đó đồng nghĩa với việc làm cho các bài học vật lý là một dãy kiến thức được nối tiếp bởi các khâu học tập ở nhà: vừa thực hiện nhiệm vụ của bài học trên lớp trước đó vừa chuẩn bị cho bài học kế tiếp mà chủ yếu là dùng các loại BTVL.. * Các giai đoạn lí luận dạy học của tiết học (khâu học tập thứ nhất): Tiết học được chia làm 4 giai đoạn, thời gian kéo dài của mỗi giai đoạn không giống nhau. Điều đặc biệt là mỗi giai đoạn chiếm giữ một ý nghĩa riêng về mặt lí luận dạy học song tất cả đều nhằm cải thiện tình hình học tập trên lớp * Thử nghiệm: Thử nghiệm là một cuộc thực nghiệm nhỏ nhằm kiểm tra sơ bộ các đề xuất về mặt lí thuyết. Về cơ bản, các đề xuất là đúng vì chúng xuất phát từ những nghiên cứu lí thuyết đúng đắn, những ý đồ sư phạm phù hợp. Do giới hạn về thời gian, năng lực tài chánh của người nghiên cứu và hoàn cảnh thực tế mà những đề xuất chỉ được đưa vào tiết học với qui mô nhỏ để chứng tỏ ở một góc độ nào đó có thể công nhận các đề xuất mới. Nói tóm lại, thử nghiêm cũng thực hiện đầy đủ các công đoạn của một cuộc thực nghiệm nhưng ở qui mô nhỏ mang tính chất kiểm tra lại nhiều hơn là việc khẳng định các đề xuất. Chương 1: NHỮNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Kết quả nghiên cứu thực trạng vấn đề sử dụng BTVL ở một số trường THPT của tỉnh Sóc Trăng đã cho thấy việc sử dụng BTVL trong quá trình dạy học VL của GV vẫn còn một số hạn chế nhất định. Để có thể khắc phục những hạn chế đó, giúp cho việc sử dụng BTVL vào trong dạy học VL đạt hiệu quả cao hơn thì cần có sự nghiên cứu toàn diện ở cả hai mặt lý luận và thực tiễn về dạy học. Để có cơ sở cho việc nghiên cứu thực nghiệm, việc đầu tiên, chúng tôi muốn hệ thống lại một số vấn đề lí thuyết có liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài. 1.1. Những vấn đề về tâm lí học dạy học 1.1.1. Quá trình nhận thức của học sinh trong học tập Theo triết học Mác - Lê nin thì quá trình nhận thức của con người đi từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, và từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn. Đây là nguyên lý cơ bản của nhận thức luận duy vật. Quá trình nhận thức này đã phản ánh đúng sự diễn biến trong tâm lí con người khi người ta muốn tìm hiểu một đối tượng khách quan nào đó. Trong tâm lí học, người ta diễn giải quá trình đó thành hai giai đoạn: cảm tính và lí tính. Sự nhận thức cảm tính được biểu hiện bằng các hoạt động nhận biết đối tượng bằng các giác quan của con người. Các hoạt động như: nhìn, nghe, nếm, ngửi…được con người sử dụng đầu tiên khi tiếp xúc với thế giới. Kết quả là nó có được hình ảnh bên ngoài của sự vật, hiện tượng: kích thước, hình dáng, mùi vị, màu sắc..Tuy nhiên, nếu chỉ như vậy thì từ xa xưa, con người chưa thể chinh phục được cái thế giới tồn tại xung quanh. Nhận thức cảm tính chỉ cho người ta biết sự vật, hiện tượng, chưa thể cho người ta hiểu được thế giới. Muốn chinh phục tự nhiên, người ta cần hiểu tự nhiên, tìm thấy được qui luật của tự nhiên. Hệ thống thần kinh cao cấp của con người đã cho phép chúng ta làm được điều đó. Sự phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa đã làm cho con người thấy được cái bản chất bên trong của sự việc, hiên tượng, nhìn thấy được các mối quan hệ mang tính qui luật giữa chúng với nhau. Đó cũng là những cơ sở để họ tiếp tục nhận biết thêm bản chất của những sự việc, hiện tượng, quá trình mới xuất hiện. Quay trở lại con đường nhận thức; Dù là nhận thức cảm tính (hay cái trực quan) không nói lên được cái bản chất song chúng lại là “đầu mối” không thể thiếu được, là những nấc thang đầu tiên của sự nhận thức trọn vẹn thế giới. Ví dụ 1.1 : - HS sẽ không thể có đầy đủ khái niệm chuyển động nếu như các em không được mô tả những sự di chuyển trong cuộc sống hàng ngày, không được quan sát chiếc ô tô chạy trên đường. Khái niệm ấy càng được vững chắc hơn khi HS vận dụng nó vào nghiên cứu các loại chuyển động khác với chuyển động thẳng, thậm chí nó không còn nằm ở ý nghĩa bình thường là thấy vật “di chuyển” mà đôi khi vật “đứng yên” cũng có thể coi nó là chuyển động, nếu so nó với hệ qui chiếu khác. - Khái niệm “năng lượng” là một khái niệm khó đối với HS bởi vì không thể cho HS trực tiếp quan sát nó. Trong khoa học, điều này vẫn thường xảy ra. Tuy nhiên, con đường nhận thức vẫn phải được thực hiện một cách đầy đủ, đúng qui luật. Trong những trường hợp có những đối tượng hoàn toàn trừu tượng như vậy, người ta đã cho người học tiếp thu tốt vấn đề bằng cách cho họ trực quan các tính chất của đối tượng nhận thức. HS không nhìn thấy được năng lượng nhưng có thể quan sát một đồng xu được cọ xát, bỏ vào nước, làm nước nóng lên; một ống nghiêm đựng nước được nút kín, khi đun sôi, nút bật ra ngoài…Đó là những đặc trưng về sự chuyển hóa của năng lượng mà chúng ta có thể cho HS trực quan. Con đường nhận thức trên cũng chính là con đường thực tế đã diễn ra ở các nhà khoa học khi tìm hiểu, khám phá tự nhiên. Chúng ta mong muốn HS cũng nhanh chóng làm quen với con đường nhận thức đúng đắn này trong quá trình dạy học (QTDH). Theo PGS. TS Lê Phước Lộc [16, tr. 12 ] thì con đường nhận thức của con người còn là một chu trình nâng cao và tiếp diễn liên tục. Vì vậy, việc học của học sinh trong nhà trường cũng cần thể hiện chu trình nhận thức này, làm thế nào để bài học trước là cái trực quan cho bài học sau, bài học sau là cái thực tiễn cần vận dụng, cái mới cần nghiên cứu, là nơi xuất hiện vấn đề để quá trình học tập được nối tiếp. Dạy học VL có thế mạnh so với nhiều môn học khác về phương diện dẫn dắt HS đi theo con đường nhận thức đúng qui luật, đó là các thí nghiệm VL và các BTVL. Các mục sau sẽ phân tích rõ hơn về vấn đề tổ chức thực hiện chúng như thế nào. 1.1.2. Cơ sở lí luận của việc phát huy tính tích cực của HS trong học tập 1.1.2.1. Tính tích cực học tập Tính tích cực học tập thực chất là tính tích cực nhận thức, nó đặc trưng ở sự khát vọng hiểu biết, cố gắng trí lực và có nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri thức. Tính tích cực trong học tập là nguyên nhân của sự tự giác và tự lực của HS. Làm thế nào để có được phẩm chất ấy ? Theo TS. Lê Thị Thanh Thảo [20, tr.72] thì “Dạy học nhằm phát huy tính tích cực của HS là một tư tưởng chủ đạo của việc đổi mới các mô hình dạy học hiện nay vì hầu hết các sản phẩm cần thiết của học tập, các mục tiêu của việc dạy học chỉ có thể đạt được khi người học tham gia một cách tích cực vào các hoạt động học tập”. Chúng ta đã quen với cụm từ “Học trong hành động”. Vậy, làm thế nào để có thể “lôi kéo” HS vào các hoạt động học tập. Điều này còn tùy thuộc vào các vần đề: - Xuất phát điểm của tính tích cực là gì? - Làm thế nào để duy trì được tính tích cực? Chúng ta hãy đi sâu thêm vào vấn đề này 1.1.2.2. Cơ sở tâm lý học của tính tích cực trong hoạt động học tập Tích cực là một phẩm chất tâm lý vô cùng quan trọng quyết định sự thành công của mỗi cá nhân trong mọi loại hoạt động và quyết định sự hoàn thiện không ngừng của nhân cách trong quá trình hoạt động thực tiễn. Có thể nói tính tích cực là sản phẩm mà giáo dục có thể đạt được bằng các tác động giáo dục có mục đích, là phẩm chất cần phát huy càng sớm càng tốt ở mỗi người thông qua giáo dục. Giáo dục có thể tạo điều kiện tốt cho việc phát huy tính tích cực và làm cho nó trở thành phẩm chất tốt đẹp của mỗi cá nhân. Nhưng ngược lại, giáo dục nếu không quan tâm đầy đủ và đúng đắn đến vấn đề này có thể gây nên tác động tiêu cực làm ảnh hưởng, thậm chí thui chột tính tích cực vốn có của cá nhân, làm cho người học trở nên thụ động, thiếu tự tin, ảnh hưởng đến sự hoàn thiện nhân cách lâu dài. Tính tích cực là điều kiện cần cho sự phát triển tư duy độc lập và tư duy sáng tạo mặc dù mức độ độc lập của tư duy và sáng tạo của mỗi học sinh còn phụ thuộc vào nhiều đặc điểm mang tính cách cá nhân, vì thế rất khác nhau với các học sinh khác nhau. Mức độ phát triển của tư duy và óc sáng tạo không thể hoạch định trong mục tiêu giáo dục, không thể đòi hỏi mọi học sinh cùng đạt tới một chuẩn mực sáng tạo nào đó nhưng dạy học cần tạo điều kiện tốt nhất cho sự phát triển của tư duy và óc sáng tạo của học sinh.  Động cơ học tập - nguồn gốc của tích tích cực trong học tập Động cơ học tập là sự giác ngộ nhiệm vụ học tập. Nói đến động cơ, chúng ta phải nói đến lòng say mê, ham muốn đối với một công việc, một đối tượng nào đó mà chủ thể cần đạt được. Lòng ham mê đối với tri thức sẽ hình thành ở HS một động cơ học tập dúng đắn. Ngoài nguyên nhân giáo dục là vô cùng cơ bản cho việc hình thành động cơ học tập đúng đắn, sự hấp dẫn của khoa học mà các em được học trong nhà trường sẽ tạo nên động cơ thật sự bền vững cho HS. Sức mạnh và sự bền vững của động cơ học tập của mỗi cá nhân còn liên quan đến tính thuyết phục của mục tiêu học tập đối với cá nhân, đến quyết tâm và ý chí đạt tới mục tiêu cá nhân đó. Người học cần được xác định mục đích của cả sự nghiệp học tập của mình và luôn được nuôi dưỡng ý chí và quyết tâm đạt được nó trong sự hỗ trợ giáo dục của nhà trường, gia đình và xã hội. Môn học VL có nhiều ưu thế để hình thành động cơ học môn học. Để HS có động cơ học tập môn VL đúng, GV cần đầu tư nhiều thời gian, công sức và tình cảm, phát huy lợi thế chuyên môn vào QTDH môn khoa học này.  Hứng thú, tự giác, tự lực - các phẩm chất của tính tích cực học tập Hứng thú học tập nuôi dưỡng bởi động cơ. Làm thế nào để gây hứng thú và duy trì sự hứng thú ấy là điều không đơn giản. Tri thức sâu, rộng của thầy, lời nói chữ viết của thầy, những bài thí nghiệm mà thầy biểu diễn trước lớp..có thể sẽ gây hứng thú cho HS. Tuy nhiên nếu chỉ như vậy thôi thì hứng thú cũng rất có thể mất đi khi một ngày nào đó những yếu tố trên không còn gì mới mẻ. Tri thức trong nhà trường luôn luôn mới song để HS thấy được cái mới đó, người GV phải luôn biết tạo cho HS những tình huống khi bắt đầu một bài học. Các tình huống ấy vừa kích thích tư duy, vừa phù hợp với năng lực giải quyết tình huống của HS để các em ngày càng tự tin hơn trong các hoạt động khám phá, đó là cách làm hữu hiệu để duy trì sự hứng thú. Trong dạy học VL, thí nghiệm có đó, “kho” bài tập có đó song không phải tự chúng có thể gây hứng thú và duy trì sự hứng thú cho HS. Đôi khi, nếu không biết sử dụng, chúng còn làm cho HS thấy nhàm chán hoặc coi là những khó khăn trong học tập. Việc sử dụng chúng như thế nào để khai thác hết tiềm năng của những “nguyên liệu” đó mới là vấn đề cần được nghiên cứu đổi mới. Chúng ta biết, hứng thú là động lực mạnh mẽ để duy trì động cơ học tập. Khi động cơ còn tồn tại, tính tự lực và tự giác học ở HS sẽ được củng cố thêm mạnh mẽ. Các em sẽ tự xác định cho mình là học để làm gì và các em cảm thấy ngày càng tự tin ở sức mình hơn. Sự sáng tạo cũng sẽ dần dần xuất hiện trong các hoạt động. Đó chính là những phẩm chất của tính tích cực học tập. Không có những phẩm chất này, chưa thể nói đến kết quả học tập của HS. Để môn Vật lý tạo ra và duy trì được hứng thú học tập và từ đó xuất hiện các phẩm chất khác của tính tích cực học tập, người GV VL cần phải: - Chế biến mỗi bài học, mỗi sự kiện là một tình huống để HS tham gia giải quyết, không biến bài học lí thuyết trở thành một chuỗi những câu thuyết giảng, trừu tượng. - Đưa các nội dung bài học vào đời sống thực tế để HS nhìn thấy ích lợi của việc học, thấy cái hay, cái đẹp của VL - Tăng cường các thí nghiệm VL, nhất là những thí nghiệm đơn giản, dễ làm, dễ quan sát hiện tương VL xảy ra - Sắp xếp lại các BTVL, sử dụng chúng có ý đồ phát triển rõ rệt, không biến các bài tập thành những công việc “trả nợ” cho thầy. Các dạng bài tập phong phú, cách sử dụng đa dạng sẽ khai thác được tối đa tác dụng của chúng trong QTDH.  Những biểu hiện của tính tích cực hoc tập Tính tích cực học tập biểu hiện ở những dấu hiệu như: hăng hái trả lời các câu hỏi của giáo viên, bổ sung các câu trả lời của bạn, thích phát biểu ý kiến của mình trước vấn đề nêu ra; hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề chưa đủ rõ; chủ động vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để nhận thức vấn đề mới; tập trung lắng nghe, theo dõi mọi hành động của giáo viên, chú ý vào vấn đề đang học; kiên trì hoàn thành các bài tập, không nản trước những tình huống khó khăn, có khả năng vận dụng kiến thức vào việc giải quyết những tình huống mới, có sáng tạo trong giải quyết vấn đề tìm ra cái mới…. Học sinh có tính tích cực luôn chủ động tìm kiếm kiến thức để nâng cao sự hiểu biết của mình.  Các cấp độ của tính tích cực học tập Theo GS.TS. Trần Bá Hoành [6, tr.13], tính tích cực của học sinh được chia làm 3 cấp độ từ thấp đến cao: - Bắt chước: gắng sức làm theo mẫu hành động của thầy, của bạn bè… - Tìm tòi: độc lập giải quyết vấn đề nêu ra, tìm kiếm những cách giải quyết khác nhau để tìm ra lời giải đáp hợp lý nhất. - Sáng tạo: tìm ra cách giải quyết mới, độc đáo, hữu hiệu. 1.1.3. Năng lực sáng tạo 1.1.3.1. Sự sáng tạo và năng lực sáng tạo Theo Bách khoa toàn thư LX mà Nguyễn Đức Thâm đã sử dụng trong tài liệu đã dẫn thì “Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” [23, tr. 76]. Nói một cách khác, sáng tạo là một quá trình cải tạo để có sản phẩm nào đó tốt hơn hoặc tạo ra sản phẩm mới đối với bản thân (vật chất hoặc phi vật chất). Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới. Giải quyết vấn đề là một sáng tạo đối với người học, nhất là khi các em tìm thấy được các con đường để bắt tay vào công việc. Tuy nhiên đó chỉ là tập dượt để học sinh bước lên bậc cao hơn, tạo ra sản phẩm mới của riêng mình. Sáng tạo không phải là sản phẩm đồng đều và đại trà của hoạt động dạy học. Mức độ sáng tạo quyết định bởi nhiều phẩm chất, đặc điểm tâm, sinh lý của cá nhân. Dạy học có thể và cần phải phát huy óc sáng tạo của mỗi người tùy vào tiềm năng cá nhân và sự phát triển tư duy của họ qua hoạt động học tập. Sự hứng thú, sự tự lực và tự giác chính là cội nguồn của sáng tạo. 1.1.3.2. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh Phải nói rằng sáng tạo là bản chất của con người. Con người luôn luôn không thỏa mãn với những cái gì mình có được, tạo ra được trong cuộc sống. Một đời người có biết bao nhiêu lần thay đổi cách làm ăn, nếp suy nghĩ của mình. Từ thế hệ này sang thế hệ khác, sự sáng tạo đã thay đổi cuộc sống ngày càng tươi đẹp hơn. Thế nhưng sự sáng tạo sẽ nhanh chóng được thực hiện, sẽ có kết quả rõ rệt hơn, nếu con người có tri thức và những tri thức ấy có được là do kết quả của một sự đào tạo đúng đắn. Đó chính là mục tiêu theo đuổi của nhà trường chúng ta. Có thể tóm tắt một số yếu tố chính trong dạy học VL nhằm phát triển tư duy sáng tạo của HS trong nhà trường như sau:  Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới: Tổ chức quá trình nhận thức vật lý theo chu trình sáng tạo Razumốpxki (Hình 1.1) sẽ giúp cho học sinh làm quen với cách suy nghĩ và làm việc của các nhà khoa học VL. Chọn một số bài học tiêu biểu để dạy học mô phỏng theo quá trình này. HS sẽ làm quen dần sự sáng tạo ở các giai đoạn từ “sự kiện” đến “giả thuyết” và từ “hệ quả” đến thí nghiệm kiểm tra” thông qua các hoạt đông phán đoán, đặt giả thuyết, mô phỏng, tưởng tượng Einstein đã nói: “Giả thuyết không có sẵn trong thực tiễn mà là sản phẩm của tư duy sáng tạo tự do”. Học sinh cần được rèn luyện sự “sáng tạo tự do” này. Ví dụ 1.2: Khi nghiên cứu về tính chất của chuyển động rơi tự do, để học sinh làm quen với cách suy nghĩ và làm việc của các nhà khoa học VL, GV có thể tổ chức quá trình học tập của HS đối với bài này như sau: GV đặt ra trước HS câu hỏi: Chuyển động rơi tự do thuộc dạng chuyển động gì?  Giả thuyết: Có thể HS sẽ đưa ra một số giả thuyết như: “rơi tự do là chuyển động đều”, “rơi tự do là chuyển động nhanh dần”, “rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều”. Thực tế cho thấy rằng chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần, vì đường đi của vật trong giây sau sẽ thấy dài hơn đường đi trong giây trước. Như vậy, giả thuyết thứ nhất đã bị loại bỏ. Nhưng liệu đó có phải là chuyển động nhanh dần đều hay không thì chưa biết chắc chắn. Để khẳng định được điều đó thì cần làm thí nghiệm kiểm chứng.  Thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết: Làm thế nào để kiểm tra được rằng chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều? - Phương án 1: + Nếu vật rơi chuyển động nhanh dần đều thì quãng đường đi được sẽ tỉ lệ với bình phương khoảng thời gian đi, nên ta có thể kiểm tra bằng thực nghiệm xem đường đi của vật được thả rơi tự do có tỉ lệ với bình phương khoảng thời gian hay không. + Thí nghiệm 1: Dùng một đồng hồ điện có thể đo được đến phần trăm của giây và có thể ngắt tự động để ghi được thời gian (tương ứng với quãng đường chuyển động được của vật rơi). Một nam châm điện (dùng để giữ viên bi sắt) được nối với đồng hồ điện sao cho khi đóng mạch điện làm cho đồng hồ bắt đầu hoạt động thì đồng thời mạch điện của nam chậm điện cũng bị ngắt và viên bi sắt rơi tự do. Cổng quang điện (một lá sắt) cũng được nối với đồng hồ điện sao cho khi viên bi sắt đi qua cổng quang điện (viên bi đập vào lá sắt) thì đồng thời mạch điện của đồng hồ cũng bị ngắt. Ta có thể định trước quãng đường mà viên bi sẽ rơi bằng cách dịch chuyển cổng quang điện (di chuyển lá sắt). Như vậy qua thí nghiệm này ta xác định được thời gian chuyển động tương ứng với quãng đường mà ta đã định trước. Lập bảng số liệu gồm đường đi và thời gian: S, t(s), S/t2. Dựa vào bảng số liệu đó ta có thể TN kiểm tra Hệ quả Giả thuyết Sự kiện Sự kiện Giả thuyết Hệ quả TN kiểm tra logic Trực giác Trực giác Hình 1.1: Chu trình Razumốpxki kiểm tra xem quãng đường rơi tự do (S) của vật có tỉ lệ với bình phương thời gian không (S/t2 có bằng hằng số không) - Phương án 2: + Ta cũng có thể kiểm tra bằng thực nghiệm xem hiệu đường đi của hai khoảng thời gian bằng nhau liên tiếp có phải là tỉ lệ với bình phương của khoảng thời gian đó không + Thí nghiệm 2: dùng phương pháp hoạt nghiệm: chụp ảnh vật rơi trong buồng tối, làm cho vật được chiếu sáng sau những khoảng thời gian bằng nhau để chụp được các vị trí của vật sau những khoảng thời gian bằng nhau đó trên cùng một phương khi thả cho vật rơi dọc theo một thước có vạch chia....Căn cứ vào các quãng đường đi tron._.g những khoảng thời gian bằng nhau liên tiếp để kiểm tra xem chúng có tỉ lệ với bình phương của khoảng thời gian đó không.  Cần để cho HS hoạt động nhiều hơn trong học tập: Như trên đã trình bày, chỉ có hoạt động thì tính tích cực và sáng tạo của HS mới được phát huy mạnh mẽ. Các hoạt động trong học tập có thể hiểu là những việc làm cả ở tại nhà: làm thí nghiệm, quan sát thực tế. Ví dụ: Trong lớp học, HS trao đổi, cùng nhau khám phá một vấn đề do thầy đặt ra, tham gia làm thí nghiêm ở mọi khâu…Ở nhà, HS có thể tự thiết kế các thí nghiệm đơn giản, quan sát hiện tượng từ thí nghiệm và giải thích…  Cần cho HS vận dụng nhiều hơn, nhất là vận dụng vào thực tế: Lí thuyết của bài học VL và thực tế kĩ thuật, thực tế cuộc sống hàng ngày là hai mặt của một vấn đề - khoa học VL. Sự hứng thú của HS với môn học chính là ở chỗ HS thấy cả hai mặt đó của VL. Với việc trình bày những vấn đề lí luận trên, chúng tôi không có tham vọng sử dụng tất cả vào mọi công việc của QTDH VL. Theo mục tiêu của đề tài, chúng tôi chỉ vận dụng các kết luận của nghiên cứu tâm lí học dạy học vào việc tổ chức thực hiện các BTVL sao cho có hiệu quả. Tuy nhiên còn một mảng rất lớn mà chúng tôi phải nghiên cứu tiếp, đó là những vấn đề về Lí luận dạy học có liên quan tới đề tài. 1.2. Những vấn đề về lí luận dạy học Trong giáo trình Lí luận dạy học của Khoa Sư phạm Trường Đại học Cần Thơ, Lê Phước Lộc đã sử dụng lí thuyết Marzano – Nhà lí luận dạy học người Mỹ - làm cơ sở cho việc đổi mới PPDH của mình. Điều đáng chú ý là Marzano đã thâu tóm toàn bộ những gì mà người GV phải làm: nội dung dạy học, thái độ thầy trò, quá trình nhận thức, sự vận dụng kiến thức, sự chỉ đạo của thầy v..v..với mục đích cuối cùng là làm cho giờ học đạt hiệu quả cao nhất, đó là sự phát triển trí tuệ của HS. Chúng tôi sẽ sử dụng chúng một cách cụ thể vào việc sử dụng BTVL trong dạy học. 1.2.1. Tóm tắt nội dung các định hướng của Marzano cho QTDH  Định hướng 1: Tạo bầu không khí học tập tích cực Nội dung chủ yếu của định hướng này là giáo viên phải làm thế nào để tạo ra được tạo bầu không khí học tập thoải mái, dễ chịu, thân thiện, làm cho HS nhận thức được nhiệm vụ của mình trong giờ học sẽ diễn ra.., để từ đó các em học sinh sẵn sàng học tập, sẵn sàng hợp tác. Theo Lê Phước Lộc [16, tr. 71], bầu không khí lớp học bao hàm hai ý nghĩa - Bầu không khí vật lí: nhiệt độ, ánh sáng, âm thanh, mùi vị trong lớp học. - Bầu không khí tâm lí: quan hệ thày trò, sự thoải mái về tâm lí trước khi bước vào giờ học, sự hào hứng đón nhận nhiệm vụ học tập của lớp học. Đây coi như là điều kiện tiên quyết để một giờ học thành công. Chú ý rằng chữ “thành công” ở đây là nói về sự phát triển trí tuệ HS chứ không phải dừng lại ở chỗ hiểu bài, thuộc bài. Để thực hiện định hướng này, rõ ràng vai trò chỉ đạo có hướng đích của GV là cực kì quan trọng. Thầy bước vào lớp với nét mặt vui vẻ, hỏi thăm, trò chuyện vài lời với một vài HS, với giọng nói tự nhiên, ấm áp, bằng những câu chuyện thú vị mở đầu bài giảng làm cho HS không biết bài giảng bắt đầu từ lúc nào. Bài giảng được bắt đầu một cách tự nhiên từ những chuyện rất đời thường, những hiện tượng mà các em đã biết, đã thấy, tạo cho lớp học một môi trường học dễ chịu, thoải mái. Thực chất đây là bước chuẩn bị về mặt tâm lí cho học sinh, sao cho các em thấy mình đang ở trong một không gian mà trong đó mọi người đang có cái đích chung là chuẩn bị tìm kiếm cái gì đó mới mẻ, thú vị, có tác dụng cho bản thân và đặc biệt là các em cảm thấy tự tin vào chính mình. Một trong những hoạt động quan trọng của GV góp phần chuẩn bị tích cực cho tâm thế sẵn sàng học tập và duy trì nó trong suốt giờ học là việc mở đầu bài giảng và chuyển tiếp các nội dung trong bài. Trong nhiều cách mở đầu mà tác giả đã đưa ra, chúng tôi hướng tới là sử dụng BTVL. BTVL là rất phong phú về dạng và nội dung. Đó chính là điều kiện thuận lợi để khai thác chúng vào mở đầu hoặc chuyển tiếp ý trong bài học. Một số cách làm tiêu biểu như sau:  Thêm, bớt dữ kiện bài toán để nó trở thành một tình huống: Để mở đầu cho một bài giảng, giáo viên có thể cho học sinh giải một bài tập có liên quan đến kiến thức bài trước. Sau đó đặt thêm điều kiện (hoặc giả định) để học sinh không giải được. Cũng có thể đi từ một bài toán đã biết được phương pháp giải rồi nhưng cần tìm ra phương pháp giải mới nào đó hiệu quả hơn. Muốn giải quyết được những vấn đề đó thì phải học bài mới Ví dụ 1.3: Để mở đầu cho bài “Định luật bảo toàn động lượng” giáo viên quay về bài tập 1 - trang 75 - Bài toán xác định khối lượng vật dựa vào tương tác. Học sinh có thể giải được bài toán này bằng cách áp dụng các định luật II và III Niu-tơn (phương pháp động lực học). Nhưng nếu không áp dụng các định luật Niu -tơn nữa thì còn cách nào để xác định khối lượng của vật hay không? Đây là một tình huống “bế tắc” mà HS chỉ có thể giải quyết được sau khi học bài mới này.  Giới thiệu một hiện tượng trong thực tế HS đã thấy nhưng chưa giải thích được: Đối với những học sinh ở vùng sông nước, giáo viên cũng để mở đầu cho bài trên bằng cách sử dụng một bài tập có nội dung gắn liền với cuộc sống đời thường như ở ví dụ sau: Ví dụ 1.4: Một người đưa đò đang ngồi yên ở lái của một chiếc thuyền đậu vuông góc với bờ sông (nước không chảy) thì có khách qua sông, người lái đò liền đi từ lái thuyền đến mũi thuyền để đón khách. Hỏi người lái đò có đón được khách sang sông hay không? Vì sao? Đây là một bài toán có nội dung gắn liền với thực tế cuộc sống. HS đã từng chứng kiến hiện tương này nhưng không để ý. Khi GV mô tả lại sự việc như vậy, một tình huống “tại sao” được đặt ra trước HS. Cũng như trên, HS sẽ có tâm lí chờ đợi bài học mới để có thể lí giải hiện tượng lí thú đó.  So sánh các đồ thị chuyển động: Một điều lí thú trong VL là, đôi khi hai hiện tượng giống nhau về hình thức nhưng khác nhau về bản chất, một hiện tương đã biết, một hiện tượng sẽ học trong bài mới. Dựa vào một lí do nào đó mà HS có sự ngộ nhận về hai hiện tượng này, ta biến nó thành một tình huống khá thú vị. Ví dụ 1.5: Trước khi học bài “Chuyển động thẳng biến đổi đều”, cho HS hai đồ thị giống nhau về hình dạng nhưng các trục tọa độ không giống nhau (Hình 1.2 và 1.3). Yêu cầu HS mô tả hai chuyển động này. Chuyển động được biểu diễn trên đồ thị 1.3 sẽ là tình huống hấp dẫn đối với HS trươc khi vào bài học.  Mở đầu bằng tình huống xảy ra từ một thí nghiệm đơn giản: Ví dụ 1.6: Trước khi học bài Momen lực, cho một HS lên “thử sức” với thầy bằng việc đẩy cánh cửa (Hình 1.4) cũng có thể nhanh chóng tạo tình huống để bắt đầu bài mới một cách rất tự nhiên.  Có thể dùng một câu trắc nghiệm và cũng thực hiện tương tự như trên để tạo tình huống mở bài hấp dẫn. Sự hấp dẫn ở đây là do GV cho thảo luận nhóm, HS tranh luận và không thống nhất ý kiến với nhau (kiến thức đã học chưa đủ để giải quyết vấn đề).  Định hướng 2: Tổ chức việc tiếp thu kiến thức có hiệu quả Có hai loại kiến thức: kiến thức thông báo và kiến thức qui trình. Định hướng 2 chỉ ra việc dạy kiến thức này sao cho HS vừa nắm vững nội dung cơ bản vừa phát huy được trí tuệ của các em. Thực ra đây là cách thể hiện cụ thể của con đường nhận thức mà chúng tôi đề cập ở đầu chương. S S1 t1 t2 t O V V1 t1 t2 t O Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4: Đẩy cánh cửa  Kiến thức thông báo (kiến thức khái niệm): là những kiến thức về các qui luật, quá trình, cấu trúc sự vật..nhằm trả lời câu hỏi “Nó là cái gì?”. Marzano đã hướng việc dạy loại kiến thức này theo con đường nghiên cứu, tìm hiểu một sự vật hay sự việc của các nhà khoa học. Theo đó, dạy kiến thức thông báo phải trải qua ba pha làm việc:  Pha 1: Giảng nghĩa để HS hiểu vấn đề cần đạt tới (bằng trực quan, bằng kinh nghiệm của GV, của HS…)  Pha 2: Sắp xếp kiến thức đã đạt được thành một hệ thống (ghi bảng hoặc biểu diễn bằng sơ đồ)  Pha 3: Lưu trữ kiến thức (ghi nhớ) Ví dụ 1.7 : Dạy HS hiện tượng mao dẫn - Pha 1: GV làm một thí nghiệm đơn giản với một ống thủy tinh nhỏ được nhúng lần lượt trong hai chậu nước và thủy ngân để giúp HS hiểu được hiện tượng mao dẫn. Điều mà HS muốn biết lúc này là điều gì đã làm cho mực nước trong ống thủy tinh lại cao hơn mực nước ở trong chậu còn mực thủy ngân lại thấp hơn mực thủy ngân trong chậu. Độ cao của mực chất lỏng dâng lên hay hạ xuống trong ống thủy tinh có mối liên hệ gì với đường kính bên trong của ống, suất căng mặt ngoài của chất lỏng, khối lượng riêng của chất lỏng, ....Từ đó đi đến biểu thức để tính độ dâng hay hạ của mực chất lỏng trong ống mao dẫn, cái học sinh cần học - Pha 2: Sắp xếp lại thông tin bằng sơ đồ - Pha 3: Ghi nhớ thông tin bằng sự liên tưởng với một hiện tượng quen biết: Hiện tượng dầu di chuyển lên trên bên trong chiếc tiêm đèn để thắp sáng, nước và muối khoáng di chuyển từ rễ đến các bộ phận bên trên của cây để duy trì sự sống cho cây.  Kiến thức qui trình (còn gọi là kiến thức kĩ năng): dạy cho HS làm được cái gì đó hay nói khác đi, đó là một qui trình thưc hiện một công việc. Kiến thức qui trình sẽ trả lời câu hỏi “Làm cái đó như thế nào?”. Cũng giống như trên: Dạy HS cách làm nhưng không phải là cầm tay chỉ việc, dạy truyền nghề mà là thông qua việc dạy kiến thức này HS được làm quen với công việc thực hành một cách khoa học, tính nghiêm túc trong việc thực hiện các bước của qui trình, dần dần đi đến sáng tạo trong công việc. Có ba pha tổ chức để HS tiếp thu kiến thức qui trình:  Pha 1: Xây dựng và giảng giải qui trình hoặc các bước thao tác Mực chất lỏng dâng lên Mực chất lỏng hạ xuống Sự dính ướt Sự không dính ướt Hiện tượng mao dẫn 4h Ddg  Trước khi dạy kiến thức qui trình giáo viên cần làm cho HS hiểu về qui trình làm việc thông qua việc làm cho các em hiểu được cấu trúc các bước làm cũng như ý nghĩa của từng bước. Cụ thể là: - Giải thích tại sao lại phải có một qui trình hoặc các bước thực hiện một công việc cụ thể nào đó. - Bằng nhiều biện pháp, giới thiệu qui trình công việc: giới thiệu trực tiếp; cho quan sát công việc, đề xuất qui trình..  Pha 2: Luyện tập để định hình các bước làm việc Kiến thức quy trình là kiến thức kĩ năng cho nên HS phải được làm để hình thành ý thức sử dụng qui trình (định hình), dù chỉ một lần, một bước hoặc một hành động. Luyện tập cả qui trình làm việc hoặc một vài bước, mức độ khó dễ của bước được chọn để luyện tập tại lớp còn tùy quĩ thời gian của tiết học. - Có thể GV làm mẫu để HS làm theo, như: các thao tác thí nghiệm, giải bài tập mẫu - Có thể HS làm thử một vài kĩ năng, một vài bước, như: tập viết tóm tắt cho một bài tập đối với qui trình giải bài tập VL..  Pha 3: Nhập tâm qui trình Pha này nói chung phải để HS tự luyện tập ở nhà để có thời gian thực hiện công việc nhiều lần, hình thành kĩ năng cho qui trình đó. Ví dụ 1.8: Dạy HS qui trình giải bài tập động lực học 1. Đọc kĩ bài, tóm tắt bằng các kí hiệu quen thuộc: các dữ kiện, đổi đơn vị, câu hỏi 2. Phân tích bài toán: dùng ĐL, qui tắc VL nào? 3. Hệ qui chiếu? 4. Biểu diễn các lực tác dụng lên vật 5. Tổng hợp lực (chiếu lên phương chuyển động) 6. Giải (vận dụng các ĐL, biến đổi bằng chữ trước, thay số ở biểu thức kết quả) 7. Biện luận (nếu cần) - Pha 1: GV giải một bài tập động lực học để làm ví dụ. Làm xuất hiện qui trình bằng cách giới thiệu trực tiếp hoặc cho HS đề xuất rồi cùng chỉnh sửa cho phù hợp - Pha 2: Luyện tập một số bước tại lớp. Nếu có thời gian, cho HS thực tập qui trình cả bài toán thì càng tốt. Khi đó GV có điều kiện giải đáp thắc mắc cho HS để các em nhanh chóng quen với qui trình - Pha 3: Cho một số bài tập về nhà, yêu cầu HS phải thực hiện đúng theo các bước Trong đề tài này, chúng tôi sẽ vận dụng định hướng này khi cần hướng dẫn HS làm các bài tập hoặc bài thí nghiệm.  Định hướng 3: Phát triển tư duy thông qua việc mở rộng và tinh lọc kiến thức Kết quả của định hướng 2 là làm cho HS không những nhớ, hiểu kiến thức mà còn làm quen với phương pháp suy nghĩ và làm việc của các nhà khoa học. Tuy nhiên như vậy cũng chưa đạt mục tiêu của QTDH. Việc học có hiệu quả phải là sự hiểu sâu sắc các kiến thức quan trọng, sao cho các em có thể vận dụng chúng ở trường và trong cuộc sống. Khái niệm mở rộng và tinh lọc kiến thức được hiểu như sau: kiến thức cốt lõi của bài học sẽ được vận dụng ra bên ngoài cuộc sống, vận dụng vào thực tế, vào các lĩnh vực kiến thức khác để nắm chắc và hiểu sâu, để khi cần, các em không chỉ nhắc lại định nghĩa, thứ tự các thao tác của một quá trình mà còn có thể phân tích thông tin có liên quan để tìm mối liên hệ mới, khám phá (hoặc khám phá lại) hoặc thậm chí có thể hoàn chỉnh một khái niệm mới xuất hiện. Nói tóm lại, đây là quá trình làm cho người học biến kiến thức giáo khoa thành tri thức của mình. Họ có thể phát biểu kiến thức ấy bằng ngôn ngữ của họ, họ có thể sử dụng nó như một công cụ của mình. Trong quá trình mở rộng kiến thức như vậy, các hoạt động tư duy của HS đồng thời sẽ được rèn luyện và phát triển: Phân tích, tổng hợp, trừu tượng hoá, các phương pháp suy luận, phân tích quan điểm, sắp xếp dữ liệu v..v.. Trong ý nghĩa ấy, BTVL là một hướng mở rộng kiến thức tốt. Ở đây, chúng tôi muốn nói đến các bài tập có liên quan tới các dữ liệu thực tế, hiện tượng xảy ra xung quanh, gần gũi HS. Nếu như sau mỗi bài học, chúng ta yêu cầu HS vận dụng những kiến thức mới vào việc xử lí các nội dung gắn liền với thực tiễn cuộc sống hằng ngày thì các nội dung học sẽ gây ấn tượng sâu sắc trong ý thức của các em, đó cũng là một sự tinh lọc kiến thức. Với cách làm này, chúng ta sẽ rèn luyện các hoạt động tư duy tổng hợp cho HS. Ví dụ 1.9: Khi dạy tổng hợp và phân tích lực đồng qui, nếu chỉ dừng lại ở việc sử dụng qui tắc hình bình hành thì bài học trở nên khô khan, không gây ấn tượng gì cho HS. Về mặt lí thuyết, HS tiếp thu vấn đề này không khó lắm. Tuy nhiên ta có thể cho HS một bài tập thực tế về việc đẩy xe ba gác (Hình 1.5). HS phải giải thích: tại sao người công nhân thường kéo (như hình a) mà không đẩy (như b) Một sự mở rộng kiến thức rất đơn giản nhưng rất có hiệu quả phát triển tư duy. Ví dụ 1.10: Sau bài học về sự căng mặt ngoài, ta có thể đưa HS sang lĩnh vực sinh học, yêu cầu HS giải thích sự vận chuyển nước trong thân cây. Để làm được việc, hướng dẫn HS làm một thí nghiệm đơn giản: cho một dải vải vào trong li nước và vắt nó qua miệng li. Quan sát hiện tượng sau 15 phút và giải thích. Rõ ràng rằng qua thí nghiệm, không những HS học được một “trò chơi” mới mà còn giải thích một hiện tượng phổ biến trong sinh học nhờ sự phân tích, so sánh và liên tưởng. Hình 1.6 Hình 1.6: TN sự căng mặt ngoài F F a/ Hình 1.5 b/ F  F  Hình1.5: Xe đẩy Qua hai ví dụ trên chúng ta thấy, nếu HS hoàn thành nhiệm vụ được giao, không những kiến thức bài học được hiểu bản chất hơn mà tư duy của các em đã được rèn luyện.  Định hướng 4: Phát triển tư duy bằng việc sử dụng kiến thức có ý nghĩa Nội dung của định hướng này hướng đến việc rèn luyện cho học sinh các kỹ năng vận dụng kiến thức một cách tổng hợp để giải quyết một công việc cụ thể, một khó khăn gặp phải trong cuộc sống hoặc nghiệp vụ. Đây cũng có thể coi như một sự luyện tập tổng hợp cho mục tiêu cuối cùng của học tập Các công việc thể hiện các hoạt động sử dụng kiến thức có ý nghĩa trong định hướng này là:  Biết quyết định công việc cho mình: Thông qua việc làm này, chủ thể đã biết lựa chọn và vận dụng kiến thức, năng lực có được một cách tổng hợp để phân tích, cân nhắc, đưa ra quyết định cuối cùng để thực hiện công việc.  Biết kiểm tra bằng thí nghiệm: Đây là quá trình làm việc để xác minh một vấn đề nào đó mà mình đã quan sát thấy, để giải thích một sự ngờ vực, kiểm tra một phán đoán. Thí nghiệm là một phương pháp làm việc không thể thiếu đối với các nhà khoa học, học sinh cần có kĩ năng này. Làm được điều đó, chứng tỏ một loại kiến thức qui trình đã được sử dụng có ý nghĩa đối với HS.  Biết giải quyết vấn đề: Đây là quá trình mà HS phải vượt qua một trở ngại về tư duy trên đường đi để đạt được mục đích đã lựa chọn. Chính việc HS được tham gia giải quyết vấn đề nhiều ở lớp thì các em sẽ nhanh, nhạy với những khó khăn thường ngày gặp phải. Ngược lại, khi tự mình giải quyết được nhiều vướng mắc trong thực tế thì các em sẽ được kích thích mạnh khi giải quyết vấn đề trong học tâp. Đó mới là sử dụng kiến thức có ý nghĩa.  Biết nghiên cứu: Thực ra, những việc làm trên cũng đã mang tính chất nghiên cứu. Ở đây muốn nói đến những công việc có hướng đích rõ ràng, có kế hoạch, có tra cứu, tham khảo…và có sản phẩm cụ thể. Ở HS, không đòi hỏi các em phải làm những việc tìm tòi khó khăn, phức tạp mà chỉ là những việc làm mang tính chất nghiên cứu của nhà khoa học bằng cách thực hiện lại những vấn đề đơn giản, chủ yếu nhằm làm cho các em vận dụng tri thức dưới một hình thức khác, tập làm việc theo cách suy nghĩ và làm việc của các nhà khoa học, chẳng hạn như: tập tìm tòi, phân tích, tổng hợp để có thể khái quát hóa thành một kết luận. Có 2 loại nghiên cứu để vận dụng kiến thức đã học: nghiên cứu để đưa ra một định nghĩa của riêng mình cho một khái niệm và nghiên cứu mang tính chất lịch sử.  Có khả năng sáng tạo: Đó là quá trình cải tạo để có sản phẩm (vật chất hoặc phi vật chất) nào đó tốt hơn hoặc tạo ra sản phẩm mới, ít nhất là đối với bản thân, trong khi cơ sở để làm các công việc đó là những kiến thức, kĩ năng đã biết cộng với khả năng tư duy đột phá.  Định hướng 5: Hình thành thói quen tư duy tích cực Định hướng 5 này có thể coi là cái đích phải tới hay sản phẩm của QTDH. Khi QTDH đã đi đúng hướng, GV thực hiện tốt các định hướng trên, HS sẽ hình thành được cho mình những phẩm chất tốt của tư duy: tư duy phê phán, tư duy tự điều chỉnh và tư duy sáng tạo. Có thể gọi đây là những thói quen tư duy tích cực của nhà khoa học. Có hai cái lợi mà HS có được khi các em hình thành được thói quen tư duy tích cực. Một là, phát triển thói quen tư duy sẽ làm cho HS có khả năng học tốt hơn nội dung tri thức khoa học trong SGK. Nếu HS thể hiện kiên định thói quen trí tuệ, các em sẽ tiến gần đến tính chính xác của tri thức và sự minh bạch của công việc, sự hoàn hảo của sản phẩm. Kết quả là các em sẽ được học nhiều hơn ở những gì mà SGK mang lại. Hai là, thói quen tư duy được coi là tố chất của người lao động mới, là cơ sở cho các em bước vào nghề một cách tự tin.  Phối hợp sử dụng các định hướng Trong thực tế dạy học, không phải lúc nào người giáo viên cũng phải áp dụng tất cả các định hướng vào một bài học mà ta cần có sự kết hợp của các định hướng sao cho phù hợp nội dung và tiến trình của bài giảng. Chẳng hạn, khi dạy đến một bài nào đó mà giáo viên nhận thấy rằng cần phải mở rộng kiến thức cho học sinh thì ta cần chú ý đến các định hướng 3, hay nếu chú trọng đến việc sử dụng kiến thức hiệu quả thì giáo viên sử dụng định hướng 4. Còn nếu vừa muốn mở rộng, tinh lọc và sử dụng kiến thức hiệu quả thì cần phối hợp sử dụng cả hai định hướng 3 và định hướng 4. Như vậy, tùy theo từng bài cụ thể, tùy theo trình độ của học sinh và điều kiện thực tế mà giáo viên cần có sự kết hợp các định hướng trên một cách phù hợp để quá trình dạy học đạt hiệu quả cao. Điều cần lưu ý ở đây là dù bài học chú trọng đến mục tiêu nào đi nửa thì định hướng 1 luôn phải được sử dụng vì định hướng một là nền tảng để thực hiện một cách hiệu quả các định hướng tiếp theo. Trong đề tài này, chúng tôi sẽ chú trong sử dụng các định hướng 1,2 và 3 cho việc thiết kế, phân loại cũng như chọn thời điểm và phương pháp trao nhiệm vụ (bài tập) cho HS một cách thích hợp. 1.2.2. Các PPDH tích cực thường được sử dụng 1.2.2.1. Một số vấn đề chung về PPDH tích cực PPDH tích cực là một thuật ngữ rút gọn, được dùng để chỉ những phương pháp giáo dục, dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học.  Đặc trưng của các PPDH tích cực  Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của học sinh. Trong PPDH tích cực, người học được cuốn hút vào các hoạt động học tập do giáo viên tổ chức và chỉ đạo, thông qua đó tự lực khám phá những điều mình chưa rõ chứ không phải thụ động tiếp thu những tri thức đã được giáo viên sắp đặt. Được đặt vào những tình huống học tập cụ thể, những tình huống xảy ra trong đời sống thực tế có liên quan đến bài học, người học sẽ trực tiếp quan sát, thảo luận, làm thí nghiệm, giải quyết vấn đề đặt ra theo cách suy nghĩ của mình, từ đó nắm được kiến thức kĩ năng mới, vừa nắm được phương pháp “làm ra” kiến thức, kĩ năng đó, không rập theo những khuôn mâu sẵn có, các em cũng được bộc lộ và phát huy tiềm năng sáng tạo của mình.  Dạy và học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học. PPDH tích cực xem việc rèn luyện phương pháp học tập cho học sinh không chỉ là một biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là một mục tiêu dạy học. Trong xã hội hiện đại đang biến đổi nhanh - với sự bùng nổ thông tin, khoa học, kĩ thuật, công nghệ phát triển như vũ bão – chúng ta không thể và cũng không nên nhồi nhét kiến thức vào đầu óc học sinh mà cần quan tâm dạy cho học sinh phương pháp học ngay từ bậc Tiểu học. Càng lên bậc học cao hơn, cách làm này càng phải được chú trọng hơn. Trong các phương pháp học thì cốt lõi là phương pháp tự học. Đó là kĩ năng, thói quen, ý chí tự học . Bên cạnh đó, những phẩm chất như: biết tự điều chỉnh mình trong quá trình học, biết tự đánh giá mình cũng là điều mà chúng ta hướng tới trong các PPDH tích cực.  Tăng cường tính độc lập (cá thể hoá) trong học tập bên cạnh việc thường xuyên phối hợp, hỗ trợ lẫn nhau giữa các cá nhân với nhau, giữa các nhóm học tập với nhau. Trong một lớp học mà trình độ kiến thức, tư duy của học sinh không thể đồng đều tuyệt đối thì khi áp dụng phương pháp tích cực buộc phải chấp nhận sự phân hóa về cường độ, tiến độ hoàn thành nhiệm vụ học tập, nhất là khi bài học được thiết kế thành một chuỗi công tác độc lập. Áp dụng phương pháp tích cực ở trình độ càng cao thì sự phân hóa này càng lớn. Việc sử dụng các phương tiện công nghệ thông tin trong nhà trường sẽ đáp ứng yêu cầu cá thể hóa hoạt động học tập theo nhu cầu và khả năng của mỗi học sinh. Tuy nhiên, trong học tập, không phải mọi tri thức, kĩ năng, thái độ đều được hình thành bằng những hoạt động độc lập cá nhân. Lớp học là môi trường giao tiếp thầy - trò, trò - trò, tạo nên mối quan hệ hợp tác giữa các cá nhân trên con đường chiếm lĩnh nội dung học tập. Thông qua thảo luận, tranh luận trong tập thể, ý kiến mỗi cá nhân được bộc lộ, khẳng định hay bác bỏ, qua đó người học nâng mình lên một trình độ mới. Bài học vận dụng được vốn hiểu biết và kinh nghiệm sống của người thầy giáo. Trong nhà trường, phương pháp học tập hợp tác được tổ chức ở cấp nhóm, tổ, lớp hoặc trường. Được sử dụng phổ biến trong dạy học là hoạt động hợp tác trong nhóm nhỏ 4 đến 6 người. Học tập hợp tác làm tăng hiệu quả học tập, nhất là lúc phải giải quyết những vấn đề gay cấn, lúc xuất hiện thực sự nhu cầu phối hợp giữa các cá nhân để hoàn thành nhiệm vụ chung. Trong hoạt động theo nhóm nhỏ sẽ không thể có hiện tượng ỷ lại; tính cách năng lực của mỗi thành viên được bộc lộ, uốn nắn, phát triển tình bạn, ý thức tổ chức, tinh thần tương trợ. Mô hình hợp tác trong xã hội đưa vào đời sống học đường sẽ làm cho các thành viên quen dần với sự phân công hợp tác trong lao động xã hội. Trong nền kinh tế thị trường đã xuất hiện nhu cầu hợp tác xuyên quốc gia, liên quốc gia; năng lực hợp tác phải trở thành một mục tiêu giáo dục mà nhà trường phải chuẩn bị cho học sinh.  Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò. Trong dạy học, việc đánh giá học sinh không chỉ nhằm mục đích nhận định thực trạng và điều chỉnh hoạt động học của trò mà còn đồng thời tạo điều kiện nhận định thực trạng và điều chỉnh hoạt động dạy của thầy. Trước đây giáo viên giữ độc quyền đánh giá học sinh. Trong phương pháp tích cực, giáo viên phải hướng dẫn học sinh phát triển kĩ năng tự đánh giá để tự điều chỉnh cách học. Liên quan với điều này, giáo viên cần tạo điều kiện thuận lợi để học sinh được tham gia đánh giá lẫn nhau. Tự đánh giá đúng và điều chỉnh hoạt động kịp thời là năng lực rất cần cho sự thành đạt trong cuộc sống mà nhà trường phải trang bị cho học sinh. Theo hướng phát triển các phương pháp tích cực để đào tạo những con người năng động, sớm thích nghi với đời sống xã hội, thì việc kiểm tra, đánh giá không thể dừng lại ở yêu cầu tái hiện các kiến thức, lặp lại các kĩ năng đã học mà phải khuyến khích trí thông minh, óc sáng tạo trong việc giải quyết những tình huống thực tế. Với sự trợ giúp của các thiết bị kĩ thuật, kiểm tra đánh giá sẽ không còn là một công việc nặng nhọc đối với giáo viên, mà lại cho nhiều thông tin kịp thời hơn để linh hoạt điều chỉnh hoạt động dạy, chỉ đạo hoạt động học. Từ dạy và học thụ động sang dạy và học tích cực, giáo viên không còn đóng vai trò đơn thuần là người truyền đạt kiến thức, giáo viên trở thành người thiết kế, tổ chức, hướng dẫn các hoạt động độc lập hoặc theo nhóm nhỏ để học sinh tự lực chiếm lĩnh nội dung học tập, chủ động đạt các mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ theo yêu cầu của chương trình. Trên lớp, học sinh hoạt động là chính, giáo viên có vẻ nhàn nhã hơn nhưng trước đó, khi soạn giáo án, giáo viên đã phải đầu tư công sức, thời gian rất nhiều so với kiểu dạy và học thụ động mới có thể thực hiện bài lên lớp với vai trò là người gợi mở, xúc tác, động viên, cố vấn, trọng tài trong các hoạt động tìm tòi hào hứng, tranh luận sôi nổi của học sinh. Giáo viên phải có trình độ chuyên môn sâu rộng, có trình độ sư phạm lành nghề mới có thể tổ chức, hướng dẫn các hoạt động của học sinh mà nhiều khi diễn biến ngoài tầm dự kiến của giáo viên. 1.2.2.2.Một số PPDH tích cực cần phát triển ở trường Trung học phổ thông  Phương pháp dạy học nêu vấn đề (NVĐ) Theo Lê Phước Lộc [15, tr.86] thì dạy học NVĐ là một tập hợp nhiều phương pháp dạy học đơn giản nhất (diễn giảng, thí nghiệm, đàm thoại, đọc sách..). Mà trong đó có sự phối hợp thống nhất giữa thầy và trò sao cho trò tự giác chấp nhận nhiệm vụ học tập là nhiệm vụ của chính mình, tích cực, tự lực, sáng tạo tìm tòi cách giải quyết nhiệm vụ học tập ấy thông qua việc kiểm tra các giả thuyết mà mình đã đặt ra. Như vậy, dạy học NVĐ có thể hiểu theo hai khía cạnh khác nhau như : - Theo mục đích của quá trình dạy học thì : dạy học NVĐ là dạy cách giải quyết một nhiệm vụ học tập. - Theo cách tổ chức dạy học thì : dạy học NVĐ là kiểu dạy học trong đó thầy nêu vấn đề bằng việc xây dựng tình huống có vấn đề và tổ chức cho trò tìm tòi giả thuyết, kiểm tra giả thuyết và vận dụng kết quả. Dù hiểu theo khía cạnh nào thì kiểu dạy học NVĐ cũng thể hiện một cách đầy đủ bản chất của quá trình dạy học (chỉ xét ở phương diện dạy : chỉ đạo; học: tự giác, tích cực..). Vai trò chỉ đạo của thầy thể hiện ở việc tạo ra tình huống, cấu trúc tình huống trở thành tình huống có vấn đề đối với HS, hướng dẫn HS giải quyết vấn đề (hướng dẫn đề xuất giả thuyết và chọn lựa giả thuyết đúng bằng lập luận, bằng thí nghiệm,..), hướng dẫn học sinh vận dụng tri thức mới vào thực tế hoặc vào chính những nhiệm vụ học tập khác. Do HS tự giác tiếp nhận tình huống học tập, các em tự xác định cho mình nhiệm vụ phải giải quyết tình huống đó bằng việc giả định một nguyên nhân, phán đoán một kết quả (từ tình huống) và lập kế hoạch để giải quyết tình huống ấy. Bằng con đường đó, không những HS thu nhận được kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới mà các em còn được rèn luyện năng lực tự lực nhận thức và phát triển được tư duy sáng tạo.  Cấu trúc của dạy học nêu vấn đề Cấu trúc của dạy học NVĐ đã được Lê Phước Lộc đúc kết một cách cô động bằng sơ đồ như Hình 1.7 [15, tr.119]. Theo đó, dạy học NVĐ bao gồm 3 giai đoạn:  Giai đoạn xây dựng tình huống có vấn đề : Đây là giai đoạn nhằm “dẫn dắt” học sinh đi từ chỗ sự việc, hiện tượng xảy ra có vẽ hợp lý đến chỗ không còn hợp lý nữa, hoặc đi từ những vấn đề học sinh biết nhưng chưa biết chính xác.. đến chỗ ngạc nhiên, cần biết chính xác v..v..để rồi hình thành ở các em một trạng thái tâm lí bức xúc, mong muốn giải quyết bằng được tình huống gặp phải. Có thể nói rằng, đây là giai đoạn quan trọng nhất cho kiểu dạy học NVĐ. Kết thúc giai đoạn này là bước phát biểu vấn đề nhằm tóm tắt lại tình huống đã đặt ra, đồng thời thông qua đó giáo viên có thể nhận biết được vấn đề được giáo viên đặt ra có trở thành tình huống có vấn đề đối với học sinh hay không.  Giai đoạn giải quyết vấn đề : Ở giai đoạn này có 2 bước quan trọng, có ý nghĩa to lớn trong quá trình dạy học. Đó là bước học sinh đề xuất được các giả thuyết và vạch được kế hoạch để kiểm tra giả thuyết đó. Thực tế dạy học cho thấy, học sinh thường không thể tự một mình đưa ra được những giả thuyết hay mà cần có sự trao đổi giữa các học sinh với nhau, những gợi ý giúp đỡ cần thiết của GV. Đây cũng chính là lúc lợi thế của hình thức học tập theo nhóm được thể hiện một cách rõ nét nhất. Có thể chỉ đơn lẻ một học sinh thì không thể đưa ra được một giả thuyết phù hợp, nhưng thông qua việc trao đổi tranh luận giữa các học sinh trong nhóm thì có thể đạt được. Đây cũng là điều mà giáo viên cần phải lưu tâm đến khi sử dụng hình thức học tập theo nhóm để sao cho hoạt động học tập của HS đạt hiệu quả cao. Bước tiếp theo của giai đoạn này là vạch kế hoạch kiểm tra giả thuyết và tiến hành kiểm tra giả thuyết đó. Bằng sự khéo léo của mình thông qua những gợi ý và phân tích các giả thuyết đã được HS đưa ra để đi đến những giả thuyết phù hợp cũng như kế hoạch kiểm tra giả thuyết đó một cách khả thi.  Giai đoạn vận dụng: Cũng giống như những phương pháp dạy học khác, kết thúc bài học bao giờ cũng là sự vận dụng kiến thức mới thu được vào trong thực tế cuộc sống. Đăc biệt là vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những tình huống mới._.hác 0. Theo em thì điều bạn Tùng đã nói trên là đúng hay sai ? Vì sao ? PHỤ LỤC 8 Giáo án Bài 34: ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG Mục tiêu kiến thức - Hiểu bản chất của động năng, phân biệt với công - Hiểu được mối quan hệ giữa công và động năng qua định lí động năng. Mục tiêu k năng và ph. triển tư duy, thái độ Vận dụng được khái niệm động năng và định lí động năng để giải thích các hiện tượng về cơ năng và giải toán. Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập - File hình ảnh, phần mềm thí nghiệm mô phỏng Chuẩn bị của HS - Làm bài tập quan sát đã cho ở bài trước - Tích cực hoạt động trong lớp. PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm - Khám phá Phương tiện DH - Máy vi tính, máy chiếu Projector - File hình ảnh và Thí nghiệm mô phỏng - Dụng cụ thí nghiệm đơn giản: máng, quả cầu, khúc gỗ. Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra bài cũ: (5’) - Công là gì? Một người kéo một chiếc xe ba gác trên đường, có những lực nào thực hiện công, đó là những công gì? - Giải bài tập 5 - tr.159 - SGK * Mở bài: (Cho HS tự nguyện trình bày kết quả quan sát ở nhà: 2 loại búa thợ rèn và đóng cọc) TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng 5’ 20’ * Trao đổi về 2 ví dụ: - Thợ rèn dùng búa lớn khi nào, búa nhỏ khi nào? - Đóng cọc: cây lớn thực hiện công lớn, tại sao? * (Hướng dẫn đọc SGK đi đến định nghĩa động năng) - Khả năng sinh công (A) của vật và m, v của vật ? - Năng lượng của vật chuyển động: Động năng * (Ghi bảng) Luyện tập nhanh (câu hỏi 1, trang 163) Bài 34: ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG 1. Động năng a) Định nghĩa : (SGK) - Biểu thức 21 2đ W mv (J) - Nhận xét Wđ vô hướng và phụ thuộc hệ qui chiếu b/ Ví dụ: (SGK) 2. Định lí động năng: Bài toán: ĐS V ? (-Câu hỏi C2 - Đọc ví dụ b ) (Nhắc lại các ví dụ trên → Mối quan hệ giữa công và đ.năng để chuyển v/đ) (Vẽ hình, viết tóm tắt bài toán, PP đàm thoại để giải toán. Một HS lên bảng giải, HS khác giải trên giấy nháp): Chúng ta sẽ tìm xem lực này sinh công bao nhiêu. Trước hết, ta cần những kiến thức nào cho mục đích này? Ta sẽ dùng những công thức nào để tìm mối liên hệ giữa công của lực với chuyển động của vật? - Hãy tìm biểu thức liên hệ giữa công của lực làm cho vật chuyển dời trên đoạn đường s và có vần tốc đầu, cuối là v1 và v2 ? - Em có nhận xét gì về (Ghi tóm tắt bài toán và vẽ hình theo) - Mối liên hệ ,v a  ,s - Công - ĐL 2 Newton v22 - v12 = 2as A= F.s và Fa m  A= F.s  2 22 1 2 v v s a  Fa m  2 2 2 1( ) 2 ma v vA a  2 2 2 1 2 2 mv mvA   F → vật (kl: m) → ch.đ. nh.d.đ với gia tốc a, độ dời s. Tìm công của lực trên đoạn s để vật có vân tốc đầu và cuối là v1 và v2? - Công của lực F thực hiện trên độ dời s 12A = F.s (1) F = ma (2) 2 2 2 1v - vs= 2a (3) Từ (1), (2) và (3)  2 2 2 1 12 v - vA = ma 2a 2 2 2 1 12 mv mvA = - 2 2 (4) hay 2 1d d A W W  (5) ĐS V 1 2 F  F   1v 2 v s ? ? 8’ 2’ kết quả vừa biến đổi? Hãy phát biểu thành lời biểu thức cuối cùng này. (-Giới thiệu định lí đ.n - Sửa bài làm trên bảng - Yêu cầu về nhà chép định lí đ.năng) Một vật đang chuyển động đều có Wđ1, tác dụng lực F làm vật chuyển động nhanh lên, công của lực này ? Động năng của vật biến đổi? Nếu vật chuyển động chậm lại?... (C3 và câu hỏi 2 tr.163) Luyện tập (Hướng dẫn HS giải BT v.dụng mục 3) - GV tóm tắt nội dung BT lên bảng - Yêu cầu đóng SGK lại, nêu định hướng giải BT - Chia lớp thành 4 nhóm: 2 nhóm dùng ĐL II Niu-tơn và CT cđ thẳng biến đổi đều, 2 nhóm áp dụng định lí A = W2 – W1 * Định lí: (SGK) * Nhận xét: - Động năng của vật: khả năng sinh công của vật - Nếu A > 0  động năng của vật tăng (tích lũy năng lượng) - Nếu A < 0  động năng của vật giảm (tiêu hao năng lượng) 3. Bài tập vận dụng Tóm tắt: Máy bay m = 5.103 kg; v0 = 0 ; v = 60 m/s, S = 530 m Fc = 0,02 P Fk = ? (Xem SGK) Giao nhiệm vụ về nhà - Năng lượng, động năng ? V ? 5’ động năng - SS kết quả giữa các nhóm với nhau, nhận xét và dùng PP đ.l đ.n Củng cố bài (- Giải lại bài tập được đặt ra ở phần mở đầu - Sử dụng câu hỏi 3 và 4 tr.163-SGK cho các nhóm làm song song ) và công có gì giống nhau, khác nhau - BT: 1,3,5,6 (tr.163) - BT 2 (tr. 163): tập trình bày - Bài tập quan sát: Búa máy đóng cọc. Công của cái gì và từ đâu có để làm cho cọc lún xuống đất? - Cách tính công của lực biến đổi (SGK-tr156) PHỤ LỤC 9 HỆ THỐNG BÀI TẬP CHO BÀI 34 ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG  Nhóm bài tập định lượng (N1): - N1-L1:  Bài tập ví dụ (tr.161)  BC1-34: Tập dượt nhanh sau khi có khái niệm động năng  BB1-34: Làm ở nhà hoặc tập dượt nhanh sau khi nói về tính tương đối của đ.năng - N1-L2:  Bài tập dẫn đến định lí động năng (tr. 161): Hướng dẫn HS làm (nghiên cứu tài liệu mới)  Bài tập vận dụng (mục 3-tr.162): Củng cố, làm tại lớp, có hướng dẫn  BB4, BB5, BB6 - 34: Các bài này vừa sức HS ở mức độ loại khá. Cần khai thác thêm các bài tập tổng hợp khó hơn ở SBT cho HS giỏi  Nhóm bài tập định tính (N2): - N2-L1:  C2 -34: Trao đổi nhóm ngay sau khi có khái niệm về tính tương đối của động năng  C3 -34: Trao đổi nhóm ngay sau khi có định lí động năng  BC2-34: Dùng để ngay sau khi có khái niệm động năng (nhóm)  BC3-34: Dùng để củng cố bài. Nếu thiếu thời gian thì để lại cho buổi ôn tập chương  BB2-34: Có thể dùng để mở đầu (2 cách giải) hoặc cho về nhà (cũng yêu cầu giải bằng 2 cách), yêu cầu HS trình bày lập luận của mình. Ba bài này có tác dụng phát triển tư duy rất hay: lập luận, so sánh, giả định điều kiện bài toán…Không nên không dùng chúng.  BC4-34: Dùng ngay sau khi có định lí động năng  T1-34: Một vật đang chuyển động đều có Wđ1, tác dụng lực F làm vật chuyển động nhanh lên, công của lực này ? Động năng của vật biến đổi? Nếu vật chuyển động chậm lại? (sử dụng ngay sau khi đã thiết lập được biểu thức liên hệ giữa công và độ biến thiên động năng của vật)  Nhóm bài tập thí nghiệm (N3): -N3 –L3:  Bài tập quan sát: Búa máy đóng cọc. Công của cái gì và từ đâu có để làm cho cọc lún xuống đất ? (BT này được dùng để mở đầu cho bài 35 tiếp theo)  Nhóm bài tập thí nghiệm (N4):  T1 - 34: Một người ngồi trên toa tàu đang chuyển động với vận tốc v1 thì ném một hòn đá về phía trước (theo hướng chuyển động của tàu) với vận tốc v2. Để tính động năng của viên sỏi so với mặt đất, một bạn học sinh đã lập luận như sau: Do ở trên tàu, viên sỏi có động năng 2212 mv so với tàu. Vậy động năng của nó là: 2 21 21 12 2mv mv . Một bạn học sinh khác lập luận rằng: Vận tốc của viên sỏi so với đất là 1 2v v nên động năng của viên sỏi là 21 21 ( )2 m v v . Tức là 2 2 1 2 1 2 1 1 2 2 mv mv mv v  . Hãy giải thích về sự mâu thuẫn giữa hai kết quả trên.  T2 - 34: Một máy bay có vận tốc v đối với mặt đất bắn ra phía trước một viên đạn có khối lượng m và vận tốc v đối với máy bay. Để tính động năng của đạn đối với mặt đất, có một học sinh lập luận như sau: Khi chưa bắn đạn cùng chuyển động với máy bay nên có động năng 2 2 mv , khi bắn ra đạn có thêm động năng 2 2 mv nên nó có động năng 2mv so với mặt đất. Lập luận này có đúng không ? Kết quả đúng là gì ? Hai bài tập này có thề sử dụng ngay sau khi học xong phần động năng PHỤ LỤC 10 Giáo án Bài 35: THẾ NĂNG - THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG Mục tiêu kiến thức - Nắm vững cách tính công do trọng lực thực hiện khi vật dịch chuyển, từ đó suy ra biểu thức của thế năng trọng trường. - Nắm vững mối quan hệ: công của trọng lực bằng độ giảm của thế năng 1 212 t t A W W  - Biết được thế năng trong cơ học là dạng năng lượng của một vật chỉ phụ thuộc vị trí tương đối giữa vật với Trái Đất, hoặc phụ thuộc độ biến dạng của vật so với trạng thái chưa biến dạng ban đầu. Từ đó phân biệt hai dạng năng lượng động năng và thế năng, hiểu rõ rằng thế năng luôn gắn với tác dụng của lực thế. Mục tiêu kĩ năng và ph. triển tư duy - Vận dụng được công thức xác định thế năng, trong đó phân biệt: + Công của trọng lực luôn làm giảm thế năng. Khi thế năng tăng tức là trọng lực đã thực hiện một công âm, bằng và ngược dấu với công dương của ngoại lực. + Thế năng tại mỗi vị trí có thế có giá trị khác nhau tùy theo cách chọn gốc tọa độ. Từ đó nắm vững tính tương đối của thế năng và biết chọn mức không của thế năng cho phù hợp trong việc giải các bài toán có liên quan đến thế năng. Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập - File hình ảnh (đập thủy điện hòa bình) - Một số viên bi có khối lượng khác nhau và một cục đất sét (thủ công) Chuẩn bị của HS - Ôn lại các kiến thức về phép phân tích lực đã học ở bài 13. - 4 nhóm HS: mỗi nhóm chuẩn bị 2 viên bi có khối lượng khác nhau, một cục đất sét (thủ công). PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm Phương tiện DH - Máy vi tính, máy chiếu Projector, các file hình ảnh - Một số viên bi có khối lượng khác nhau và một cục đất sét (thủ công) Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra: + Lý thuyết: Động năng là gì ? Phát biểu định lí về động năng- Biểu thức, đơn vị + Bài tập vận dụng: bài tập 6 - tr.163 SGK Hướng dẫn: Quãng đường xe đi được từ khi hãm phanh đến khi dừng lại ? Công của lực cản bằng độ biến thiên động năng, công bằng tích của lực và quãng đường đi *Mở bài: (Kiểm tra sự chuẩn bị ở nhà như đã dặn ở bài trước để nêu tình huống cho bài học) Bài tập quan sát: Búa máy đóng cọc. Công của cái gì và từ đâu có để làm cho cọc lún xuống đất? TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng 5’ 11’ (Hướng dẫn HS tìm hiểu khái niệm thế năng) Sử dụng - Bài tập q.sát (mở bài) Thả rơi các viên bi và q.sát độ lún sâu; q.sát c. đ của viên đạn và độ giãn của dây thun ở “nạn thun”. Đọc Ví dụ 1, 2 (tr. 164), trả lời câu hỏi sau: - Thế năng ?, nó  vào ? Chính xác hóa và ghi bảng Bài tập khám phá (công của trọng lực): bài tập N1-L2- T1-35 Hướng dẫn: (- Xác định lực tác dụng vào vật thực hiện công - SS công của trọng lực th. hiện được trong 2TH)  có kết luận gì về công của trọng lực và hình Giải quyết tình huống mở bài (TN, trao đổi kết quả TN) (Trao đổi nhóm sau đó làm việc cá nhân) Bài 35: THẾ NĂNG - THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG 1. Khái niệm thế năng - Thế năng là một dạng năng lượng +  vị trí tương đối của vật so với mặt đất + hoặc  độ biến dạng của vật so với trạng thái chưa biến dạng. 2. Công của trọng lực ? V ? ĐS Δ Δ 15’ dạng của đường đi ? kết luận trên còn đúng với hình dạng cđ bất kỳ hay không?  chuyển đến bài tập ở phần 2 (Vẽ hình, viết tóm tắt bài toán, PP đàm thoại để định hướng hoạt động giải toán). Chia lớp thành 4 nhóm, trả lời các câu hỏi sau: - Vì sao ta phải chia đường cong BC thành những đoạn s nhỏ ? - công nguyên tố A và công toàn phần ABC được xác định như thế nào ? - Có nhận xét gì về công của trọng lực và hình dạng của đường đi, vị trí đầu và cuối ? (Chính xác hóa trả lời của các nhóm, ghi bảng) tW mgz : được gọi là thế năng trọng (Trao đổi nhóm,sau đó đại diện nhóm trả lời và các nhóm nhận xét lẫn nhau ) ( chừa chỗ về nhà vẽ hình) Công của trọng lực làm vật di chuyển từ B đến C ABC = A = ( )B CP z P Z Z   ABC = mg( zB - zC ) (1) * Nhận xét: - Công của trọng lực +  hình dạng đường đi +  vị trí điểm đầu - cuối. 3. Thế năng trọng trường V ? ? ? ĐS trường Từ (1) hãy suy ra biểu thức liên hệ giữa công và thế năng ? phát biểu đ/n công của t.lực (Nhận xét, ghi bảng) Bài tập đồ thị : (chia lớp thành 3 nhóm) Yêu cầu HS đóng sách lại, chiếu ( hình 35.4 a- b-c ) lên bảng và yêu cầu nhận xét về giá trị của công và thế năng ứng với mỗi đồ thị Bài tập nghiên cứu tài liệu mới: yêu cầu HS đọc SGK và trả lời các câu hỏi sau: - Tại sao thế năng có tính tương đối ? - Thế năng trọng trường có phải là thế năng hấp dẫn hay không ? Vì sao ? - Đơn vị của thế năng là gì ?  Lực thế ? thế năng ? (Dựa vào kết quả làm việc cá nhân, GV bổ sung và chính xác hóa, đồng thời ghi bảng) ( Trao đổi nhóm, đại diện nhóm trả lời) Từ (1)   BC B CA mgz mgz Thế năng trọng trường: tW mgz  1 212 t t A W W  - (chừa chỗ về nhà ghi đ/n công của trọng lực) - tW :  việc chọn gốc tọa độ (gốc thế năng) - tW chỉ là trường hợp riêng của thế năng hấp dẫn - [ tW ] : (J) V ? ? ? ĐS V 2’ 5’ 2’ Trả lời câu C2 Bài tập N2-L2-T1-35 ( Cho HS xem hình ảnh đập thủy điện Hòa Bình) Củng cố bài Chia lớp thành 4 nhóm, mỗi nhóm làm một câu trong BT 3-tr167 - BT1-tr.167 Giao nhiệm vụ về nhà - Bài tập 1 (tr.167) và BT 5 (tr 168) SGK, bài tập 4.37 (tr.52) SBT. - Bài tập quan sát: Bắn cung, bắn “nạn thun” Công của cái gì và từ đâu có để làm cho tên (đạn) bay đi? - Ôn lại nội dung của định luật Hooke đã học ở bài 19 4. Lực Thế - Thế năng - Lực thế là lực mà công do nó thực hiện  vào hình dạng của đường đi mà  vào vị trí điểm đầu và điểm cuối - (chừa chỗ về nhà ghi đ/n th.năng) . PHỤ LỤC 11 HỆ THỐNG BÀI TẬP CHO BÀI 35 THẾ NĂNG - THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG  Nhóm bài tập định lượng N1: ? V ? - N1-L1:  BB - 35: Có thể sử dụng trong giai đoạn nghiên cứu tài liệu mới (chứng minh công của trọng lực không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu và cuối) - N1-L2:  T1-35: Dưới tác dụng của trọng lực, một vật có khối lượng m trượt không ma sát từ trạng thái nghỉ trên một mặt phẳng nghiêng có chiều dài BC = 2m và độ cao BD = 1m như hình 1.Hãy so sánh công do trọng lực thực hiện khi vật di chuyển từ B đến C và từ B đến D  BB4 - 35, BB5 - 35: Cho HS về nhà làm - N1-L3:  T1-35: Giải thích đồ thị hình 35.4, trang 165 (SGK) (Bài tập này cho HS thực hiện tại lớp)  Bài 4.36, 4.37 (tr.52 - SBT). Dùng cho HS khá giỏi. - N1-L4:  BB3- 35: Có thể sử dụng ngay sau khi xây dựng được biểu thức liên hệ giữa công của trọng lực và thế năng của vật hoặc dùng để cũng cố bài học hoặc cho HS về nhà làm (nếu không có thời gian).  T1- 35: Khi bắn cung, bắn “nạn thun” Công của cái gì và từ đâu có để làm cho tên (đạn) bay đi ? (bài này được sử dụng khi hình thành k.niệm thế năng hay để mở đầu cho bài giảng 36 tiếp theo)  Nhóm bài tập định tính (N2): - N2-L1:  C1-35, C2-35: dùng để luyện tập tại lớp  T1-35: Vì sao ta phải chia đường cong BC thành những đoạn s nhỏ ?  T2-35: Làm thế nào để xác định được công toàn phần ABC ? (Hai bài T1-35 và T2-35 này được dùng ngay khi tính công của trọng lực )  T3-35: Vì sao thế năng trọng trường có tính tương đối?  T4-35: Thế năng trọng trường có phải là thế năng hấp dẫn hay không? Vì sao ? (Hai bài T3-35 và T4-35 này được sử dụng để HS tìm hiểu về Wt )  T5-35: Một vật có khối lượng m nằm ở ngay trên miệng một cái giếng có chiều sâu là h. Chọn đáy giếng làm gốc thế năng, hỏi thế năng trọng trường trong trường hợp nào lớn hơn : m B h D  l Hình 1 a. Giếng không có nước b. Giếng chứa đầy nước ( Bài tập này sử dụng khi nghiên cứu về tính tương đối của thế năng) - N2-L2:  T1-35: Hãy tìm trong thực tế một số ứng dụng hiểu biết của con người về thế năng ?  Nhóm bài tập thí nghiệm (N3): -N3 –L3:  T1-35: Thả rơi các viên bi có khối lượng khác nhau và quan sát độ lún sâu của các viên bi đó vào cục đất sét. Cho biết công của cái gì và từ đâu có làm cho các viên bi lún sâu hay cạn khác nhau? (BT này có thể được dùng để cho HS về nhà làm sau khi học xong bài 34 và sẽ nhắc lại để mở đầu cho bài 35 tiếp theo hoặc khi hình thành khái niệm thế năng ) PHỤ LỤC 12 Giáo án Bài 36: THẾ NĂNG ĐÀN HỒI Mục tiêu kiến thức - Nắm được khái niệm thế năng đàn hồi như là một năng lượng dự trữ để sinh công của vật khi biến dạng. - Nắm vững mối liên hệ: công của lực đàn hồi bằng độ giảm thế năng đàn hồi. - Hiểu bản chất của thế năng đàn hồi là do tương tác lực đàn hồi (lực thế) giữa các phần tử của vật biến dạng đàn hồi Mục tiêu kĩ năng và ph. triển tư duy - Biết cách tính công do lực đàn hồi thực hiện khi vật biến dạng, từ đó suy ra công thức của thế năng đàn hồi - Biết áp dụng phương pháp đồ thị để tính công của lực đàn hồi - Giải thích được khả năng sinh công của vật biến dạng đàn hồi trong một số trường hợp cụ thể trong thực tế ( cung - tên, nhảy sào,...) Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập, cái “nạn thun” Chuẩn bị của HS - Ôn lại các kiến thức về định luật Hooke đã học ở bài 19 và cách tính công ở bài 33. PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm Phương tiện DH - Cái “nạn tun”, hai cái lò xo có độ cứng khác nhau và một số quả nặng Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra: (5’) + Lý thuyết: Thế năng ? Viết biểu thức của thế năng trọng trường và cho biết mối liên hệ giữa công của trọng lực và thế năng của vật + Bài tập vận dụng: Một vật có khối lượng m = 1 kg được thả rơi tự do từ độ cao 4m so với mặt đất. Hãy xác định công của trọng lực thực hiện khi vật cách mặt đất 1m. *Mở bài: (Kiểm tra sự chuẩn bị ở nhà như đã dăn ở bài trước để nêu tình huống cho bài học) Bài tập quan sát: Khi bắn “cung”, bắn “nạn thun”, công của cái gì và từ đâu có để làm cho tên (đạn) bay đi ? TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng 5’ 20’ (Hướng dẫn HS tìm hiểu về thế năng đàn hồi, công của lực đàn hồi) Sử dụng - Bài tập quan sát (mở bài) BT nghiên cứu tài liệu mới ( với con lắc lò xo nằm ngang) : Tính công do lực đàn hồi thực hiện làm quả cầu gắn với đầu lò xo di chuyển từ vị trí x1 đến vị trí x2 ? (Vẽ hình 36.1 – giới thiệu nội dung ) Gợi ý : thực hiện cách tính công tương tự như cách tính công của trọng Giải quyết tình huống mở bài Trao đổi nhóm, sau đó đại diện nhóm lên trình bày kết quả) Bài 35: THẾ NĂNG ĐÀN HỒI 1. Công của lực đàn hồi ( chừa chỗ về nhà vẽ hình 36.2) ? V 8’ lực ở bài 35 (-Biểu thức: Fđh = ?A =? - Lực Fđh thay đổi theo x, làm thế nào để xác định A? - chia nhỏ x  n x để Fđh không thay đổi. + công nguyên tố x ? + công toàn phần A12 ? + Có suy nghỉ gì về A12 và SBCDE, SOBE, SOCD ?) (dựa vào đồ thị hình 36.2) (Chính xác hóa kết quả làm việc của các nhóm, bổ sung và ghi bảng) Tại sao lực đàn hồi là lực thế ? C2 Wđh = 2 2 kx : là thế năng đàn hồi của lò xo - Từ (3)  Biểu thức liên hệ giữa công của lực đàn hồi và Wđh ? Phát biểu - Tại sao Wđh có tính tương đối ? - Đơn vị của Wđh ? (Dựa vào kết quả làm việc cá nhân, GV bổ - Lực đàn hồi Fđh = - kx (1) - Công nguyên tố: .dhA F x k x      (2) - Công toàn phần : 12 BCDEA A S     OCD OBES S    2 2 1 1 2 2 kx x kx x      hay 2 2 1 2 12 2 2 kx kxA   (3) - Lực đàn hồi là lực thế 2. Thế năng đàn hồi - Thế năng đàn hồi: ? ? ? ĐS V V 5’ 2’ sung và chính xác hóa, ghi bảng ) Củng cố bài Làm BT đồ thị N1- L3-T1- 36 và BB1-36 Giao nhiệm vụ về nhà - Bài tập 1,2 (tr.171) và bài 4.39 (tr.52) SBT. - Bài tập: Khi con lắc dao động nó có thể thực hiện công, nhưng làm sao biết nó thực hiện công? - Ôn lại kiến thức động năng và thế năng Wđh = 2 2 kx - Công của lực đàn hồi bằng độ giảm thế năng đàn hồi 1 212 dh dh A W W  - [Wđh] : (J) - Thế năng đàn hồi có tính tương đối (phụ thuộc cách chọn gốc tọa độ) PHỤ LỤC 13 HỆ THỐNG BÀI TẬP CHO BÀI 36 THẾ NĂNG ĐÀN HỒI  Nhóm bài tập định lượng (N1): - N1-L1: V  T3-36: Một lò xo được đặt nằm ngang, đầu bên trái của nó được giữ chặt. Khối lượng lò xo không đáng kể và lúc đầu lò xo không biến dạng. Tác dụng một lực kéo vào đầu bên phải làm cho lò xo dãn một đoạn 2,5 cm. a. Tìm thế năng đàn hồi của lò xo tại vị trí lò xo dãn ra 2,5 cm, biết độ cứng của lò xo bằng 1 000 N/m b. Nếu thế năng đàn hồi tăng lên tới giá trị 0,55 J thì độ dãn của lò xo bằng bao nhiêu? c. Tính công của lực đàn hồi trong biến dạng của lò xo ứng với hai vị trí nêu trên. Ngoại lực đã thực hiện công như thế nào? (Bài tập này có thể dùng để củng cố hay luyện tập ở nhà) - N1-L2:  BB1: Dùng để củng cố bài  T1-36: Tính công do lực đàn hồi thực hiện làm quả cầu gắn với đầu lò xo di chuyển từ vị trí x1 đến vị trí x2 . Sử dụng trong quá trình nghiên cứu (công của lực đàn hồi - thế năng)  T2-36: Một lò xo có độ cứng k = 100 N/m treo thẳng đứng. Đầu dưới móc vào một vật nặng m = 1 kg, đầu trên treo vào một điểm cố định. Lấy g = 10 m/s2. Xãy xác định thế năng của hệ khi vật m cách vị trí cân bằng một đọan 2 cm phương thẳng đứng hướng xuống dưới. Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng (về nhà làm)  T3-36: Một lò xo có chiều dài 1 31l cm khi treo vật có khối lượng m1 = 100 g và có chiều dài 2 32l cm khi treo vật có khối lượng m2 = 200 g. Tính công cần thiết để kéo lò xo dãn ra từ 3 35l cm đến 4 40l cm . Lấy g = 10 m/s2 ( Bài này cho HS về nhà làm)  T4-36: Hai lò xo có độ cứng k1 = 20 N/m, k2 = 60 N/m nối với nhau theo phương thẳng đứng. Đầu trên của hệ được giữ cố định, đầu dưới treo một vật có khối lượng 150 g như hình 36.7. Bỏ qua khối lượng của mỗi lò xo a. Tìm độ biến dạng của mỗi lò xo tại vị trí cân bằng O b. Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng xuống dưới một đoạn x = 2 cm. Tính thế năng của hệ tại vị trí này. Chọn mức không của thế năng tại O (Bài này dành cho HS khá-Giỏi về nhà làm) - N1-L3: k1 k2 Hình 36.7  T1-36: Theo đồ thị (hình 36.2) thì công toàn phần A12 của lò xo được xác định như thế nào ? Nó có liên quan gì với diện tích của hình tam giác và hình bình hành ? (Có thể thực hiện bài tập này tại lớp khi tính công của lực đàn hồi) - N1-L4:  T1-36: Một khẩu súng đồ chơi có một lò xo dài 10 cm, lúc bị nén chỉ còn dài 4 cm thì có thể bắn thẳng đứng một viên đạn có khối lượng 30 g lên cao 6 m. Tìm độ cứng của lò xo. (Cho HS về nhà làm)  Nhóm bài tập định tính (N2) - N2-L1:  C2-36: Có thể sử dụng khi củng cố (nếu có thời gian hoặc cho HS về nhà làm)  T1 -36: Thế năng đàn hồi luôn có giá trị dương, nhưng thế năng trọng trường có thể dương hoặc âm. Hãy giải thích tại sao ? - N2-L2:  T1-36: Hãy tìm trong thực tế một số ứng dụng hiểu biết của con người về thế năng đàn hồi ? PHỤ LỤC 14 Giáo án Bài 37: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG Mục tiêu kiến thức Định luật BTCN và các trường hợp vận dụng. Mục tiêu kĩ năng và ph.triển tư duy Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải thích hiện tượng và bài tập về năng lượng cơ Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập - Dụng cụ thí nghiệm con lắc đơn, con lắc lò xo Chuẩn bị của HS - Ôn lại các khái niệm: động năng, thế năng, hệ kín - Các bài tâp quan sát thực tế PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm - PPDH khám phá, làm việc nhóm Phương tiện DH - Dụng cụ thí nghiệm con lắc đơn, con lắc lò xo Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra bài cũ: (5’) - Viết biểu thức của thế năng đàn hồi và biểu thức tính công của lực đàn hồi thực hiện trong biến dạng của lò xo. - Tại sao thí nghiệm tính công của lực đàn hồi, người ta đặt lò xo nằm ngang? - Làm bài tập 1 (câu a và b) - Trang 171 - SGK * Mở bài: (Trở lại thí nghiệm con lắc lò xo – dùng hình vẽ) Khi con lắc dao động nó có thể thực hiện công, nhưng làm sao biết nó thực hiện công ? (Yêu cầu HS chỉ ra cách phát hiện, hướng dẫn HS (tưởng tượng) đặt vật cản tại một vị trí bất kì và tại điểm x max để chỉ ra động năng và thế năng→ Giới thiệu sự biến đổi qua lại giữa chúng. TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng 10’ Δ Cho con lắc đơn dao động, giới thiệu động năng và thế năng của nó. Yêu cầu HS đọc phần mở đầu, sau đó mô tả lại sự chuyển hóa giữa hai loại năng lượng này (trên thí nghiệm). (Vẽ hình 37.2 – giới thiệu nội dung ) - Hãy viết các biểu thức các loại năng lượng của vật tại 2 điểm, cho nhận xét? (ghi bảng) - Ta xem xem sự thay đổi này liên quan thế nào - Trọng lực thực hiện Bài 37: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG 1. Thiết lập định luật a) Trường trọng hợp lực - Vật m rơi Qua A và B, độ cao z1, z2, vận tốc v1,v2 - Năng lượng vủa vật . Tại A: Wt1 , Wđ1 . Tại B: Wt2 , Wđ2 - Công của lực trọng trường 2 v z  1v z1 z2 o A B Δ V V ĐS V Wt Wđ 8’ công làm vật rơi xuống. Công đó được tính như thế nào? (Ghi bảng, biến đổi) – Các em có nhận xét gì từ (4) ? - Đây là một định luật về năng lượng của vật rơi trong trường trọng lực. (Thầy vẽ đồ thị 37.3 lên bảng-HS Khám phá ) Hãy nghiên cứu đồ thị 37.3 và giải thích. (Vẽ hình 37.4 a -Nhắc lại thí nghiệm con lắc lò xo) Hãy đọc đoạn b, giải thích biểu thức 37.4. (khám phá) Tại sao trong thí nghiệm này, người ta dùng con lắc lò xo ngang 2 2 2 1 12 2 2 mv mvA   (1) hoặc 12 1 2A mgz mgz  (2) - Từ (1) và (2) ta suy ra 2 2 1 2 1 22 2   mv mvmgz mgz (3) → 1 1 2 2d t d tW W W W   (4) Cơ năng Cơ năng tại A tại B * Định luật bảo toàn cơ năng: (SGK) b) Trường hợp lực đàn hồi (Hình vẽ) W = Wđ + Wđh = 2 2 2 2 mv kx = hs -Vị trí biên (xmax phải) Wđ = 0, Wđh cực đại -Vị trí cân bằng Wđ cực đại , Wđh = 0 -Vị trí biên (xmax trái) Wđ = 0, Wđh cực đại ? V V ? V ? 2’ 5’ mà không dùng con lắc lò xo treo? Cả 2 trường hợp trên, các lực đều có đặc điểm chung là lực thế (công thực hiện không phụ thuộc đường đi). Có thể nói: cơ năng của vật chịu tác dụng của lực thế được bảo toàn. C2 (Trao đổi chuyển tiếp) - Còn lực nào khác tác dụng lên con lắc đơn khi dao động ? - Thực tế, lò xo (hình) có dao động mãi mãi được không? Vì sao? Lực ma sát (không phải lực thế) cản trở chuyển động làm chuyển động mất dần → cơ năng không còn bảo toàn . - Khi đó độ biến thiên cơ năng của vật được xác định như thế nào ? c) Trường hợp lực thế bất kỳ Định luật bảo toàn cơ năng dạng tổng quát : Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế luôn được bảo toàn 2. Biến thiên cơ năng. Công của lực không phải lực thế - Vật chịu tác dụng của ? V V V V 10’ (Bài tập 1, tr. 177) (Chia lớp thành 2 bộ phận, đọc SGK bài giải vận dung) Yêu cầu: Làm việc cá nhân, lần lượt đại diện lên giải, từng bộ phận cho nhận xét và giải thích nhận xét đó (Về nhà giải lại cẩn thận vào tập) Củng cố bài lực không phải lực thế → cơ năng của vật không bảo toàn. - Ví dụ: Vật rơi từ 1 đến 2 A12 (lực k. thế) = W2 - W1 (Xem CM trong SGK) - KL : Khi vật chịu tác dụng của lực k.thế, cơ năng không bảo toàn. Công của lực này bằng độ biến thiên cơ năng của vật. 3. Bài tập vận dụng Bài 1: Bài 2 H  C A  T P  l h B C D h ? ? ĐS V 3’ 2’ Luyện tập: Một HS có khối lượng m trượt theo cầu trượt nước. (công viên nước). Đỉnh cầu trượt có độ cao h (m) so với mặt nước. Vận tốc chạm nước của người đó bằng bao nhiêu ? (ma sát = 0). Hãy so sánh vận tốc đó với một vật cũng có khối lượng m như vậy, rơi từ độ cao h ấy. Em có nhận xét gì ? Giao nhiệm vụ về nhà - C1 - Giải thích đồ thị hình 37.4 b (tr.173) - Câu hỏi 2 và 3 (tr. 177) - Dặn học các kiến thức cơ bản : ĐLBT cơ năng (trong trường trọng lực, lực đàn hồi, trường lực thế bất kỳ), cơ năng của vật khi lực tác dụng không phải là lực thế. - Bài 2,3,4 (tr. 177) - Ôn lại các k. niệm : hệ kín, động lượng, động năng -Cho thêm bài 4.50, 4.51 (tr.54,55 – SBT) PHỤ LỤC 15 HỆ THỐNG BÀI TẬP CHO BÀI 37 ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG  Nhóm bài tập định lượng N1: - N1-L1:  C1-37: Có thể luyện tập ngay tại lớp hoặc ở nhà (nếu trên lớp thiếu giờ)  Bài tập vận dụng 1 và 2 (trang 175 và 176) - N1-L2:  BB2, BB3, BB4: (Thực ra các bài tập này cũng ở mức độ tập dợt ĐLBTCN song trong đó có một số vấn dề cần nhớ lại kiến thức cũ và một ít suy luận, nên có thể dể chúng ở loại này)  Bài 4.50, 4.51 (tr.54,55 – SBT).  Bài 4.58 (tr.56 – SBT). Dùng cho HS khá giỏi.  T1-37: Một HS có khối lượng m trượt theo cầu trượt nước. (công viên nước). Đỉnh cầu trượt có độ cao h (m) so với mặt nước. Vận tốc chạm nước của người đó bằng bao nhiêu ? (ma sát = 0). Hãy so sánh vận tốc đó với một vật cũng có khối lượng m như vậy, rơi từ độ cao h ấy. Em có nhận xét gì ? (dùng để củng cố) - N1-L3:  T1-37: Giải thích đồ thị hình 37.3, trang 172 (SGK)  T2-37: Giải thích đồ thị hình 37.4 b, trang 173 (SGK) Nếu có thời gian thì thực hiện tại lớp. Nếu không, cho HS về nhà làm.  Nhóm bài tập định tính (N2): - N2-L1:  C2-37  T1-37: Trong thí nghiệm con lắc lào xo, tại sao người ta phải dùng con lắc dao động ngang mà không dùng con lắc treo?  T2-37: Một vật được ném thẳng dứng lên cao, điều gì đã làm cho vận tốc của vật giảm dần ? Sau khi đạt cực đại về độ cao, điều gì đã làm cho vận tốc của vật tăng dần khi nó rơi xuống ? ( Sử dụng khi tìm hiểu Wđ Wt ) - N2-L2:  T1-37: Hãy tìm trong thực tế, những hệ nào có thể xem gần đúng áp dụng được ĐLBTCN ?  Nhóm bài tập thí nghiệm (N3): - N3-L2:  SBT-4.68 - 35  T1-37: Dùng một lò xo mềm (bằng nhựa cho trẻ em chơi). Treo một đầu lên cao sao cho nó giãn ra hết nhưng vẫn còn cách mặt đất một khoảng. Cho nó dao động. Quan sát, đếm xem được bao nhiêu chu kì và giải thích tại sao đến một lúc nào đó nó dừng lại.  T2-37: Cho một quả bóng bàn rơi thẳng đứng xuống nền gạch. Làm sao xác định được công cản của không khí đối với quả bóng này? ._.