Thiết kế phương án dạy một số bài học của chương `Các định luật bảo toàn` - Vật lí 10 nâng cao theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÍ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN DẠY MỘT SỐ BÀI HỌC CỦA CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” – VẬT LÍ 10 NÂNG CAO THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, CHỦ ĐỘNG, SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH”. GVHD: TS Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh MSSV: K31102266 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 3 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Phạm Thế Dân đã hướng dẫn và chỉ bảo cho em tận tình trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu đề tài của khóa luận tốt nghiệp này. Em xin chân thành cám ơn quý thầy cô giáo trong tổ bộ môn phương pháp và ban chủ nhiệm khoa vật lí trường ĐHSP Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho em trong quá trình hoàn thành đề tài khóa luận này. Em xin cám ơn thầy Nguyễn Trường Sinh đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình thực nghiệm sư phạm. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô giáo cùng các em học sinh trường THPT Nguyễn Du, Tp.Vũng Tàu đã tạo điều kiện gúp đỡ em hoàn thành yêu cầu của đề tài. Cuối cùng, em xin gởi lời cám ơn sâu sắc đến những người thân, những người bạn đã luôn giúp đỡ, động viên em trong quá trình thực hiện đề tài. Tp Hồ Chí Minh, 2010 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 4 MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Thế kỉ 21, thế kỉ của trí tuệ, văn minh nhân loại, thời kì bùng nổ của tri thức và công nghệ,…Cách mạng khoa học công nghệ tiếp diễn với nhịp độ cao, đặt ra nhiều vấn đề mới, những vấn đề rất chung, rất tổng quát như trong lĩnh vực tư duy và hoạt động kinh tế xã hội. Chính những vấn đề đó đòi hỏi con người phải được hoàn thiện về giáo dục. Việc đào tạo người lao động cho xã hội hiện đại dẫn đến sự nghiệp giáo dục cũng cần phải đổi mới, nhằm tạo ra những con người có đầy đủ trí tuệ, năng lực sáng tạo, hoàn thiện về nhân cách. Nghị quyết TW 2 khóa VIII của Đảng đã chỉ rõ “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục – đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh…” [7]. Nghị quyết TW 4 khóa VIII của Đảng đã khẳng định: “Đổi mới phương pháp dạy và học ở các cấp học, bậc học, áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề” [1] và đã được thể chế hóa trong Luật giáo dục. Điều 28.2 luật giáo dục đã ghi “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” [1]. Xu thế của thời đại đòi hỏi sự nghiệp giáo dục có những đổi mới căn bản. Sau đây là những định hướng về đổi mới phương pháp dạy học: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 5 • Sử dụng các phương pháp dạy học tiên tiến theo tinh thần phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh. • Chuyển từ phương pháp chủ yếu là diễn giảng của giáo viên sang phương pháp chủ yếu là tổ chức cho học sinh hoạt động để tự lực chiếm lĩnh kiến thức và kĩ năng. • Tăng cường học tập cá nhân, phối hợp một cách hài hòa với học tập hợp tác. • Coi trọng bồi dưỡng phương pháp tự học. • Coi trọng rèn luyện kĩ năng ngang tầm với việc truyền thụ kiến thức. • Tăng cường làm thí nghiệm trong dạy học. • Đổi mới cách soạn giáo án trong đó giáo viên phải có định hướng cho học sinh hoạt động tích cực, là người chỉ đạo hoạt động, với chức năng quan trọng là tổ chức tình huống học tập, kiểm tra, định hướng hoạt động học và thể chế hóa kiến thức. [1] Trong chương trình vật lí phổ thông, kiến thức cơ bản làm hành trang cho các em học sinh tiếp cận các kiến thức khác chính là phần cơ học. Một trong những phần kiến thức quan trọng là các dạng năng lượng và các định luật bảo toàn. Việc tiếp nhận nội dung kiến thức trong phần này phần lớn là thừa nhận, học sinh tiếp thu kiến thức theo lối áp đặt. Vì thế, học sinh mắc phải những sai lầm trong tiếp nhận kiến thức là không tránh khỏi. Để giúp học sinh có thể tiếp thu kiến thức một cách tốt nhất, có thể phát huy tính tích cực sáng tạo, khả năng tư duy trong nhận thức và có thể vận dụng vào thực tế một cách hiệu quả, tôi thiết nghĩ cần phải thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học hợp lí, theo tư tưởng đổi mới phương pháp dạy học lấy học sinh làm Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 6 trung tâm của sự học và sự dạy. Tuy nhiên, để hạn chế việc giáo viên phải truyền thụ kiến thức theo kiểu truyền thống, tôi cũng mạnh dạn đưa ra phương án dạy học tránh được sự thông báo, tìm ra kiến thức trên cơ sở các công cụ và phương tiện hỗ trợ. Chính vì những lí do đó, tôi chọn đề tài: “Thiết kế phương án dạy một số bài học của chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 nâng cao theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh”. II. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI: Nghiên cứu và xây dựng tiến trình dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong một số bài của chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 nâng cao. III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Nội dung kiến thức cơ bản, hoạt động dạy và học của giáo viên và học sinh trong dạy học các bài “Định luật bảo toàn động lượng”, “Động năng- Định lí động năng”, “Thế năng. Thế năng trọng trường” và bài “Định luật bảo toàn cơ năng” của chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 nâng cao. IV. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC: Dựa trên cơ sở vận dụng những quan điểm lý luận dạy học hiện đại có thể tổ chức hoạt động học tập của học sinh trong dạy học một số bài của chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 nâng cao theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh. V. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 7 - Nghiên cứu cơ sở lí luận của phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh. - Phân tích những nội dung kiến thức cơ bản của các bài “Định luật bảo toàn động lượng”, “Động năng- Định lí động năng”, “Thế năng. Thế năng trọng trường” và bài “Định luật bảo toàn cơ năng” - Thiết kế phương án dạy học các kiến thức bài “Định luật bảo toàn động lượng”, “Động năng- Định lí động năng”, “Thế năng. Thế năng trọng trường” và bài “Định luật bảo toàn cơ năng” (SGK vật lí 10 nâng cao) theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh. - Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi, hoàn thiện tiến trình dạy học đã soạn thảo. VI. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học để làm sáng tỏ những quan điểm đề tài sẽ vận dụng về việc tổ chức tình huống học tập, hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí, thiết kế phương án dạy học. - Nghiên cứu các tài liệu về vật lí: SGK, sách giáo viên, sách tham khảo về các định luật bảo toàn để xác định nội dung kiến thức cần dạy cho học sinh nắm vững. - Vận dụng các cơ sở lí luận đã nêu để thiết kế tiến trình dạy học một số bài học của chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 nâng cao và tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hoàn thiện tiến trình đã soạn. NỘI DUNG Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 8 CHƯƠNG 1: NHỮNG CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA DẠY HỌC THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, CHỦ ĐỘNG, SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH Quan điểm hiện đại về dạy học hiện nay cho rằng: “Dạy học bằng hoạt động thông qua hoạt động của học sinh để học sinh tự lực, tích cực chiếm lĩnh kiến thức”. Điều đó có nghĩa là: dạy học vật lí không chỉ truyền thụ hệ thống kiến thức cơ bản mà điều quan trọng là xây dựng cho học sinh một tiềm lực, một bản lĩnh thể hiện ở phương pháp suy nghĩ và làm việc, trong cách tiếp cận, giải quyết các vấn đề thực tiễn đồng thời giúp họ có khả năng phát triển vốn hiểu biết đã có, biết được năng lực sở trường của mình để lựa chọn nghề nghiệp, thích ứng với sự phát triển của xã hội. Việc dạy học theo quan điểm trên có tác dụng thiết thực để học sinh chủ động xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức, vận dụng vào thực hành, kiến thức của họ trở nên vững chắc và sinh động hơn. Từ đó, việc phát hiện và bồi dưỡng đội ngũ nhân tài cho đất nước trở nên thuận lợi hơn. Vật lí là một môn thực nghiệm, song vai trò của lí thuyết ngày càng được đề cao và phát triển. Hệ thống phương pháp và kỹ năng càng phong phú, đòi hỏi học sinh phải có tư duy phát triển. Do đó phát triển tư duy và năng lực sáng tạo vừa là mục đích vừa là phương tiện trong dạy học vật lí ở trường phổ thông. Muốn đạt được mục tiêu đó, trong dạy học, giáo viên phải có hiểu biết chắc chắn kiến thức sẽ dạy, hình dung được con đường giải quyết vấn đề và xây dựng kiến thức đó để hướng dẫn học sinh luyện tập giải quyết vấn đề. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 9 1.1 Quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm Quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm là quan điểm dạy học nhấn mạnh vai trò chủ đạo của học sinh trong học tập. Ở đây, kiến thức thường được học sinh xây dựng với sự chỉ đạo của giáo viên. Sự tò mò của học sinh được khích lệ và khuấy động. Quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm có những đặc trưng cơ bản là: ♦ Học sinh là chủ thể của hoạt động dạy học Học sinh không thụ động nghe giáo viên giảng và truyền đạt kiến thức mà học tích cực bằng hành động của chính mình, nghĩa là học sinh tự tìm ra “cái chưa biết”, “cái cần khám phá”, tự mình tìm ra kiến thức. học sinh không phải được đặt trước những kiến thức có sẵn của sách giáo khoa hay bài giảng áp đặt của thầy giáo mà là những tình huống cụ thể, thực tế trong cuộc sống. Từ việc xuất hiện những mâu thuẫn trong nhận thức, học sinh có nhu cầu , hứng thú giải quyết những vấn đề trong các tình huống. Tự đặt mình vào tình huống của cuộc sống, người học quan sát, suy nghĩ, tra cứu, làm thí nghiệm, đặt giả thuyết, phân tích, phán đoán, giải quyết vấn đề. Tuy nhiên, những kiến thức mà học sinh khám phá, tìm hiểu được có thể mắc nhũng sai sót, không hoàn thiện. Lúc này, lớp học sẽ là nơi để người học được hoàn thiện về những mảng kiến thức đó cho hoàn thiện, chính xác hơn. ♦ Lớp học là thực tiễn xã hội của học sinh Lớp học là cộng đồng của chủ thể, là thực tiễn xã hội ngày nay và ngày mai của người học trong nhà trường. Lớp học được tổ chức nhằm mục đích giáo dục, làm môi trường xã hội trung gian cho sự tác động tích cực của thầy và trò. Lớp học là nơi giao tiếp thường xuyên, mặt đối mặt, giữa trò và trò, trò và Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 10 thầy, được bố trí linh hoạt để biểu tượng cho chủ thể trung tâm học sinh và mối quan hệ thầy – trò mới. Lớp học chính là nơi để học sinh có thể trình bày, trao đổi, tranh luận với các bạn cùng lớp, từ đó làm cho kiến thức chủ quan của người học mới bớt phần phiến diện, tăng thêm tính khách quan, khoa học. Học bạn chính là bước đầu cần thiết cho học sinh. Tuy nhiên, các chủ thể có khi cũng gặp phải những tình huống không xử lý được, những cuộc tranh luận không kết luận được thì lại phải cần đến vai trò của giáo viên. ♦ Giáo viên là người tổ chức, hướng dẫn và là “trọng tài” cho hoạt động học tập của học sinh Theo quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm, giáo viên là người sẽ định hướng , đạo diễn cho học sinh tích cực, chủ động khám phá ra các kiến thức. Ở đây, quan hệ thầy – trò tồn tại trên cơ sở sự tin cậy, tôn trọng, hợp tác lẫn nhau. Khi cá nhân và cả tập thể lớp đứng trước những tranh luận chưa ngả ngũ, người thầy sẽ là một người “trọng tài khoa học”, là người kết luận có tính chất khẳng định về mặt khoa học, giúp học sinh xử lý đúng đắn các tình huống phức tạp nổi lên trong quá trình hoạt động học tập. ♦ học sinh tự đánh giá hoạt động học tập của mình Sau khi trao đổi, hợp tác với các bạn và dựa vào kết luận của thầy, học sinh tự đánh giá lại sản phẩm của mình, tự chỉnh sửa những lỗi lầm mắc phải trong sản phẩm đó, tự rút kinh nghiệm về cách học, cách giải quyết vấn đề, tự hoàn thiện sản phẩm của mình. Trên đây là 4 đặc trưng cơ bản của quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm, có thể tổng hợp qua bảng so sánh tóm tắt với những đặc trưng của quan điểm dạy học cổ truyền như sau: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 11 Quan điểm dạy học cổ truyền Quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm 1- Thầy truyền đạt kiến thức 2- Thầy độc thoại – phát vấn 3- Thầy áp đặt kiến thức có sẵn 4- Trò học thuộc lòng 5- Thầy độc quyền đánh giá, cho điểm cố định 1- Trò tự tìm ra kiến thức bằng hành động của chính mình 2- Đối thoại trò –trò, trò – thầy, hợp tác với bạn, học bạn 3- Hợp tác với thầy, khẳng định kiến thức do trò tìm ra 4- Học cách học, học cách giải quyết vấn đề, cách sống và trưởng thành 5- Tự đánh giá, tự sửa sai, tự điều chỉnh, làm cơ sở để thầy cho điểm. 1.2 Tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong học tập Tính tích cực học tập là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự cố gắng cao về nhiều mặt trong học tập (L.V. Rebrova, 1975). Học tập là một trường hợp riêng của nhận thức: “Một sự nhận thức đã được làm cho dễ dàng đi và được thực hiện dưới sự chỉ đạo của giáo viên” (P.N. Erdonive, 1974). Vì vậy, nói tới tích cực học tập thực chất là nói tới tích cực nhận thức, mà tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức của học sinh, đặc trưng ở khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức. Khác với quá trình nhận thức trong nghiên cứu khoa học, Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 12 quá trình nhận thức học tập không nhằm phát hiện những điều loài người chưa biết về bản chất, quy luật của các hiện tượng khách quan mà nhằm lĩnh hội những tri thức loài người đã tích lũy được. Tuy nhiên, trong học tập học sinh cũng phải “khám phá” ra những điều mới đối với bản thân mình, dù đó chỉ là những khám phá lại những điều loài người đã biết. Con người chỉ thực sự nắm vững cái mà chính mình đã giành được bằng hoạt động của bản thân. Học sinh sẽ thông hiểu và ghi nhớ những gì đã trải qua hoạt động nhận thức tích cực của mình, trong đó các em đã phải có những cố gắng trí tuệ, đó là chưa nói đến tới một trình độ nhất định, thì sự học tập sẽ mang tính nghiên cứu khoa học và người học cũng có thể tìm ra kiến thức mới cho nhân loại. * Các biểu hiện của tính tích cực học tập Có nhiều trường hợp tính tích cực học tập biểu hiện ở những hoạt động cơ bắp nhưng quan trọng là sự biểu hiện ở những hoạt động trí tuệ, hai hình thức biểu hiện này thường đi liền với nhau. Theo G.I.Sukina (1979) có thể nêu những dấu hiệu của tính tích cực hoạt động trí tuệ như sau: - Học sinh khát khao tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên, bổ sung câu trả lời cho bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra. - Học sinh nêu thắc mắc, đòi hỏi phải giải thích cặn kẽ những vấn đề giáo viên trình bày chưa đủ rõ. - Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kĩ năng đã học để nhận ra vấn đề mới và vận dụng vào thực tiễn. - Học sinh mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 13 Ngoài những biểu hiện nói trên mà giáo viên dễ nhận thấy còn có những biểu hiện về mặt cảm xúc, khó nhận thấy hơn, như thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc nhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm ra lời giải cho một bài tập. Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể học sinh, bộc lộ rõ ở các lớp học sinh bé, kín đáo ở học sinh lớp trên.G.I. Sukina còn phân biệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt ý chí: - Tập trung chú ý vào vấn đề đang học. - Kiên trì làm xong bài tập. - Không nản trước những tình huống khó khăn. - Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học: tiếc rẻ cố làm cho xong hoặc vội vã gấp vở chờ lệnh ra chơi. * Các cấp độ của tính tích cực học tập Có thể phân biệt tính tích cực ở ba cấp độ khác nhau, từ thấp lên cao: - Bắt chước: Học sinh tích cực bắt chước hoạt động của giáo viên, của bạn bè. Trong hoạt động bắt chước cũng phải có sự gắng sức của thần kinh và cơ bắp. - Tìm tòi: Học sinh tìm cách độc lập giải quyết nhiệm vụ hay bài tập nêu ra, mò mẫm những cách giải khác nhau để tìm ra lời giải hợp lí nhất. - Sáng tạo: Học sinh nghĩ ra cách giải mới độc đáo hoặc xây dựng những bài tập mới, hoặc cố gắng lắp đặt những thí nghiệm mới để chứng minh bài học. Tất nhiên mức độ sáng tạo của học sinh là có hạn nhưng đó chính là mầm mống để phát triển trí sáng tạo về sau. Có thể hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh bằng nhiều biện pháp khác nhau. Cụ thể là: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 14 - Tổ chức hoạt động sáng tạo của học sinh gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới. Việc nghiên cứu kiến thức mới sẽ thường xuyên tạo ra các tình huống đòi hỏi học sinh phải đưa ra những ý kiến mới, giải pháp mới đối với bản thân họ. Mặt khác, các kiến thức vật lí được xây dựng đi từ dễ đến khó, phù hợp với trình độ học sinh, tận dụng được những kinh nghiệm sống hằng ngày, tạo điều kiện cho họ có thể đề xuất ra được những ý kiến mới mẻ,có ý nghĩa. - Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết dựa trên sự tương tự, sự liên tưởng đến một kinh nghiệm đã có, dựa trên mối quan hệ định lượng, định tính, … - Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán: từ một dự đoán, giả thuyết, suy ra một hệ quả có thể quan sát được trong thực tế, sau đó tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng xem hệ quả rút ra bằng suy luận có phù hợp thí nghiệm không. 1.3 Các luận điểm phương pháp luận dạy học khoa học theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh Quán triệt các quan điểm cơ bản về mục tiêu dạy học các môn khoa học, cùng với việc quán triệt quan điểm hoạt động về bản chất của học và của dạy, và quan điểm hiện đại của phương pháp luận khoa học, GS.TS Phạm Hữu Tòng đã chỉ ra 6 luận điểm quan trọng làm nền tảng của chiến lược dạy học phát triển hoạt động tự chủ chiếm lĩnh tri thức, bồi dưỡng tư duy khoa học công nghệ và năng lực giải quyết vấn đề. Nội dung 6 luận điểm có thể được diễn đạt cơ bản, khái quát như sau: [10] Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 15 - Con người học, hình thành, phát triển nhân cách, năng lực của mình trong hoạt động, học qua làm, khắc phục sai lầm. Học qua giao tiếp, trình bày ý kiến, tư tưởng, quan điểm của mình với người khác; đối chiếu ý kiến, tư tưởng quan điểm của mình với ý kiến, tư tưởng của người khác và với thực nghiệm, thực tiễn. Vì vậy, cần hiểu bản chất của dạy học là tạo điều kiện giúp cho sự học như thế đạt hiệu quả hơn. Dạy học cần thực hiện tốt chức năng quan trọng là tổ chức, kiểm tra, định hướng hữu hiệu hoạt động học phù hợp với mục tiêu dạy học. - Cần đảm bảo sự cân đối giữa dạy tri thức với dạy kĩ năng tiếp cận tri thức. - Cần tổ chức được tình huống học tập hữu hiệu, gợi mở được cho người học suy nghĩ từ vốn kinh nghiệm, hiểu biết của mình, đồng thời biết thu lượm, sử dụng thông tin từ những nguồn khác nhau để tự đưa ra ý kiến giải pháp của bản thân cho vấn đề đặt ra. - Nên khuyến khích trực giác sáng tạo của người học. Tạo điều kiện cho người học tập nghiên cứu tìm tòi giải quyết vấn đề phù hợp ý kiến tiếp cận khoa học: đề xuất vấn đề, suy đoán đề xuất giải pháp, thực hiện giải pháp, diễn đạt kết luận, kiểm tra, đánh giá, vận dụng kết quả. - Cần tổ chức được sự làm việc hợp tác, trao đổi ý kiến, gợi được sự tranh luận phản bác, bảo vệ ý kiến trong tập thể người học. - Cần lập được sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa học giải quyết vấn đề xây dựng tri thức cần dạy phù hợp với trình độ học sinh. Theo đó, suy nghĩ thiết kế mục tiêu dạy học cụ thể và tiến trình hoạt động dạy học thích hợp Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 16 1.4 Vai trò của các kiến thức và phương pháp vật lí trong việc phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh Kiến thức vật lí bao gồm sự hiểu biết về các hiện tượng, khái niệm, định luật, thuyết vật lí, các tư tưởng, phương pháp nhận thức và các ứng dụng của vật lý. Các định luật, các thuyết vật lí chỉ ra các quy luật phát triển, vận động, bản chất các hiện tượng và quá trình biến đổi của thế giới tự nhiên. Đây cũng chính là kết quả cao nhất của con người trong việc tìm hiểu, nhận thức thế giới tự nhiên. Quá trình nghiên cứu, ứng dụng các phương trình, công thức vật lí vào thực tiễn, giải thích các hiện tượng, giải các bài toán … thể hiện tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh. Các kiến thức vật lí có những mức độ khác nhau, tuy nhiên mỗi biểu thức, mỗi kết luận rút ra đều chỉ rõ ý nghĩa vật lí và mối liên hệ bản chất của nó. Chính vì thế, kiến thức vật lí có một vai trò đặc biệt trong việc phát huy tính chủ động, tích cực, sáng tạo của học sinh. Quá trình nhận thức vật lí thường sử dụng các phương pháp tổng quát của khoa học như: phương pháp giả thuyết, phương pháp thực nghiệm, phương pháp toán học, phương pháp tương tự, phương pháp quy nạp- suy diễn, phương pháp mô hình hóa. Đồng thời sử dụng các phương pháp đặc thù của vật lí như: phương pháp động học, phương pháp động lực học, phương pháp năng lượng,… Các phương pháp này còn có thể sử dụng để chỉ ra cách thức hoạt động xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức và vận dụng của học sinh. 1.5 Một số phương pháp dạy học phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh 1.5.1 Phương pháp dạy học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của học sinh Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 17 Trong phương pháp dạy học này, học sinh là chủ thể của hoạt động học, được cuốn hút vào các hoạt động học do giáo viên tổ chức, hướng dẫn qua đó học sinh tự lực khám phá những điều chưa biết. Từ đó học sinh nắm được kiến thức kỹ năng mới, nắm được phương pháp tìm ra kiến thức kỹ năng đó, bộc lộ phát huy tiềm năng sáng tạo. Theo phương pháp này, giáo viên ngoài việc truyền đạt tri thức còn phải hướng dẫn hoạt động học tập của học sinh. 1.5.2 Phương pháp nêu và giải quyết vấn đề Trong phương pháp này, cái được gọi là vấn đề dạy học là một câu hỏi xuất hiện hay được đặt ra đối với người chưa biết câu trả lời mà phải tìm tòi sáng tạo để tìm ra câu trả lời. Cấu trúc một bài học (hoặc một phần bài học) theo phương pháp này là: - Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức + Tạo tình huống có vấn đề, phát hiện vấn đề nảy sinh. +Phát hiện vấn đề cần giải quyết. - Giải quyết vấn đề: + Đề xuất phương án; lập kế hoạch giải quyết; thực hiện kế hoạch - Kết luận + Thảo luận và đánh giá kết quả, khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đặt ra + Kết luận và đề xuất vấn đề mới. 1.5.3 Phương pháp vấn đáp (đàm thoại) Trong phương pháp này, giáo viên đặt ra câu hỏi cho học sinh trả lời, hoặc học sinh tranh luận với nhau, với giáo viên qua đó lĩnh hội nội dung bài học. Căn cứ vào tính chất hoạt động nhận thức, có các loại vấn đáp sau: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 18 - Vấn đáp tái hiện: giáo viên đặt câu hỏi chỉ yêu cầu học sinh nhớ lại kiến thức và trả lời, không cần suy luận. - Vấn đáp giải thích- minh họa: giáo viên lần lượt nêu ra những câu hỏi kèm theo những ví dụ minh họa để học sinh dễ hiểu dễ nhớ. Phương pháp này sẽ có hiệu quả cao hơn khi có sự hỗ trợ các phương tiện nghe- nhìn. - Vấn đáp tìm tòi: giáo viên dùng hệ thống câu hỏi được sắp xếp một cách hợp lí, hướng dẫn học sinh từng bước phát hiện bản chất của vấn đề. giáo viên tổ chức trao đổi ý kiến, tranh luận giữa giáo viên với cả lớp, giữa trò với trò, nhằm giải quyết một vấn đề xác định. Trong loại hinh này giáo viên là người sự tìm tòi, học sinh tự lực phát hiện kiến thức mới. 1.5.4 Phương pháp thảo luận Phương pháp này đòi hỏi người học phải tích cực động não, phát biểu ý kiến tham gia quá trình thảo luận.Để thực hiện thành công phương pháp này, người dạy cần làm tốt những việc sau: - Phân chia lớp học thành từng nhóm, tạo điều kiện cho nhóm làm việc thuận lợi cùng nhau. - Mỗi nhóm cử nhóm trưởng, thư kí điều hành và ghi chép quá trình thực hiện nhóm, tạo điều kiện cho mỗi thành viên phát biểu ý kiến và suy nghĩ của mình một cách tự do và bình đẳng. - Giáo viên cần chuẩn bị một cách chủ động tích cực chương trình làm việc và thảo luận các nhóm sinh động và có hiệu quả, tạo bầu không khí chân thành, cởi mở trong thảo luận. Giáo viên chỉ can thiệp khi thấy cần thiết. - Hết thời gian thảo luận các nhóm cử đại diện trình bày kết quả của nhóm. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 19 1.6 Tổ chức hành động chiếm lĩnh tri thức vật lý của học sinh theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tìm tòi sáng tạo của học sinh trong quá trình học tập Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề dưới dạng chung nhất là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống có vấn đề, biểu đạt vấn đề, giúp đỡ những điều kiện cần thiết để học sinh giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết đó và cuối cùng chỉ đạo quá trình hệ thống hóa, củng cố kiến thức thu nhận được. Để phát huy đầy đủ vai trò của học sinh trong việc tự chủ hành động xây dựng kiến thức, vai trò của người giáo viên là tổ chức các tình huống học tập và định hướng hành động tìm tòi xây dựng tri thức cho học sinh giải quyết các tình huống đó. 1.6.1 Biện pháp phát triển hoạt động nhận thức tích cực tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh: Trong quá trình tích cực tìm tòi giải quyết vấn đề chiếm lĩnh kiến thức, học sinh luôn luôn phải thực hiện các thao tác chân tay (bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, sử dụng các dụng cụ đo) và các thao tác tư duy (phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tượng hóa, định nghĩa, cụ thể hóa). Để cho hoạt động nhận thức được hiệu quả, học sinh phải có kĩ năng, kĩ xảo thực hiện các thao tác đó và phương pháp suy luận. Vì vậy sự hướng dẫn của giáo viên cũng phải bao hàm việc rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy, phương pháp suy luận, kể cả thao tác chân tay. Để rèn luyện các thao tác nói trên cho học sinh phổ thông có hiệu quả, có thể sử dụng các cách làm như sau: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 20 - Giáo viên lựa chọn con đường hình thành những kĩ năng vật lý phù hợp với các quy luật của logic học và tổ chức quy trình học tập sao cho trong từng giai đoạn, xuất hiện tình huống bắt buộc học sinh phải thực hiện thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic mới có thể giải quyết được vấn đề và hoàn thành nhiệm vụ học tập. - Giáo viên cần xây dựng một hệ thống câu hỏi (bắt đầu từ khái quát) để định hướng cho học sinh tìm các thao tác tư duy, phương pháp suy luận và hướng dẫn cách sửa chữa. - Tạo điều kiện cho học sinh có thể hoạt động theo nhóm, vừa tập tính sáng tạo của mỗi học sinh, vừa giúp các em có thói quen hoạt động hợp tác, có sự phản hồi nhanh, lĩnh hội kiến thức nhanh chóng và hiệu quả. - Tùy theo khả năng của học sinh và điều kiện vật chất và thời gian, tổ chức cho học sinh sử dụng các thiết bị thí nghiệm sẵn có hoặc chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản để xây dựng hoặc kiểm nghiệm kiến thức. - Kiểm tra, khuyến khích, động viên học sinh kịp thời. 1.6.2 Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề: Tiến trình dạy học có thể được thực hiện theo các pha như sau * Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hóa tri thức, phát biểu vấn đề Giáo viên giao cho học sinh một nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề. Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh quan tâm đến nhiệm vụ đặt ra, sẵn sàng nhận thức và tự nguyện thực hiện nhiệm vụ. Quan niệm và giải pháp ban đầu của học sinh được thử thách. Học sinh ý thức được khó khăn. Dưới sự hướng dẫn của giáo viên vấn đề được chính thức diễn đạt. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 21 * Pha thứ hai: Học sinh hành động độc lập, tự chủ, trao đổi tìm tòi giải quyết vấn đề Sau khi đã phát biểu vấn đề, học sinh độc lập hoạt động xoay sở để vượt qua khó khăn. Trong quá trình đó, khi cần phải có sự hướng dẫn của giáo viên. Đồng thời học sinh có thể diễn đạt trao đổi với người khác trong nhóm về cách giải quyết vấn đề và kết quả thu được, qua đó có thể hoàn chỉnh. Dưới sự giúp đỡ định hướng của giáo viên, hành động của học sinh được định hướng phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học và thông qua các tình huống thứ cấp khi cần. * Pha thứ ba: Tranh luận, thể chế hóa, vận dụng tri thức mới Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh tranh luận, bảo vệ cái xây dựng được, giáo viên chính xác hóa, bổ sung, thể chế hóa tri thức mới. Học sinh chính thức ghi nhận tri thức mới và vận dụng. Tổ chức dạy học theo tiến trình trên, giáo viên đã tạo điều kiện thuận lợi để học sinh phát huy sự tự chủ hành động xây dựng kiến thức đồng thời cũng phát huy được vai trò tương tác của tập thể học sinh đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh. Tham gia vào quá trình giải quyết vấn đề như vậy, hoạt động của học sinh đã được định hướng phỏng theo tiến trình xây dựng kiến thức trong nghiên cứu khoa học. Như vậy, kiến thức của học sinh được xây dựng một cách hệ thống và vững chắc, năng lực sáng tạo của học sinh từng bước được phát triển. 1.6.3 Các biện pháp của dạy học giải quyết vấn đề: 1.6.3.1 Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 22 Khi trong đầu học sinh xuất hiện một câu hỏi mà chưa có lời gi._.ải đáp ngay, họ gặp phải mâu thuẫn giữa nhu cầu nhận thức mới phải giải quyết và trình độ kiến thức mới hiện không có đủ để giải quyết nhiệm vụ đó, cần phải xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp mới. Lúc này, học sinh thực sự được đặt vào “tình huống có vấn đề”. Ta có thể tạo nhu cầu, hứng thú bằng các kích thích bên ngoài. Ngoài ra, nhu cầu, hứng thú có thể nảy sinh trong quá trình học tập, nghiên cứu môn học, nghĩa là từ mâu thuẫn nội tại của quá trình nhận thức. Một số tình huống hay gặp trong dạy học vật lí: * Tình huống phát triển: Một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một bộ phận, trong một phạm vi nhỏ, cần phải được tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới. * Tình huống lựa chọn: Một vấn đề có mang một số dấu hiệu quen thuộc có liên quan đến các kiến thức hay nhiều phương pháp giải quyết đã biết, nhưng chưa biết chắc chắn nên dùng kiến thức hay phương pháp nào để mang lại kết quả chắc chắn. Học sinh cần phải làm thử. * Tình huống bế tắc: Học sinh đứng trước một hiện tượng thường thấy nhưng không hiểu vì sao, vẫn coi như một điều bí mật của tự nhiên. Họ phải tìm hiểu nguyên nhân, lí giải nhưng chưa biết dựa vào đâu. * Tình huống ngạc nhiên, bất ngờ: Một hiện tượng xảy ra theo chiều hướng trái với suy nghĩ thông thường, kích thích sự tò mò, lôi cuốn sự chú ý của học sinh, họ tìm cách lí giải, bổ sung hoàn chỉnh, hoặc phải thay đổi quan niệm cũ sai lầm của mình. * Tình huống lạ: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 23 Học sinh đứng trước một hiện tượng lạ có những nét đặc biệt lôi cuốn sự chú ý của họ. ⇒Tóm lại, cùng một hiện tượng vật lí, giáo viên có thể tạo ra tình huống này hay tình huống khác, tùy theo cách chuẩn bị cho học sinh nghĩa là đưa học sinh đến chỗ nhận ra mâu thuẫn bằng cách nào? 1.6.3.2 Xây dựng một logic nội dung phù hợp với đối tượng học sinh: Giáo viên cần phải tìm một con đường thích hợp với trình độ học sinh để học sinh có thể tự lực hoạt động xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức. Vật lí học đưa vào dạy ở trường phổ thông đơn giản, dễ hiểu hơn vật lí trong khoa học thực sự. Và kiến thức của học sinh sẽ được hoàn thiện hơn ở các lớp trên. Theo quan điểm hoạt động, dạy học là liên tiếp tổ chức cho học sinh tự lực hoạt động để giải quyết vấn đề qua đó chiếm lĩnh kiến thức. Do đó, giáo viên cần chia nhỏ một vấn đề dể học sinh có thể tự lực dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Trong một chuỗi các vấn đề chia nhỏ, có những vấn đề mà học sinh có thể vận dụng kiến thức, phương pháp đã học để giải quyết và cũng có những vấn đề đòi hỏi phải có kiến thức mới, phương pháp mới. Chương trình SGK hiện nay đã đưa ra một logic trình bày kiến thức phù hợp với trình độ đa số học sinh. Tuy nhiên, tùy theo đối tượng học sinh, điều kiện trường, lớp mà người giáo viên có sự sáng tạo trong giảng dạy. 1.6.3.3 Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy, những hành động nhận thức phổ biến trong học tập vật lí: Trong quá trình tái tạo các khái niệm, phát hiện các định luật vật lí, học sinh phải thực hiện các thao tác hành động nhận thức. Giáo viên có thể sử dụng những cơ sở định hướng sau để giúp học sinh tự lực thực hiện các hoạt động chiếm lĩnh các kiến thức: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 24 • Giáo viên tổ chức các quá trình học tập sao cho ở từng giai đoạn, xuất hiện những tình huống đòi hỏi học sinh phải nhận thức, suy nghĩ tìm cách giải quyết vấn đề. • Giáo viên đưa ra những câu hỏi định hướng cho học sinh • Giáo viên phân tích câu trả lời của học sinh, chỉ ra chỗ sai và hướng dẫn học sinh cách sữa chữa. • Giáo viên giúp học sinh khái quát hóa kinh nghiệm thực hiện các suy luận logic dưới dạng những quy tắc đơn giản. 1.6.3.4 Luyên tập cho học sinh giải quyết vấn đề nhận thức theo phương pháp nhận thức của vật lí Trong quá trình hướng dẫn học sinh tự lực hoạt động để tái tạo kiến thức vật lí, giáo viên làm cho học sinh hiểu nội dung phương pháp, sử dụng phương pháp ở những mức độ thích hợp tùy theo trình độ học sinh và điều kiện nhà trường. Sau nhiều lần áp dụng, giáo viên giúp học sinh khái quát trình tự giai đoạn của mỗi phương pháp, dung làm cơ sở định hướng tổng quát cho hoạt động nhận thức vật lí của học sinh. 1.6.3.5 Rèn luyện ngôn ngữ vật lí cho học sinh: Ngôn ngữ là hình thức biểu hiện kết quả của tư duy. Mỗi khái niệm vật lí được biểu đạt bằng một từ, mỗi định luật, định nghĩa được phát biểu bằng một mệnh đề,... Kiến thức vật lí thì rất đa dạng nhưng những cách phát biểu các định nghĩa, quy tắc, định luật vật lí cũng có những hình thức chung nhất định, giáo viên có thể chú ý rèn luyện cho học sinh quen dần. 1.6.4 Hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 25 Hoạt động nhận thức của học sinh trong học tập thực chất là hoạt động giải quyết vấn đề nhận thức. - Theo V.Ôkôn, có thể hiểu dạy học giải quyết vấn đề (hay còn gọi là dạy học nêu vấn đề) dưới dạng chung nhất là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống các vấn đề, biểu đạt vấn đề, chú ý những điều cần thiết để học sinh giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết đó và cuối cùng chỉ đạo quá trình hệ thống hóa và củng cố kiến thức nhận được. [9] - Dạy học giải quyết vấn đề có tác dụng phát huy hoạt động nhận thức tự chủ, tích cực của học sinh, giúp học sinh chiếm lĩnh được các kiến thức khoa học sâu sắc vững chắc đồng thời đảm bảo sự phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình học tập. 1.6.4.1 Tổ chức tình huống có vấn đề Quy trình tổ chức tình huống có vấn đề trong lớp gồm các giai đoạn chính sau: - Giáo viên mô tả một hoàn cảnh cụ thể mà học sinh có thể cảm nhận được bằng kinh nghiệm hoặc yêu cầu học sinh làm một thí nghiệm đơn giản để làm xuất hiện hiện tượng cần nghiên cứu. - Giáo viên yêu cầu học sinh mô tả lại hoàn cảnh hoặc hiện tượng bằng chính lời lẽ của mình theo ngôn ngữ vật lí. - Giáo viên yêu cầu học sinh dự đoán sơ bộ hiện tượng xảy ra trong hoàn cảnh đã mô tả, giải thích hiện tượng quan sát dựa trên những kiến thức và phương pháp đã có từ trước. - Giáo viên giúp học sinh phát hiện chỗ không đầy đủ trong kiến thức, trong cách giải quyết vấn đề và đề xuất nhiệm vụ mới cần giải quyết (dưới dạng câu hỏi, nêu rõ những điều kiện đã cho và yêu cầu cần đạt được). Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 26 Như vậy, khi học sinh ý thứcđược rõ ràng nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết, cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động để giải quyết vấn đề. 1.6.4.2 Điều kiện cần của việc tạo tình huống có vấn đề Việc tạo tình huống có vấn đề và định hướng hoạt động học giải quyết vấn đề hoạch định rằng: * Giáo viên có dụng ý tìm cách cho học sinh tự giải quyết một vấn đề, tương ứng với việc xây dựng một tri thức khoa học cần dạy. Do đó, giáo viên cần nhận định về câu hỏi đặt ra, các khó khăn trở lực học sinh phải vượt qua khi giải đáp câu hỏi đó. * Giáo viên phải xác định rõ kết quả giải quyết vần đề mong muốn đối với vấn đề được đặt ra là học sinh chiếm lĩnh được tri thức cụ thể gì, diễn đạt cụ thể một cách cô đúc, chính xác nội dung đó. * Giáo viên soạn thảo được một nhiệm vụ (có tiềm ẩn vấn đề) để giao cho học sinh, sao cho học sinh sẵn sàng đảm nhận nhiệm vụ đó. Điều này đòi hỏi giáo viên phải chuẩn bị cho học sinh những điều kiện cần thiết, khiến cho học sinh tự thấy mình có khả năng tham gia giải quyết nhiệm vụ đặt ra và được lôi cuốn vào hoạt động tích cực giải quyết nhiệm vụ đó. Để soạn thảo được một nhiệm vụ như vậy cần có hai yếu tố cơ bản đó là: + Tiền đề hay tư liệu (thiết bị, sự kiện, thông tin) cần cung cấp cho học sinh hoặc gợi ý ra cho học sinh. + Lệnh hoặc câu hỏi đề ra cho học sinh. - Trên cơ sở vấn đề cần giải quyết, kết quả mong đợi, những quan niệm, khó khăn trở lực của học sinh trong điều kiện cụ thể, giáo viên đoán trước những đáp ứng có thể có của học sinh và dự định tiến trình định Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 27 hướng, giúp đỡ học sinh (khi cần) một cách hợp lí, phù hợp với tiến trình khoa học giải quyết vấn đề. 1.6.4.3 Tiến trình dạy học theo hướng giải quyết vấn đề * Giáo viên mô tả một tình huống hay đặt ra một nhiệm vụ yêu cầu học sinh tìm tòi để giải quyết. Từ đó dẫn học sinh đi đến việc lựa chon một phương pháp để vận dụng. * Một khi phương pháp học sinh đưa ra chưa phù hợp với kết quả, học sinh sẽ tìm và thay đổi một phương pháp thích hợp khác. * Nếu học sinh vẫn không thể tự lực tìm ra được câu trả lời đúng nhất thì giáo viên sẽ hướng dẫn bằng cách đưa ra những phương án lựa chọn. Học sinh suy nghĩ, xem xét và hợp thức hóa các mô hình giáo viên đưa ra, lựa chon một mô hình thích hợp nhất. * Và cuối cùng, nếu học sinh vẫn không thể tìm ra một mô hình thích hợp nhất thì giáo viên sẽ giúp đỡ thông qua việc giới thiệu một mô hình thích hợp và hợp thức hóa mô hình cho học sinh xem. * Có thể tiếp tục tạo tình huống thứ cấp để học sinh vào tình thế phát triển hoàn chỉnh. Nó đòi hỏi học sinh bác bỏ quan niệm sai lầm để củng cố tri thức mới xây dựng. * Tiến trình định hướng hành động của học sinh trong các tình huống học tập như đã nêu trên thể hiện tính chất chương trình hóa của sự định hướng hành động nghiên cứu tìm tòi sáng tạo của học sinh. 1.7 Tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể: Quá trình xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể có thể mô tả khái quát bằng tiến trình sau: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 28 - Đề xuất vấn đề: Từ những cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu cần nhận thức về một cái chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn, nhưng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng được. Diễn đạt nhu cầu đó thành câu hỏi định hướng tư duy giải quyết vấn đề. - Suy đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho phép đi tìm lời giải. Chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát thực nghiệm cái cần tìm. - Thực hiện giải pháp:(thực nghiệm) Vận hành mô hình rút ra kết luận logic về cái cần tìm hoặc thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu thập các số liệu cần thiết, từ đó xem xét, rút ra kết luận về cái cần tìm. - Kiểm tra, vận dụng kết quả: Xem xét khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được trên cơ sở kết quả tìm được, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm. Nếu chưa có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm thì xem xét lại, bổ sung, sửa đổi đối với thực nghiệm hoặc đối với sự xây dựng và vận hành mô hình xuất phát. 1.8 Thiết kế phương án dạy học từng đơn vị kiến thức Bao gồm các bước như sau: - Xác định mục tiêu dạy học cụ thể - Lập sơ đồ cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng kiến thức cần dạy. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 29 - Xác định phương tiện dạy học cụ thể. - Xác định tiến trình dạy học cụ thể. - Xác định nội dung tóm tắt trình bày bảng. - Đề kiểm tra học tập 1.8.1 Xác dịnh mục tiêu dạy học cụ thể: Mục tiêu chính là cái đích cần đạt được khi dạy một kiến thức cụ thể. Xác định mục tiêu cụ thể của giờ dạy chính là phải trả lời được các câu hỏi: - Dạy cái gì? Tức là xác định nội dung cần dạy. - Người học phải biết gì hoặc biết làm gì trước, trong, và sau khi học? Tức là xác định mục tiêu thao tác của học sinh. - Thực tế người học biết gì? Nghĩa là thao tác kiểm tra đánh giá khả năng của người học trong quá trình học và kết quả mà họ đạt được sau khi học. - Dạy thế nào? Chính là xác định phương pháp, cách thức truyền đạt kiến thức của bài học. 1.8.2 Xác định cấu trúc nội dung và sơ đồ tiến trình dạy học: 1.8.2.1 Phân tích cấu trúc nội dung - Kiến thức cần dạy bao gồm các yếu tố nội dung nào? (định nghĩa thuật ngữ, sự kiện, thuộc tính, quy luật, nguyên lý, phương pháp) - Trình tự logic của các yếu tố nội dung đó là như thế nào? 1.8.2.2 Sơ đồ tiến trình dạy học - Vấn đề đặt ra là thế nào? (Diễn đạt chính xác câu hỏi mà việc giải đáp dẫn tới yếu tố kiến thức cần xây dựng) Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 30 - Câu trả lời tương ứng với mỗi câu hỏi đã đặt ra là thế nào? (Diễn đạt chính xác các yếu tố nội dung kiến thức xây dựng được) - Tiến trình hành động để xây dựng được mỗi yếu tố nội dung kiến thức và toàn bộ chỉnh thể kiến thức là như thế nào? 1.8.3 Xác định phương tiện dạy học cụ thể: Xác định những đồ dùng cần thiết để phục vụ cho mục đích dạy và học đạt hiệu quả tốt nhất: bảng, tranh vẽ, video, máy chiếu,… 1.8.4 Xây dựng tiến trình dạy học cụ thể: 1.8.4.1 Thể hiện rõ hoạt động dạy học diễn ra là hoạt động gì, như thế nào? - Giáo viên hoạt động như thế nào trước học sinh? Giáo viên đòi hỏi học sinh hành động đáp ứng yêu cầu nào đặt ra. - Giáo viên đòi hỏi học sinh ghi nhận, tái tạo, chấp hành cái đã được chỉ rõ, học sinh phải tham gia tìm tòi, phát hiện, giải quyết vấn đề đặt ra. - Trình tự của các hoạt động của giáo viên và học sinh như thế nào ? 1.8.4.2 Thể hiện rõ ý định của giáo viên thực hiện các khâu cơ bản theo logic của quá trình dạy học: - Đảm bảo điều kiện xuất phát cần thiết. - Đề xuất vấn đề - Đề xuất phương án giải quyết vấn đề (đề xuất giải pháp cho bài toán cần giải quyết). - Giải quyết bài toán. - Củng cố kết quả học tập, định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 31 1.8.4.3 Tiến trình dạy học cụ thể thể hiện trong kịch bản phải phù hợp với logic của tiến trình khoa học xây dựng kiến thức đã được biểu đạt trong sơ đồ tiến trình khoa học kiến thức cần dạy: - Khi thực hiện các khâu đảm bảo điều kiện xuất phát cần thiết và đề xuất vấn đề cần phải sử dụng câu hỏi định hướng tư duy trúng nội dung kiến thức cần xây dựng đã thể hiện rõ trong sơ đồ. - Việc giải quyết vấn đề đặt ra phải mô phỏng theo hướng giải quyết vấn đề (đề xuất giải pháp và giải quyết bài toán) đã thể hiện trong sơ đồ. - Tiến trình hoạt động dạy học phải đảm bảo dẫn tới kết luận về kiến thức cần xây dựng một cách chính xác và hợp thức khoa học, như đã thể hiện trong sơ đồ. 1.8.4.4 Tiến trình hoạt động dạy học thể hiện trong kịch bản phải có tác dụng phát huy đến mức cao nhất có thể được hoạt động tích cực, tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh. 1.8.5 Nội dung ghi bảng: Với từng bài học, từng đơn vị cụ thể, tùy thuộc vào điều kiện cơ sở vật chất, trình độ học sinh, thời gian tiết học mà giáo viên có thể tổ chức hướng dẫn học sinh một số bước hoặc toàn bộ các bước, hoặc học sinh tự lực hoàn toàn để phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo hoàn thành kế hoạch bài giảng. 1.8.6 Đề kiểm tra học tập: Căn cứ vào các hành vi của học sinh mà việc dạy yêu cầu học sinh phải thể hiện ra được khi dạy một kiến thức cụ thể để kiểm tra, đánh giá hiệu quả dạy học (đánh giá việc dạy học có đạt mục tiêu hay không, mức độ đạt được) Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 32 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN DẠY HỌC MỘT SỐ BÀI CỦA CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” – VẬT LÍ 10 NÂNG CAO THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, CHỦ ĐỘNG, SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH. 2.1 CÁC KIẾN THỨC VÀ KĨ NĂNG CƠ BẢN CỦA CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” – VẬT LÍ 10 NÂNG CAO 2.1.1 Nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” 2.1.1.1 Bài 31: Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng. a/ Hệ kín: Một hệ bao gồm nhiều vật, mỗi vật trong hệ chịu tác dụng của nhiều lực bên trong và bên ngoài hệ. Một hệ vật gọi là hệ kín là một hệ chỉ chịu tác dụng của nội lực mà không chịu tác dụng của ngoại lực hoặc ngoại lực tác dụng lên hệ triệt tiêu. b/ Các định luật bảo toàn: Trong hệ kín, có một số đại lượng đặc trưng cho trạng thái của hệ có giá trị không đổi theo thời gian gọi là các đại lượng bảo toàn. Những định luật bảo toàn cơ bản: định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn động lượng, bảo toàn năng lượng,… Các định luật bảo toàn cho ta một phương pháp mới để giải các bài toán vận dụng các đinh luật bảo toàn. c/ Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng của một vật chuyển động là đại lượng đo bằng tích khối lượng và vận tốc của vật. p mv=G G Định luật bảo toàn động lượng: Vecto tổng động lượng trong một hệ kín được bảo toàn. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 33 ,P P= JJGJG d/ Thí nghiệm kiểm chứng 2.1.1.2 Bài 33: Công và công suất: a/ Công: Công A do lực F không đổi thực hiện là một đại lượng bằng tích của độ lớn F của lực đối với độ dời s của điểm đặt của lực ( có cùng phương với lực) A = Fs Trường hợp: F không cùng phương với độ dời s, hợp với hướng của độ dời một góc α , công A thực hiện bởi một lực không đổi là đại lượng đo bằng tích của độ lớn của lực và hình chiếu của độ dời điểm đặt trên phương của lực. cosA Fs α= α 0, A > 0 gọi là công phát động 90 <α < 180, cosα < 0, A < 0 gọi là công cản α = 90, A = 0, không có công thực hiện. Đơn vị công là J 1J là công thực hiện bởi lực có độ lớn bằng 1N khi điểm đặt có độ dời 1m theo phương của lực. b/ Công suất: Công suất là đại lượng đo bằng thương số giữa công A và thời gian t cần để thực hiện công ấy. P= A t Đơn vị công suất là oát, kí hiệu là W 1W là công suất của máy sinh công trong 1 giây Biểu thức khác của công suất P = Fv Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 34 c/ Hiệu suất: Biểu thức: 2.1.1.3 Bài 34: Động năng. Định lý động năng a/ Động năng: Là năng lượng do vật chuyển động mà có. Động năng có giá trị bằng một nửa tích khối lượng và bình phương vận tốc của vật. Wđ = 2 1 2 mv Đơn vị của động năng là J Đặc điểm: Động năng là một đại lượng vô hướng và luôn luôn dương. Động năng có tính tương đối. Công thức động năng cũng đúng trong trường hợp chuyển động tịnh tiến. b/ Định lý động năng: Khi vật chuyển động dưới tác dụng của lực F từ vị trí có động năng 21 1 2 mv đến vị trí có động năng 22 1 2 mv , độ biến thiên động năng bằng công của ngoại lực tác dụng. 2 22 1 1 1 2 2 A mv mv= − 2.1.1.4 Bài 35: Thế năng. Thế năng trọng trường. a/ Khái niệm thế năng: Là dạng năng lượng phụ thuộc vào vị trí tương đối của vật so với đất hoặc phụ thuộc vào độ biến dạng của vật so với lúc chưa biến dạng b/ Công của trọng lực: Một vật có khối lượng m di chuyển từ B đến C, công do trọng lực tác dụng lên vật được tính: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 35 ABC = mg( ZB – ZC) Công của trọng lực không phụ thuộc dạng của đường đi, mà chỉ phụ thuộc vào các vị trí đầu và cuối. c/ Thế năng trọng trường: Khi một vật ở độ cao Z so với mặt đất (trong trọng trường của trái đất) thì thế năng trọng trường của vật được định nghĩa bằng công thức Wt = mgz. Đơn vị thế năng trọng trường là J Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực bằng độ giảm thế năng của vật. MN t tA W ( ) W ( )M N= − d/ Lực thế và thế năng: Thế năng là dạng năng lượng của một hệ có được do tương tác giữa các phần của hệ thông qua lực thế. 2.1.1.5 Bài 36: Thế năng đàn hồi a/ Công của lực đàn hồi Công thực hiện bởi lực đàn hồi khi đưa lò xo từ trạng thái biến dạng về trạng thái không biến dạng được xác định bằng biểu thức: 21 2 A kx= b/ Thế năng đàn hồi: Năng lượng của lò xo bị biến dạng và có giá trị bằng công của lực đàn hồi thực hiện khi đưa lò xo từ trạng thái biến dạng về trạng thái không biến dạng. Công của lực đàn hồi bằng độ giảm thế năng đàn hồi. 2.1.1.6 Bài 37: Định luật bảo toàn cơ năng. a/ Định luật Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 36 * Trường hợp trọng lực Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng của vật, kí hiệu W. t d 2 W=W W 1 1W= 2 2 mgz mv + + Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại, và tổng của chúng, tức cơ nang của vật được bảo toàn (không đổi theo thời gian) t d 2 W= W W onst 1 1hay onst 2 2 c mv mgz c + = + = * Trường hợp của lực đàn hồi Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn. 2 21 1W= ( ) 2 2 mv k l+ Δ b/ Biến thiên cơ năng. Công của lực không phải lực thế Định luật bảo toàn cơ năng chỉ nghiệm đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi, ngoài ra nếu vật còn chịu tác dụng thêm của lực cản, lực ma sát,… thì cơ năng của vật sẽ bị biến đổi. Công của các lực này bằng độ biến thiên cơ năng. 2.1.1.7 Va chạm đàn hồi và không đàn hồi a/ Phân loại va chạm Va chạm đàn hồi: là va chạm mà sau va chạm, 2 vật chuyển động với vận tốc riêng biệt. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 37 Trường hợp sau va chạm hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc. b/ Va chạm đàn hồi trực diện: Là va chạm mà tâm của các quả cầu trước và sau va chạm luôn chuyển động trên cùng một đường thẳng hay còn gọi là va chạm xuyên tâm. Vận tốc của từng quả cầu sau va chạm , 1 2 1 2 2 1 1 2 , 2 1 2 1 1 2 1 2 ( ) 2 ( ) 2 m m v m vv m m m m v m vv m m − += + − += + c/ Va chạm mềm: Là va chạm mà sau va chạm các quả cầu dính vào nhau cùng chuyển động. 2.1.2 Những kĩ năng cơ bản của chương “Các định luật bảo toàn” 1. Kĩ năng mô tả, giải thích hiện tượng liên quan đến sự chuyển động, va chạm 2. Kĩ năng quan sát thiên nhiên, nhận xét, phân tích dữ liệu thí nghiệm 3. Kĩ năng vận dụng lý thuyết, kĩ năng tính toán, kĩ năng vẽ hình giải bài tập, đổi đơn vị 2.2 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN DẠY HỌC BÀI “ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG” 2.2.1 Mục tiêu dạy học: 2.2.1.1 Mục tiêu trong khi học - Học sinh biết được khái niệm hệ cô lập, định nghĩa động lượng - Xây dựng được biểu thức khác của định luật II Niuton - Nắm vững nội dung định luật bảo toàn động lượng vận dụng cho cơ hệ kín. 2.2.1.2 Mục tiêu sau khi học Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 38 - Phát biểu được khái niệm động lượng, định luật bảo toàn động lượng - Viết được biểu thức khác của định luật II Newton - Vận dụng định luật bảo toàn động lượng giải thích một số hiện tượng và giải bài tập có liên quan. 2.2.2 Cấu trúc nội dung và sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức 2.2.2.1 Cấu trúc nội dung a/ Hệ kín Câu hỏi: một hệ vật như thế nào được gọi là hệ kín? Kết luận: Một hệ vật nếu chỉ chịu tác dụng của nội lực mà không chịu tác dụng của ngoại lực hoặc ngoại lực tác dụng lên hệ triệt tiêu. b/ Các định luật bảo toàn Câu hỏi: thế nào là các đại lượng bảo toàn? Kết luận: các đại lượng có giá trị không đổi theo thời gian được gọi là các đại lượng bảo toàn. Câu hỏi: Các đại lượng bảo toàn cho ta phương pháp nghiên cứu mới nào? Kết luận: Phương pháp giải các bài tập sử dụng các định luật bảo toàn. c/ Định luật bảo toàn động lượng Câu hỏi: trong hệ cô lập gồm hai vật tương tác với nhau, tổng động lượng của hệ thay đổi như thế nào? Kết luận: Tổng động lượng của hệ trước tương tác bằng tổng động lượng của hệ sau khi tương tác , , 1 1 2 2 1 1 2 2mv m v mv m v+ = + JG JJGJG JJG Câu hỏi: thế nào là động lượng? Kết luận: Động lượng của một vật chuyển động là đại lượng đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật. P mv=JG G Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 39 Câu hỏi: mở rộng cho hệ kín gồm nhiều vật ta có biểu thức nào? Kết luận: , , ,1 2 1 2... ...n np p p p p p+ + + = + + + JJG JJG JJGJJG JJG JJG Vecto tổng động lượng của hệ kín được bảo toàn. 2.2.2.2 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức của bài “Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng” * Đơn vị kiến thức 1: Khái niệm hệ kín * Đơn vị kiến thức 2: Các định luật bảo toàn Đặt vấn đề: Điều kiện để áp dụng các định luật bảo toàn khi giải các bài toán cơ học là hệ được xét phải là một hệ kín. Như vậy, một hệ như thế nào được gọi là hệ kín? Kết luận: Hệ kín là hệ chỉ chịu tác dụng của nội lực mà không chịu tác dụng của ngoại lực hoặc ngoại lực tác dụng bị triệt tiêu. Phương pháp: Thông qua các ví dụ giúp học sinh đi đến khái niệm hệ kín. Đặt vấn đề: Khi giải các bài toán cơ học, ta thường sử dụng phương pháp động lực học (phương pháp sử dụng các định luật Niuton). Ngoài phương pháp này, chúng ta còn có thể sử dụng phương pháp nào khác không? Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 40 * Đơn vị kiến thức 3: Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng. Đặt vấn đề: Khái niệm động lượng và định luật bảo toàn động lượng có nội dung như thế nào? Phương pháp: Xét tương tác của hai vật trong một hệ kín. Từ đó, giúp học sinh hình thành khái niệm động lượng và định luật bảo toàn động lượng. Phương pháp: Dẫn dắt học sinh qua các ví dụ về các định luật bảo toàn đã được học: năng lượng, khối lượng, ….để thông báo về phương pháp mới khi giải các bài toán cơ học. Kết luận: Các đại lượng vật lý có giá trị không đổi theo thời gian được gọi là các đại lượng bảo toàn. Các định luật bảo toàn cho ta một phương pháp nghiên cứu mới, sử dụng các định luật bảo toàn để giải các bài toán. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 41 Kết luận: b/ Động lượng: * Định nghĩa: Động lượng là đại lượng đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật. * Biểu thức: P mv=JG G Đơn vị: kg.m/s Tương tác của hai vật trong một hệ kín: - Xét hệ kín gồm hai vật có khối lượng m1 và m2 - Ban đầu, m1 có vận tốc 1v JG , m2 có vận tốc 2v JJG - Sau thời gian tương tác t+ , m1 có vận tốc ,1v JG , m2 có vận tốc , 2v JJG - Theo định luật II Newton Lực so vật 2 tác dụng lên vật 1: , 1 1 1 1 1 1 v vF m a m t −= = JG JJGJJG JG + Lực do vật 1 tác dụng lên vật 2: , 2 2 2 2 2 2 v vF m a m t −= = JJG JJGJJG JJG + Theo định luật III Newton 1 2F F= − JJG JJG , , 1 1 2 2 1 1 2 2m v m v m v m v⇒ + = + JG JJGJG JJG (*) Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 42 2.2.3 Phương tiện dạy học: - Giáo án, thước, đề kiểm tra học tập, sách giáo khoa 10 nâng cao - Bộ cần rung điện kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng. - Bảng, các hình vẽ minh họa 2.2.4 Tiến trình dạy học: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Đặt vấn đề: Trong thực tế, các em gặp rất nhiều hiện tượng va chạm như va chạm của các quả bi-a, bóng rơi xuống bàn rồi nảy lên,…Sau va chạm, hầu hết các vật thu gia tốc c/ Định luật bảo toàn động lượng: Từ định nghĩa (*) được viết thành: , , 1 2 1 2P P P P+ = + JJG JJGJJG JJG Hệ kín, gồm n vật tương tác với nhau, ta có: , , , 1 2 1 2... ...n np p p p p p+ + + = + + + JJG JJG JJGJJG JJG JJG Động lượng của hệ bằng tổng động lượng của các vật bên trong hệ. 1 2 ....P P P= + + JG JG JJG * Định luật: Vecto tổng động lượng của một hệ kín được bảo toàn. * Biểu thức: ,P P= JJGJG Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 43 và vận tốc biến đổi theo thời gian. * Vận tốc của các vật biến đổi được xác định theo biểu thức nào? * Trong quá trình va chạm, lực tương tác giữa các vật có tính chất gì? Tuân theo quy luật nào? Trong thực tế, các vật tương tác với nhau trong thời gian rất ngắn, lực tác dụng rất lớn, việc đo lực gặp rất nhiều khó khăn, ta không thể sử dụng phương pháp động lực học. Vậy ta có thể giải bài toán trên bằng cách nào? Bài này ta sẽ tìm hiểu một phương pháp mới phương pháp giải các bài toán sử dụng các định luật bảo toàn. - Điều kiện để áp dụng các định luật bảo toàn để giải các bài tập là hệ vật được xét phải là hệ kín. 1/ Hệ kín: * Theo các em, hệ vật là gì? - Yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức cũ về nội lực, ngoại lực đã học ở các chương trước. ,v v a t− = + - Các lực tác dụng là những lực trực đối (tuân theo định luật III Newton), độ lớn tính theo định luật II Newton: F = ma - Hệ gồm có từ hai hay nhiều vật trở lên thì được gọi là hệ vật. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 44 * Thế nào là nội lực? Thế nào là ngoại lực? - Nhận xét câu trả lời của học sinh, dẫn dắt, thông báo cho học sinh khái niệm hệ kín. * Hệ kín là hệ như thế nào? - Chú ý cho học sinh một số trường hợp cụ thể của hệ kín, yêu cầu học sinh tìm một số ví dụ minh họa. + Nội lực rất lớn so với ngoại lực + Thời gian xảy ra tương tác ngắn + Ngoại lực tác dụng lên hệ triệt tiêu 2/ Các định luật bảo toàn: - Theo các em, thế nào là bảo toàn? - Hiểu một cách tương tự, các đại lượng bảo toàn có nghĩa là gì? - Yêu cầu học sinh kể tên một số định luật bảo toàn đã được học ở các lớp dưới? - Thông báo cho học sinh phương pháp mới để giải các bài toán cơ - Nội lực là những lực bên trong hệ. Ngoại lực là những lực bên ngoài hệ. - Hệ kín là hệ chỉ chịu tác dụng của nội lực mà không chịu tác dụng của ngoại lực hoặc ngoại lực tác dụng bị triệt tiêu. - Ví dụ minh họa: đạn nổ, hai xe va chạm… - Bảo toàn có nghĩa là không thay đổi. - Nghĩa là các đại lượng có giá trị không đổi theo thời gian - Định luật bảo toàn ._. vị trí đầu và cuối. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 83 lực trong trường hợp này? Nhận xét: Công của trọng lực không phụ thuộc vào dạng của đường đi của vật mà chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu và cuối. Lực có tính chất như vậy gọi là lực thế. 3/ Thế năng trọng trường: - Dẫn dắt, đưa ra khái niệm thế năng trọng trường. Đặt Wt = mgz, Wt được gọi là thế năng trọng trường. - Với khái niệm đó, biểu thức công làm dịch chuyển vật từ vị trí 1 đến vị trí 2 được viết như thế nào? - VT chính là công của trọng lực, VP là độ biến thiên thế năng. Vậy ta có kết luận gì? - Lưu ý các trường hợp A < 0, A > 0, A = 0 cho học sinh + Giá trị thế năng phụ thuộc vào việc chọn gốc thế năng gọi là mức không thế năng. + Thế năng hệ vật – Trái đất cũng bằng thế năng của vật. - 1 212 W Wt tA = − - Công của trọng lực bằng độ giảm thế năng. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 84 + Xung quanh các thiên thể luôn tồn tại một thế năng gọi là thế năng hấp dẫn + Đơn vị thế năng là J 4/ Lực thế và thế năng: - Với tính chất như ở trên thì những lực nào là lực thế. Yêu cầu học sinh cho ví dụ - Thông báo khái niệm thế năng Thế năng là năng lượng của một hệ có được do tương tác giữa các phần của hệ thông qua lực thế. - Lực đàn hồi, trọng lực, lực hấp dẫn,… 2.4.5 Nội dung ghi bảng: 1. Khái niệm thế năng Thế năng là năng lượng của vật có giá trị phụ thuộc 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 a. Công của trọng lực trong trường hợp vật rơi tự do Xét một vật có khối lượng m, rơi tự do từ vị trí z1 đđến vị trí z2 như hình vẽ Coâng cuûa troïng löïc: A=P.s A=mg(z1-z2) Z1 Z2 z Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 85 b. Công của trọng lực trong trường hợp vật chuyển động trên mặt phẳng nằm nghiêng không ma sát Xeùt vaät khoái löôïng m chuyeån ñoäng treân maët phaúng nghieâng khoâng ma saùt döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc töø ñoä cao z1 ñeán z2 Coâng cuûa troïng löïc: A12=P2.s=Psinα.s A12= Psinα.(z1-z2)/sinα A=mg(z1-z2) c. Vật chuyển động trên quỹ đạo bất kì Xét vật có khối lượng m, di chuyển từ vị trí có độ cao zB đến vị trí có độ cao zc so với mặt đất Công toàn phần thực hiện trên cả đoạn đường: ABC= ( ) ( )P z P z− Δ = −Δ∑ ∑ = P(zB – zC) => ABC= mg(zB- zC) B C z O ZC ZB ∆s P ∆z P P2 P1 z z1 Z2 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 86 Nhận xét: công của trọng lực không phụ thuộc vào dạng đường đi của vật mà chỉ phụ thuộc vị trí đầu và cuối. Lực có tính chất như vậy gọi là lực thế hay lực bảo toàn. 2. Thế năng trọng trường ABC = mgzB- mgzC Wt = mgz => A12= Wt1- Wt2 Công của trọng lực bằng hiệu thế năng tại vị trí đầu và tại vị trí cuối, tức bằng độ giảm thế năng. + Thế năng của vật phụ thuộc mốc tính thế năng. Tại gốc thế năng Wt = 0. + Thế năng của hệ vật- trái đất bằng thế năng Wt = mgz của vật + Các thiên thể trong vũ trụ hút nhau bằng lực hấp dẫn, ta gọi là thế năng hấp dẫn. + Đơn vị của thế nănglà Jun (J). 3. Lực thế và thế năng Thế năng là năng lượng của hệ có được do tương tác giữa các phần của hệ (ví dụ trái đất và vật) thông qua lực thế. 2.4.6 Đề kiểm tra học tập: Câu 1: Thế năng trọng trường của một vật là năng lượng mà vật có do được đặt tại một vị trí xác định trong trọng trường của trái đất. a/ Đúng b/ Sai Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 87 Câu 2: Khi một vật chuyển động từ điểm A đến điểm B trong trọng trường thì công của trọng lực có giá trị bằng hiệu thế năng của vật tại A và B a/ Đúng b/ Sai Câu 3: Thế năng trọng trường không phụ thuộc vào: a/ Hình dạng đường chuyển dời của vật b/ Gia tốc trọng trường c/ Vị trí điểm đầu và điểm cuối d/ Trong lượng của vật Câu 4: Công của lực thế không phụ thuộc vào: a/ Hình dạng đường chuyển động của vật b/ Gia tốc trọng trường c/ Vị trí điểm đầu và điểm cuối d/ Trọng lượng của vật Câu 5: Công của trọng lực khi vật dịch chuyển từ A đến B trong trọng trường phụ thuộc vào: a/ Dạng cong của quỹ đạo b/ Tốc độ chuyển động c/ Gia tốc của chuyển động d/ Vị trí điểm đầu và điểm cuối Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 88 Câu 6: Lực nào sau đây không phải lực thế a/ Trọng lực b/ Lực hấp dẫn c/ Lực đàn hồi d/ Lực ma sát Câu 7: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về thế năng trọng trường a/ Thế năng trọng trường là dạng năng lượng mà vật có do nó được đặt tại một vị trí xác định trong trọng trường của trái đất b/ Thế năng trọng trường có đơn vị N/m2 c/ Khi tính thế năng trọng trường, có thể chọn mặt đất làm mốc tính thế năng d/ Thế năng trọng trường tính bằng biểu thức Wt = mgz, trong đó z là độ cao của vật so với mốc chọn trước để tính thế năng Câu 8: Trong quá trình chuyển động của vật trong trọng trường, nếu thế năng giảm thì trọng lực sinh công dương, thế năng tăng thì ngược lại a/ Đúng b/ Sai Câu 9: Lực thế là loại lực mà công của nó làm vật dịch chuyển từ vị trí này sang vị trí khác không phụ thuộc vào vị trí của điểm đầu và điểm cuối. a/ Đúng b/ Sai Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 89 Câu 10: Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc v = 6 m/s. Lấy g = 10 m/s2. Ở độ cao nào thì thế năng của vật bằng động năng của nó? a/ 0,45 m b/ 0,9 m c/ 1,2 m d/ 1,8 m Đáp án: Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐA A A A A D D B A B D Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 90 2.5 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN DẠY HỌC BÀI “ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG” 2.5.1 Mục tiêu dạy học: 2.5.1.1 Mục tiêu trong khi học - Biết được cơ năng là dạng năng lượng bao gồm động năng và thế năng. - Thiết lập được biểu thức định luật bảo toàn cơ năng trong các trường hợp lực tác dụng là trọng lực và lực đàn hồi. 2.5.1.2 Mục tiêu sau khi học: - Vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng để giải các bài toán liên quan. - Xác định được các trường hợp cơ năng được bảo toàn. 2.5.2 Cấu trúc nội dung và sơ đồ tiến trình dạy học 2.5.2.1 Cấu trúc nội dung và các câu hỏi xây dựng tiến trình dạy học a/ Thiết lập định luật - Câu hỏi: Trong trường hợp vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì động năng và thế năng của vật có mối quan hệ như thế nào với nhau? - Trả lời: Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, động năng có thế chuyển hóa thành thế năng hoặc ngược lại nhưng tổng của chúng, tức cơ năng được bảo toàn. - Câu hỏi: đối với lực đàn hồi thì cơ năng của vật như thế nào? - Trả lời: Trong quá trình chuyển động, động năng của vật tăng thì thế năng đàn hồi giảm và ngược lại, nhưng tổng của chúng tức cơ năng được bảo toàn. - Câu hỏi: Trong trường hợp tổng quát, vật chuyển động dưới tác dụng của các lực thế thì cơ năng sẽ như thế nào? - Trả lời: Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của lực thế luôn được bảo toàn. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 91 b/ Biến thiên cơ năng. Công của lực không thế - Câu hỏi: Khi có lực không phải lực thế tác dụng vào vật, cơ năng của vật sẽ như thế nào? - Trả lời: Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực không thế không được bảo toàn. Công của lực này bằng độ biến thiên cơ năng của vật. c/ Bài tập vận dụng (sgk) 2.5.2.2 Sơ đồ tiến trình dạy học Đơn vị kiến thức 1: Thiết lập định luật bảo toàn cơ năng trong các trường hơp trọng lực và lực đàn hồi Phương pháp: Xét mối liên hệ giữa động năng, thế năng trong hai trường hợp cụ thể của trường lực thế: lực đàn hồi và trọng lực Vấn đề: Trong quá trình vật chuyển động chịu tác dụng của lực thế, thế năng và động năng của một vật có mối liên hệ như thế nào với nhau? Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 92 Trường hợp 2: Lực đàn hồi Do lực đàn hồi là lực thế, lập luận tương tự, ta có: Kết luận 2: Trong quá trình chuyển động, khi động năng của vật tăng thì thế năng đàn hồi giảm và ngược lại nhưng tổng của chúng, tức cơ năng được bảo toàn. Biểu thức: 2 2 W W W ons 2 2d dh mv kx c t= + = + = Kết luận 1: Tổng động năng và thế năng gọi là cơ năng của vật. Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, động năng có thể chuyển hóa thành thế năng và ngược lại nhưng tổng của chúng, tức cơ năng, được bảo toàn. Trường hợp 1: trường hợp trọng lực Xét vật m (kg) rơi tự do - Chọn gốc thế năng tai mặt đất - Tại A vật có độ cao z1, vận tốc v1. Tại B vật có độ cao z2, vận tốc v2 - Áp dụng định lý động năng, ta có 2 1 2 2 2 1 12 W W 2 2d d mv mvA = − = − (1) Mặt khác trong trọng trường, ta có: 1 212 1 2 W Wt tA mgz mgz= − = − (2) Từ (1) và (2) ta có: 2 1 1 2 W W W Wd d t t− = − Hay 1 1 2 2 2 2 1 2 1 2 W W W W 2 2 d t d t mv mvmgz mgz + = + ⇔ + = + Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 93 Đơn vị kiến thức 2: Biến thiên cơ năng. Công của lực không thế. Kết luận: Trường hợp vật chịu tác dụng của lực thế thì cơ năng của vật luôn được bảo toàn. Vấn đề: Trong trường lực thế, ĐLBTCN luôn đúng nhưng ĐLBTCN có còn đúng trong trường hợp có lực không thế hay không? Kết luận: Khi vật chịu tác dụng của lực không thế, cơ năng của vật không được bảo toàn. Công của lực này bằng độ biến thiên cơ năng. Trường hợp vật chịu tác dụng của lực không phải là lực thế cơ năng của vật sẽ như thế nào? Phương pháp: Hướng dẫn học sinh xây dựng biểu thức tính công của lực không thế bằng việc áp dụng Định lý động năng và BT tính công của lực thế theo độ biến thiên thế năng. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 94 2.5.3 Phương tiện dạy học: - Sách giáo khoa 10 nâng cao, giáo án giảng dạy. - Bảng, thước kẻ, hình vẽ minh họa - Bài tập và đề kiểm tra học tập 2.5.4 Tiến trình dạy học: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Đặt vấn đề: Trong quá trình chuyển động, động năng và thế năng của vật luôn thay đổi. Vậy hai dạng năng lượng này có mối quan hệ như thế nào với nhau? 1/ Thiết lập định luật a/ Trường hợp trọng lực: - Hướng dẫn học sinh thiết lập biểu thức định luật trong trường hợp trọng lực + Xét vật khối lượng m rơi tự do + Tại A vật có độ cao z1, vận tốc v1. Tại B vật có độ cao z2, vận tốc v2 + Yêu cầu học sinh nhắc lại định lý động năng và biểu thức tính công của trọng lực. + Yêu cầu học sinh viết biểu thức công của trọng lực liên hệ với độ + Thiết lập biểu thức định luật theo sự hướng dẫn của giáo viên - 2 1 2 2 2 1 12 W W 2 2d d mv mvA = − = − - 1 212 1 2 W Wt tA mgz mgz= − = − Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 95 giảm thế năng. + So sánh hai biểu thức trên ta được điều gì? 2 1 1 2 W W W Wd d t t− = − Hay 1 1 2 2 2 2 1 2 1 2 W W W W 2 2 d t d t mv mvmgz mgz + = + ⇔ + = + + Trong quá trình chuyển động, tổng động năng và thế năng thay đổi như thế nào? Tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng của vật. Tóm lại, trong quá trình chuyển động, cơ năng của vật được bảo toàn. b/ Trường hợp lực đàn hồi: - Hướng dẫn HS thiết lập định luật trong trường hợp lực đàn hồi + Xét ví dụ con lắc lò xo ở bài trước + Một cách tương tự, ta có kết luận gì? + Căn cứ vào đồ thị tr 173 SGK, yêu - 2 1 1 2 W W W Wd d t t− = − - Trong quá trình chuyển động, động năng có thể chuyển hóa thành thế năng và ngược lại nhưng tổng động năng và thế năng có giá trị không đổi. - Trong quá trình chuyển động, động năng vật tăng thì thế năng đàn hồi giảm và ngược lại nhưng cơ năng của chúng Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 96 cầu học sinh xác định giá trị thế năng đàn hồi tương ứng với các giá trị động năng: Ở vị trí biên trái, biên phải, cân bằng. c/ Tổng quát: - Lập luận tương tự, đối với vật chuyển động trong trường lực thế bất kì, ta có được kết luận gì? 2/ Biến thiên cơ năng. Công của lực không phải lực thế: Đặt vấn đề: Đối với vật chuyển động trong trường lực thế ta luôn có cơ năng được bảo toàn. Vậy đối với những lực không phải lực thế thì cơ năng có được bảo toàn không? - Theo định lý động năng, tổng công các lực thực hiện dịch chuyển vật từ vị trí 1 đến vị trí 2 được xác định bằng biểu thức nào? - Theo độ biến thiên thế năng, công của lực thế được tính như thế nào? - Kết hợp 2 pt trên ta có điều gì? được bảo toàn. - Biên phải: Wđ = 0, Wđh cực đại - Cân bằng: Wđ cực đại, Wđh = 0 - Biên trái: Wđ = 0, Wđh cực đại - Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế luôn được bảo toàn. - 212 12 ( ) ( ) WdA luckhongthe A lucthe+ = − Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 97 - Mà W = Wđ + Wt Vậy ta có thể viết lại biểu thức trên như thế nào? - Từ biểu thức trên, có thể kết luận gì đối với trường hợp lực không thế? 3/ Bài tập vận dụng (sgk) Yêu cầu HS xem sgk tập giải ngay trên lớp - 1 212 ( ) W Wt tA lucthe = − 2 1 1 2 2 1 1 12 ( ) W W (W (W W ) (W W ) d d t d t d t A luckhongthe = − − − = + − + A12 (lực không thế) = W2 – W1 = WΔ - Đối với trường hợp lực không phải là lực thế, cơ năng không được bảo toàn. Công của các lực này bằng độ biến thiên cơ năng của vật. 2.5.5 Nội dung ghi bảng: 1. Thiết lập định luật a/ Trường hợp trọng lực 2 2 2 1 2 1 22 mgzmvmgzmv +=+ Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại, nhưng tổng của chúng, tức cơ năng của vật, được bảo toàn (không đổi theo thời gian) b/ Trường hợp lực đàn hồi Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 98 22 22 kxmvWWW đhđ +=+= =hằng số. c. 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 là lực thế. WWWA Δ=−= 1212 Khi ngoài lực thế, vật còn chịu tác dụng của lực không phải lực thế, cơ năng của vật không bảo toàn. Công của các lực này bằng độ biến thiên cơ năng của vật. 3. Bài tập vận dụng: (SGK) 2.5.6 Đề kiểm tra học tập: Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng với định luật bảo toàn cơ năng? a/ Trong một hệ kín, cơ năng của mỗi vật trong hệ được bảo toàn. b/ Khi một vật chuyển động trong trọng trường và chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật được bảo toàn. c/ Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của vật được bảo toàn d/ Khi một vật chuyển động thì cơ năng của vật đó luôn được bảo toàn. Câu 2: Cơ năng của vật không đổi khi: a/ Vật chuyển động dưới tác dụng của ngoại lực Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 99 b/ Vật chuyển động trong trọng trường có lực ma sát tác dụng. c/ Vật chuyển động trong trọng trường, chỉ dưới tác dụng của trọng lực d/ Vật chuyển động thẳng đều Câu 3: Cơ năng của hệ vật – lò xo a/ Bằng động năng của vật b/ Bằng tổng động năng của vật và thế năng đàn hồi của lò xo c/ Bằng thế năng đàn hồi của lò xo d/ Bằng động năng của vật và cũng bằng thế năng đàn hồi của lò xo Câu4: Phát biểu nào sau đây là đúng? a/ Trong quá trình chuyển động, cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn. b/ Trong quá trình chuyển động, nếu lực ma sát, lực cản là nhỏ thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn. c/ Trong qua trình chuyển động, nếu không có trọng lực, thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn. d/ Trong quá trình chuyển động, nếu không có lực ma sát, lực cản thì cơ năng của vật là đại lượng bảo toàn Câu 5: Điền vào chỗ trống cho phát biểu sau: Nếu có tác dụng của các lực ma sát, lực cản của môi trường vào vật chuyển động thì … của các lực đó bằng độ biến thiên cơ năng của vật. a/ Cơ năng b/ Công Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 100 c/ Công suất d/ Năng lượng Câu 6: Khi hệ không cô lập thì độ biến thiên cơ năng bằng công của các lực tác dụng lên vật ngoài trọng lực a/ Đúng b/ Sai Câu 7: Một vật có khối lượng 1 kg, trượt không ma sát, không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt phẳng dài 10 m và nghiêng một góc 30 ° so với mặt phẳng nằm ngang. Vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng là: a/ 4 m/s b/ 6 m/s c/ 8 m/s d/ 10 m/s Câu 8: Cơ năng của vật không thay đổi nếu vật chuyển động: a/ Tròn đều b/ Thẳng đều c/ Chỉ có lực ma sát nhỏ d/ Chỉ dưới tác dụng của trọng lực Câu 9: Trong mọi hiện tượng xảy ra đều có thể sử dụng: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 101 a/ Định luật bảo toàn động lượng b/ Định luật bảo toàn cơ năng c/ Định luật bảo toàn công d/ Định luật bảo toàn năng lượng Câu 10: Cơ năng được bảo toàn trong trường hợp: a/ Vật rơi trong không khí b/ Vật rơi tự do c/ Vật trượt có ma sát d/ Vật rơi trong chất lỏng nhớt Đáp án: Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐA A C B D B B D B C A Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 102 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm: Dựa trên cơ sở tiến trình dạy học đã soạn thảo các bài của chương “Các định luật bảo toàn”, tôi tiến hành tổ chức thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài và từ đó bổ sung, hoàn thiện tiến trình dạy học nhằm đạt được đúng mục tiêu của đề tài. Quá trình thực nghiệm nhằm trả lời cho một số câu hỏi chủ yếu là: 1/ Các phương án dạy học đã soạn thảo có phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh hay không? 2/ Các phương án đã soạn thảo có tính khả thi không? 3/ Chất lượng học tập có được nâng cao hơn không khi giảng dạy theo các phương án đã được soạn thảo? 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm: - Tổ chức dạy học theo tiến trình đã soạn - Phân tích pha thể hiện các quá trình dạy học - Nhận xét, đánh giá ưu khuyết điểm của thực nghiệm - Hoàn thiện bổ sung tiến trình dạy học 3.3 Thời gian, đối tượng thực nghiệm sư phạm: + Ngày 29 tháng 01 năm 2010, dạy bài: “Động năng. Định lý động năng”, lớp thực nghiệm: lớp 10A2, trường THPT Nguyễn Du. + Ngày 04 tháng 02 năm 2010, dạy bài: “Thế năng. Thế năng trọng trường”, lớp thực nghiệm: lớp 10A2, trường THPT Nguyễn Du. + Ngày 06 tháng 02 năm 2010, dạy bài: “Định luật bảo toàn cơ năng”, lớp thực nghiệm: lớp 10A2, trường THPT Nguyễn Du. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 103 Do tình hình của trường thực tập nên tôi không có điều kiện để thực nghiệm đối chứng ở các lớp khác và do việc phân chia bài dạy trong quá trình thực tập đối với giáo sinh cùng nhóm nên tôi không tiến hành dạy thực nghiệm bài “Định luật bảo toàn động lượng” được. 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm: - Tiến hành thực nghiệm theo tiến trình đã soạn thảo với lớp thực nghiệm đã chọn, chương trình vật lí lớp 10 nâng cao. - Chú ý quan sát thái độ, ý thức học tập và sự hoàn thành nhiệm vụ học tập của các em học sinh trong các giờ dạy thực nghiệm để đánh giá định tính kết quả phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh. - Cho học sinh làm bài trắc nghiệm khách quan cuối mỗi bài học nhằm khảo sát mức độ nắm vững kiến thức của học sinh. 3.5 Quá trình thực nghiệm: 3.5.1 Đặc điểm tình hình chung của trường thực nghiệm: Nhìn chung, cơ sở vật chất của trường khá hiện đại và đầy đủ, hầu hết các em học sinh có tinh thần học tập tốt, chịu khó xem bài trước khi đến lớp và làm bài tập đầy đủ. Trong quá trình học tập, các em cố gắng phát biểu ý kiến xây dựng bài học mới một cách năng động, nhiệt tình. Các em có tinh thần học tập cao độ, hứng thú. 3.5.2 Nhận xét các tiết học thực nghiệm: 3.5.2.1 Bài “Động năng. Định lý động năng” Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 104 - Tuy là bài đầu tiên được thực nghiệm nhưng các em học sinh đã tích cực hoạt động học tập, tham gia phát biểu ý kiến sôi nổi, năng động. Bài dạy đã đạt được khá hoàn chỉnh mục tiêu đề ra cho bài học. - Đa số các câu hỏi các em học sinh đều có thể trả lời được và mức độ chính xác khá cao. Đa số các câu hỏi vận dụng các em đã trả lời chính xác. - Không khí lớp học sôi nổi và tiết dạy đã khuấy động được tinh thần nỗ lực học tập của các em. - Đối với các kiến thức cũ đã được học ở các lớp dưới, các em đã nhớ và nhắc lại chính xác (ví dụ như khi nào một vật mang năng lượng?, các em đã suy nghĩ và trả lời được ngay là khi vật có khả năng sinh công thì vật đó mang năng lượng) - Tuy nhiên, ở phần ví dụ vận dụng ở mục b phần 1 thì chưa làm cho học sinh hiểu rõ được vấn đề là yếu tố vận tốc có ảnh hưởng mạnh đến giá trị động năng, các em còn lơ mơ và chưa nhận thấy được vấn đề giáo viên muốn truyền tải. - Phần bài tập vận dụng thì các em đã vận dụng khá tốt. Tóm lại, bài dạy đã truyền tải đến các em khá hoàn chỉnh về mặt nội dung, kiến thức, kĩ năng. Bài dạy bước đầu thành công trong việc phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của các em trong hoạt động học tập. Bài kiểm tra kiến thức của các em có kết quả khá tốt. 3.5.2.2 Bài “Thế năng. Thế năng trọng trường” - Về cơ bản, tiết dạy đã dảm bảo được các mục tiêu đã đề ra về nội dung kiến thức. - Đây là tiết thứ 2 thực nghiệm theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh nên học sinh không còn bỡ ngỡ như tiết trước. Các em Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 105 đã có thể vận dụng nhanh chóng và hoạt động sôi nổi hơn bài trước rất nhiều. - Bằng cách nêu lên một vấn đề mới, các em đã có thể tìm hiểu về “thế năng” một cách dễ dàng, có thể vận dụng để tìm thêm nhiều các ví dụ khác về dạng năng lượng này. - Tuy vậy, trong sách giáo khoa chưa có được một định nghĩa thật rõ ràng về “thế năng” nên các em còn lúng túng khi được hỏi về “thế năng” - Sang đến phần thứ 2: công của trọng lực, do kiến thức toán học của các em chưa học đến phần tích phân, vi phân nên việc thiết lập biểu thức tính công của trọng lực mang tính chất thừa nhận. Tuy nhiên, do trong quá trình dạy, giáo viên đi từ trường hợp đơn giản nhất (rơi tự do) đến trường hợp chuyển động trên đường xiên rồi cuối cùng mới đến quỹ đạo cong bất kì nên việc thừa nhận trở nên có cơ sở hơn, các em dễ dàng thu nhận kiến thức hơn. - Phần lực thế và thế năng: giáo viên chưa giúp học sinh hiểu rõ được vì định nghĩa thế năng trong mối liên hệ với lực thế còn mang tính trừu tượng. Tuy vậy, kết quả bài kiểm tra trắc nghiệm của các em có kết quả tốt. 3.5.2.3 Bài “Định luật bảo toàn cơ năng” - Bài này chủ yếu là vận dụng các định lý đã học ở các bài trước để thiết lập biểu thức định luật bảo toàn cơ năng trong các trường hợp cụ thể và tổng quát. Nhìn chung, sau khi giáo viên hướng dẫn cách phương pháp tiến hành thì đa phần các em có thể tự lực hoàn thành nhiệm vụ học tập, ghi bài vào vở và xung phong lên bảng trình bày. - Phần đồ thị biểu diễn định luật bảo toàn cơ năng trong các trường hợp lực đàn hồi gây sự khó hiểu cho học sinh, phải có sự hướng dẫn của giáo viên các em mới có thể hiểu được đồ thị. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 106 - Trường hợp lực đàn hồi: do không có thiết lập cụ thể và do bài dài nên không có thời gian để thiết lập. Vì vậy, các em học sinh tiếp nhận kiến thức một cách máy móc, thừa nhận, nhớ công thức là chính. - Phần công của lực không phải lực thế, với cách thức như đã được hướng dẫn, các em thiết lập biểu thức một cách dễ dàng, nhanh chóng. - Sang đến phần vận dụng, sau khi được giáo viên hướng dẫn sơ qua phương pháp giải bài tập các định luật bảo toàn, các em đã nhanh chóng nắm được phương pháp giải, tiến hành làm bài và xung phong lên bảng để giải. Trong phần này, các em đã vận dụng tốt định lý biến thiên cơ năng trong trường hợp có lực ma sát tác dụng vào xe. - Tuy vậy, do bài quá dài, dạy xong bài cũng vừa hết giờ nên không thể cho các em làm bài trắc nghiệm khách quan đánh giá mức độ nắm vững kiến thức sau khi học tập, đây là một điều đáng tiếc. 3.5.3 Xử lý kết quả các bài kiểm tra trong thực nghiệm sư phạm: * Bài “Động năng. Định lý động năng” B¶ng 1: Ph©n phèi tÇn sè: sè häc sinh ®¹t ®iÓm xi. Điểm số (xi) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tần số (ni) 0 0 0 0 6 7 12 7 9 4 0 B¶ng 2: Ph©n phèi tÇn suÊt: sè % häc sinh ®¹t ®iÓm xi. Sè % HS ®¹t ®iÓm xi (Wi %) Sè HS 3 4 5 6 7 8 9 10 45 0 13,33 15,55 24,53 26,66 20 8,88 0 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 107 B¶ng 3: B¶ng tÇn suÊt luü tÝch: Sè % häc sinh ®¹t ®iÓm xi trë xuèng. Sè % HS ®¹t ®iÓm xi trë xuèng (Wi %) Sè HS 3 4 5 6 7 8 9 10 45 0 13,33 28,89 55,56 71,12 91,12 100 100 Các tham số đặc trưng: Trung bình cộng ii xnn X ∑= 1 X TN = 6, 4 Phương sai S2= 2)( 1 1 Xxn n ii −− ∑ S2TN= 2, 34 Độ lệch chuẩn S = 2)( 1 1 ∑ −− Xxnn ii STN= 1, 53 Hệ số biến thiên V= X S .100% VTN = 23, 91 % * Bài “Thế năng. Thế năng trọng trường” Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 108 B¶ng 1: Ph©n phèi tÇn sè: sè häc sinh ®¹t ®iÓm xi. Điểm số (xi) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tần số (ni) 0 0 0 0 1 3 4 14 15 7 1 B¶ng 2: Ph©n phèi tÇn suÊt: sè % häc sinh ®¹t ®iÓm xi. Sè % HS ®¹t ®iÓm xi (Wi %) Sè HS 3 4 5 6 7 8 9 10 45 0 2,22 6,67 8,89 31,11 33,33 15,56 2,22 B¶ng 3: B¶ng tÇn suÊt luü tÝch: Sè % häc sinh ®¹t ®iÓm xi trë xuèng. Sè % HS ®¹t ®iÓm xi trë xuèng (Wi %) Sè HS 3 4 5 6 7 8 9 10 45 0 2,22 8,89 17,78 48,89 82,22 97,78 100 Các tham số đặc trưng: Trung bình cộng ii xnn X ∑= 1 X TN = 7, 42 Phương sai S2= 2)( 1 1 Xxn n ii −− ∑ Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 109 S2TN= 1, 57 Độ lệch chuẩn S = 2)( 1 1 ∑ −− Xxnn ii STN = 1, 25 Hệ số biến thiên V= X S .100% VTN = 16, 85 % Giá trị độ lệch chuẩn STN và hệ số biến thiên VTN đối với kết quả của cả hai bài kiểm tra cho thấy sự tập trung cao của điểm số xung quanh giá trị điểm trung bình. Điều này khẳng định tác dụng tích cực của tiến trình dạy học đã soạn thảo đến kết quả học tập của đa số học sinh trong lớp thực nghiệm. 3.6 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm: 3.6.1 Ưu điểm: - Các tiết dạy đã thực hiện được các giai đoạn của quá trình xây dựng các kiến thức theo như tiến trình đã soạn thảo. - Đa số các em đều trả lời được các câu hỏi do giáo viên đặt ra trong quá trình giảng dạy. - Phần lớn các em thu nhận kiến thức tốt, làm bài kiểm tra đạt kết quả khá cao. 3.6.2 Khuyết điểm: Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 110 - Do điều kiện thực tập không có nhiều lớp học ban nâng cao theo như chương trình đã soạn nên quá trình thực nghiệm còn nhiều thiếu sót và chưa được khả quan lắm. Quá trình thực nghiệm được tiến hành nhưng không có lớp đối chứng. - Giáo viên bị chi phối vào việc phải đảm bảo thời gian tiết học, mặt khác chưa phân phối thời gian hợp lý giữa các phần. - Học sinh còn lúng túng trong một số phần vận dụng nên mất nhiều thời gian. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 111 KẾT LUẬN CHUNG Khi đối chiếu với các nhiệm vụ của đề tài, tôi thấy đã giải quyết các vấn đề sau: 1. Dựa trên cơ sở lý luận về việc thiết kế hoạt động dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh, đề tài đã xây dựng được tiến trình dạy học một số bài của chương “Các định luật bảo toàn” theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh. 2. Thực nghiệm sư phạm đã chứng tỏ tiến trình dạy học được soạn thảo đã góp phần phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của và nâng cao kết quả học tập của học sinh. Bên cạnh đó luận văn cũng còn một số hạn chế như: 1. Thời gian thực hiện khóa luận không đủ để có thể tiến hành thực nghiệm trên số lượng học sinh nhiều. 2. Trong quá trình thực nghiệm, do còn là sinh viên thực tập nên tôi còn gặp nhiều khó khăn và mắc nhiều sai sót. Những hạn chế trong thực nghiệm sư phạm sẽ được rút kinh nghiệm để hoàn thiện tiến trình dạy học. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Thầy Phạm Thế Dân SVTH: Nguyễn Thị Hạnh –Khóa 31 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lương Duyên Bình (chủ biên), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên (2006), thực hiện chương trình sách giáo khoa lớp 10 THPT môn vật lí (NXB Giáo dục). 2. Nguyễn Mạnh Hùng, 2001, Phương pháp dạy học vật lí ở trường THPT, NXB ĐHSP TP.HCM. 3. Nguyễn Văn Khải – Nguyễn Duy Chiến – Phạm Thị Mai, Lí luận dạy học vật lí ở trường THPT, NXB giáo dục. 4. Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên), 2008, Sách giáo viên Vật lí 10 nâng cao, NXB giáo dục. 5. Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên), 2009, Sách giáo khoa vật lí lớp 10 nâng cao, NXB giáo dục 6. Nguyễn Kỳ, 1995, phương pháp giáo dục tích cực lấy người học làm trung tâm, NXB giáo dục. 7. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, 2001, Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học quốc gia Hà Nội. 8. Phạm Hữu Tòng, 1996, Hình thành kiến thức, kĩ năng phát triển trí tuệ và năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lí, NXB Giáo dục. 9. Phạm Hữu Tòng, 2001, Lí luận dạy học vật lí ở trường trung học, NXB Giáo dục. 10. Phạm Hữu Tòng, 2004, Dạy học vật lí ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, NXB Đại học sư phạm. 11. Phạm Hữu Tòng, 2008, Lí luận dạy học vật lí, NXB ĐHSP. ._.