ĐẠI HỌC THÁ I NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
VŨ THỊ MINH NGỌC
LỰA CHỌN, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG BÀ I TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ” ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10 NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY PHÊ PHÁN VÀ TƯ DUY SÁNG TẠO Ở NGƯỜI HỌC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁ O DỤC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
THÁI NGUYÊN - 2015
ĐẠI HỌC THÁ I NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
VŨ THỊ MINH NGỌC
LỰA CHỌN, SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG BÀ I TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” - VẬT LÍ 10 NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY PHÊ PHÁN VÀ TƯ DUY SÁNG TẠO Ở NGƯỜI HỌC
Chuyên ngành: LL & PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ
Mã số: 60 14 01 11
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁ O DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. ĐỖ HƯƠNG TRÀ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
THÁI NGUYÊN - 2015
LỜI CAM ĐOAN
Luận văn: "Lựa cho ̣n, soạn thảo và sử dụng bà i tập thí nghiê ̣m trong da ̣y ho ̣c chương “Động lực học chất điểm” - Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng tư duy phê phán và tư duy sáng tạo ở người học" được thực hiện từ tháng 8 năm 2014 đến
tháng 8 năm 2015.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết
quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa từng được công
bố trong bất kỳ một công trình của các tác giả nào khác.
Thái Nguyên, tháng 8 năm 2015
Tác giả
Vũ Thị Minh Ngọc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
i
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Sư phạm Thái
Nguyên - Đại học Thái Nguyên, em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Em xin được bày tỏ lòng kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đỗ
Hương Trà, người thầy đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt lại nhiều kinh nghiệm quý
báu cho em, giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thầy giáo, cô giáo khoa
Vật lí - trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên - Đại học Thái Nguyên, các thầy giáo,
cô giáo trong Ban Giám hiệu và tổ Lí - trường THPT Đông Thành, Quảng Yên,
Quảng Ninh đã tạo điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt thời gian
làm nghiên cứu.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên, giúp
đỡ em có thể hoàn thành tốt luận văn.
Em xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 8 năm 2015 Tác giả luận văn Vũ Thị Minh Ngọc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
ii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii
MỤC LỤC .......................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................... v
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ .............................................................................. vi
MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................... 1
2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu ............................................................................ 3
3. Mục đích nghiên cứu .................................................................................... 4
4. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 4
5. Giả thuyết khoa học ...................................................................................... 5
6. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 5
7. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 5
8. Điểm mới của luận văn ................................................................................. 6
9. Cấu trúc luận văn .......................................................................................... 6
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI
DƯỠNG TƯ DUY PHÊ PHÁN VÀ TƯ DUY SÁNG TẠO TRONG
DẠY HỌC BÀI TẬP THÍ NGHIỆM ............................................................. 7
1.1. Tư duy ....................................................................................................... 7
1.1.1. Khái niệm tư duy .............................................................................. 7
1.1.2. Phân loại tư duy ................................................................................ 8
1.2. Tư duy phê phán và tư duy sáng tạo ......................................................... 10
1.2.1. Tư duy phê phán ............................................................................. 10
1.2.2. Tư duy sáng tạo .............................................................................. 11
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
iii
1.2.3. Mối quan hệ giữa TDPP và TDST .................................................. 12
1.3. Rèn luyện TDPP và TDST cho người học ................................................ 12
1.4. Bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lí .................................................... 14
1.4.1. Khái niệm BTTN ........................................................................... 14
1.4.2. Phân loại BTTN ............................................................................. 15
1.4.3. Các mức độ của BTTN .................................................................. 17
1.4.4. Bồi dưỡng TDPP và TDST cho người học qua các bài tập thí nghiệm .... 18
1.4.5. Nguyên tắc lựa chọn BTTN ........................................................... 21
1.4.6. Sử dụng BTTN trong dạy học Vật lí .............................................. 22
1.5. Điều tra thực tiễn ..................................................................................... 23
1.5.1. Mục đích điều tra ........................................................................... 23
1.5.2. Đối tượng điều tra.......................................................................... 23
1.5.3. Phương pháp điều tra ..................................................................... 23
1.5.4. Kết quả điều tra ............................................................................. 23
1.5.5. Nguyên nhân thực trạng dạy học BTTN của chương Động lực
học chất điểm .......................................................................................... 24
1.6. Đề xuất một số biện pháp cần thiết khi sử dụng BTTN nhằm bồi
dưỡng TDPP và TDST của học sinh trong dạy học Vật lí ............................... 26
Kết luận chương 1 .......................................................................................... 28
Chương 2. LỰA CHỌN, SOẠN THẢO VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI
TẬP THÍ NGHIỆM PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM .................. 29
2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương Động lực học chất điểm - Vật lí 10 ........ 29
2.1.1. Vị trí, tầm quan trọng kiến thức chương Động lực học chất
điểm trong chương trình Vật lí 10 THPT ................................................. 29
2.1.2. Cấu trúc lôgic chương Động lực học chất điểm ............................. 30
2.2. Soạn thảo và lựa chọn BTTN chương Động lực học chất điểm- Vật lí 10 ...... 30
2.2.1. Mục tiêu soạn thảo BTTN trong dạy học chương Động lực học
chất điểm ................................................................................................. 32
2.2.2. Dự kiến lựa chọn BTTN chương Động lực học chất điểm ............ 33
2.3.3. Soạn thảo và sử dụng một số BTTN chương Động lực học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
iv
chất điểm ................................................................................................ 34
2.3. Hướng dẫn cách giải một số BTTN chương Động lực học chất điểm ....... 39
2.4. Soạn thảo tiến trình hoạt động dạy học một số BTTN chương Động
lực học chất điểm ............................................................................................ 50
Kết luận chương 2 .......................................................................................... 61
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ..................................................... 62
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ............................................................... 62
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm .............................................................. 62
3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .............................................................. 62
3.4. Nội dung thực nghiệm sư phạm ............................................................... 63
3.4.1. Kế hoạch thực nghiệm .................................................................... 63
3.4.2. Công tác chuẩn bị ........................................................................... 63
3.4.3. Cách thức tiến hành thực nghiệm .................................................... 64
3.5. Kết quả thực nghiệm ................................................................................ 64
3.5.1. Phân tích diễn biến thực nghiệm ..................................................... 64
3.5.2. Đánh giá việc sử dụng các bài tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng
TDST và TDPP của HS ............................................................................ 67
3.5.3. Đánh giá hoạt động học của HS qua các bài kiểm tra ...................... 72
Kết luận chương 3 .......................................................................................... 77
KẾT LUẬN ................................................................................................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 79
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
PHỤ LỤC
v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
STT Viết tắt Viết đầy đủ
Bài tập BT 17
Bài tập thí nghiệm BTTN 12
Đại học sư phạm ĐHSP 3
GD & ĐT Giáo dục và Đào tạo 4
Giáo viên GV 5
Học sinh HS 6
NXB Nhà xuất bản 7
PGS.TS Phó giáo sư. Tiến sỹ 8
Phương pháp dạy học PPDH 9
Phương tiện dạy học PTDH 10
Sách giáo khoa SGK 11
Tư duy phê phán TDPP 1
Tư duy sáng tạo TDST 2
Trung học cơ sở THCS 15
Trung học phổ thông THPT 16
Thực nghiệm TN 14
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
iv
Vật lí VL 18
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1.a và 3.2.a. Đánh giá các biểu hiện TDST của HS ............................. 71
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Bảng 3.1.b và 3.2.b. Đánh giá các biểu hiện TDPP của HS ............................. 71
v
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1: Sơ đồ tiến trình dạy học giải quyết vấn đề ..................................... 9
Sơ đồ 1.2: Sơ đồ tiến trình hướng dẫn HS giải bài tập nhằm bồi dưỡng
TDPP và TDST cho HS .............................................................. 18
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ logic các nội dung kiến thức trong chương Động lực
học chất điểm .............................................................................. 30
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
vi
Sơ đồ 2.2: Sơ đồ lựa chọn BTTN chương Động lực học chất điểm .............. 33
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Một trong những thành tựu của tư duy khoa học thể hiện ở kĩ năng tìm ra
những mối liên hệ sâu sắc giữa một bên là toán học và vật lí học với một bên là
những ứng dụng kĩ thuật khác nhau của khoa học đó, biến các tư tưởng khoa học
thành các sơ đồ, mô hình, kết cấu kĩ thuật để phục vụ cuộc sống. Một trong các
nhiệm vụ dạy học ở trường phổ thông là giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng
nghiệp cho học sinh. Giáo dục kĩ thuật tổng hợp gồm hai mặt: thứ nhất đòi hỏi học
sinh phải biết những cơ sở khoa học chung của các ngành sản xuất, thứ hai phải
rèn luyện cho học sinh có kĩ năng, kĩ xảo sử dụng những công cụ đơn giản nhất
của các ngành sản xuất. Vì thế, dạy học Vật lí phải luôn gắn liền với đời sống và
sản xuất, làm cho học sinh thấy được những ứng dụng của các kiến thức vật lí,
đồng thời nhận ra được những đòi hỏi phải giải quyết những vấn đề mới của đời
sống và kĩ thuật đối với vật lí và người học vật lí.
Tuy nhiên, theo đánh giá trong dự thảo chiến lược phát triển giáo dục từ
2011 - 2020 thì nền giáo dục của chúng ta hiện nay “...Còn có những nội dung
trong chương trình giáo dục ở các cấp học và trình độ đào tạo không thiết
thực, nặng về lý thuyết, nhẹ về thực hành, chưa gắn với yêu cầu xã hội, chưa
phù hợp với nhu cầu và khả năng học tập của mọi đối tượng học sinh. Phương
pháp dạy học về cơ bản vẫn theo lối truyền thụ một chiều, đòi hỏi người học
phải ghi nhớ máy móc, chưa phát huy được tư duy phê phán, tư duy sáng tạo
và tinh thần tự học ở người học....” [3]
Với đặc trưng là một bộ môn khoa học thực nghiệm, thì vấn đề đặt ra đối
với những người dạy Vật lí là làm thế nào để gắn các kiến thức trong nhà
trường phổ thông với những gì đang diễn ra xung quanh học sinh, làm thế nào
để phát huy được tư duy phê phán, tư duy sáng tạo của học sinh?
Có nhiều cách thức để đạt được mục tiêu này, một trong những cách đó
là tăng cường vai trò của BTTN trong dạy học và định hướng hoạt động giải
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
các bài tập đó.
1
Theo Nguyễn Thượng Chung: "Bài tập thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi
học sinh phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực
nghiệm, các kĩ năng hoạt động trí óc và chân tay, vốn hiểu biết về vật lí, kĩ thuật,
và thực tế đời sống... để tự mình xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện, xác
định các điều kiện thích hợp, tự mình thực hiện các thí nghiệm theo qui trình, qui
tắc để thu thập và xử lí các kết quả nhằm giải quyết một cách khoa học, tối ưu
bài toán cụ thể được đặt ra"[4].
Theo Nguyễn Đức Thâm: "Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải
làm thí nghiệm kiểm chứng lời giải lí thuyết hoặc để tìm những số liệu cần
thiết cho việc giải bài tập"[29].
Trong chương trình Vật lí phổ thông, phần cơ học là kiến thức đầu tiên
và có vai trò quan trọng, nó là hành trang chuẩn bị cho HS đi vào nghiên cứu
các phần kiến thức khác của Vật lí. Trong chương trình cơ học lớp 10, chương
Động lực học chất điểm, HS được nghiên cứu các định luật cơ bản của cơ học
cổ điển, đó là các định luật Niutơn và các loại lực cơ học. Các định luật Niutơn
phản ánh các qui luật chuyển động của các vật. Đối với người học Vật lí, các
kiến thức chương Động lực học chất điểm đã giải thích được nhiều hiện tượng
trong cuộc sống thực tiễn.
Ví dụ: Vì sao con người có thể đi được trên Mặt Đất? Vì sao ta có thể
cầm nắm được mọi vật? Vì sao ở những đoạn đường cong phải làm nghiêng?
Tại sao vệ tinh nhân tạo bay được vòng quanh Trái Đất? Người lái máy bay
làm thế nào để có thể thả hàng cứu trợ đúng mục tiêu?.... Từ đó, mở ra cho HS
một phương pháp giải bài toán chuyển động là phương pháp động lực học chất
điểm, đó là phương pháp vận dụng các định luật Niutơn và các lực cơ học vào
giải bài toán chuyển động.
Như vậy, bài tập thí nghiệm (BTTN) có ưu thế vừa là bài tập vừa là thí
nghiệm, do đó nếu sử dụng BTTN hợp lí thì có thể đạt được mục đích gắn lí
thuyết với thực hành, phát triển tư duy sáng tạo và tư duy phê phán của người
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
học Vật lí. Tuy nhiên, trong thực tiễn dạy học vật lí thì BTTN chưa đóng được
2
vai trò như mong muốn. Nhận thức được vai trò của BTTN trong dạy học Vật lí,
tôi đã lựa chọn đề tài "Lựa chọn, soạn thảo và sử dụng BTTN trong dạy học
chương Động lực học chất điểm - Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng TDPP và TDST ở
người học" để nghiên cứu .
2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu
Trong thực tiễn dạy học Vật lý, người ta đã và đang chú ý tăng cường
các bài tập Vật lý, trong đó có BTTN vì chúng đóng vai trò quan trọng trong
dạy học và giáo dục HS đặc biệt trong việc thực hiện các nhiệm vụ giáo dục
kĩ thuật tổng hợp. Bài tập thí nghiệm được sử dụng trong dạy học Vật lí có
các chức năng: Củng cố trình độ xuất phát về tri thức và kĩ năng, hình thành
tri thức kĩ năng mới , ôn luyện, củng cố tri thức và kĩ năng, tổng kết hệ thống
hóa kiến thức, kiểm tra, đánh giá trình độ và chất lượng về tri thức và kĩ năng
cho học sinh.
Trong những năm gần đây, một số các nghiên cứu đã đề cập tới vai trò
của việc sử dụng BTTN trong dạy học, và đã đưa ra những kết luận quan trọng,
có ý nghĩa. Có thể đề cập tới một số công trình nghiên cứu điển hình như:
Một số bài báo khoa học, sách, giáo trình
(1) Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế. Phương
pháp dạy học Vật lý ở trường phổ thông. NXB ĐHSP- 2002.[29]
(2) Đỗ Hương Trà (Chủ biên), Phạm Gia Phách. Dạy học bài tập Vật lý ở
trường phổ thông. NXB ĐHSP Hà Nội 2009.[34]
(3) Nguyễn Thượng Chung, Bài tập thí nghiệm vật lí trung học cơ sở,
NXB Giáo dục 2002.[4]
(4) Nguyễn Tiến Dũng, Sử dụng BTTN trong dạy học Vật lí, tạp chí
Khoa học ĐHSP TP.HCM, số 10 năm 2007[7]
Ở các tài liệu này các tác giả đều chỉ ra và phân tích được vai trò của bài
tập thí nghiệm trong dạy học Vật lí về phương diện lí luận dạy học nhưng các
kết luận đưa ra đều mang tầm vĩ mô, chưa đi sâu nghiên cứu xây dựng hệ thống
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
BTTN cho từng chương và sử dụng chúng trong dạy học Vật lý.
3
Một số luận án tiến sĩ
(1) Nguyễn Thế Khôi, Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lý phần
cơ học, Luận án PTS, ĐHSP Hà Nội 1996.[16]
(2) Nguyễn Thanh Hải, Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài
tập định tính trong dạy học cơ học vật lý 10 trung học phổ thông, Luận án tiến
sỹ giáo dục học, Huế 2010.[12]
Với tài liệu (1) tác giả mới nghiên cứu bài tập phần cơ học và chưa có
hệ thống BTTN phần cơ học cũng như hướng vào việc sử dụng nó nhằm phát
huy TDPP và TDST cho HS; Với tài liệu (2) tác giả chỉ nghiên cứu khai thác
bài tập định tính.
Một số luận văn cao học, khóa luận tốt nghiệp đại học
(1) Lê Văn Đình, Xây dựng một số bài tập thực nghiệm phần quang hình
- Vật lý 11. Luận văn thạc sỹ giáo dục học, ĐHSP Hà Nội 2002.[9]
(2) Hoàng Thị Tâm, Phát triển năng lực giải bài tập vật lý chương Động
lực học chất điểm cho HS khối 10 (cơ bản) trường THPT Ngô Thì Nhậm - Hà
Nội. ĐHSP Hà Nội 2010.[27]
Vấn đề nghiên cứu và sử dụng hệ thống BTTN trong dạy học Vật lý đã
được triển khai, nghiên cứu. Tuy nhiên vấn đề phát triển tư duy phê phán và tư
duy sáng tạo trong dạy học BTTN Vật lí chưa được đề cập một cách rõ nét
trong các nghiên cứu trên. Điều này gợi ý cho đề tài nghiên cứu: Lựa chọn,
soạn thảo và sử dụng bài tập thí nghiệm (BTTN) trong dạy học chương
“Động lực học chất điểm “- VL 10 nhằm bồi dưỡng tư duy phê phán và tư
duy sáng tạo ở người học.
3. Mục đích nghiên cứu
Lựa chọn, soạn thảo và sử dụng BTTN trong dạy học chương” Động lực
học chất điểm” - VL 10 nhằm bồi dưỡng TDPP và TDST của học sinh
4. Đối tượng nghiên cứu
* Đố i tươ ̣ng:
- Bài tập thí nghiệm chương “Động lực học chất điểm”- Vâ ̣t lí 10.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
- Hoạt động giải BTTN để bồi dưỡng TDPP và TDST của học sinh
4
* Pha ̣m vi nghiên cứ u:
- Quá trình dạy và học kiến thức chương” Động lực học chất điểm” - Vâ ̣t
lí 10 ta ̣i trườ ng THPT Đông Thành - Quảng Yên - Quả ng Ninh
5. Giả thuyết khoa học
Dựa trên những biện pháp bồi dưỡng TDPP và TDST cùng với việc
phân tích nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm” - Vâ ̣t lí 10
có thể lựa chọn, soạn thảo và sử dụng BTTN trong dạy học, nhằm bồi dưỡng
TDPP và TDST cho người học.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu lý luận: Vai trò củ a BTTN trong dạy ho ̣c Vâ ̣t lí, các biê ̣n
pháp bồi dưỡng TDPP và TDST.
- Nghiên cứu thực tiễn việc dạy học bài tập Vật lí nó i chung và BTTN vâ ̣t lí
trong chương “Động lực học chất điểm” - Vâ ̣t lí 10 ở trường phổ thông nó i riêng.
- Lựa chọn, soạn thảo và sử dụng BTTN trong dạy học chương “Động lực
học chất điểm” - Vâ ̣t lí 10.
- Thiết kế tiến trình hoa ̣t đô ̣ng da ̣y ho ̣c BTTN chương Động lực học chất
điểm - Vâ ̣t lí 10.
- Tiến hà nh thực nghiê ̣m sư phạm.
- Sử du ̣ng thố ng kê toá n ho ̣c.
7. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý luận: các tài liê ̣u về TDPP và TDST, về BTTN.
- Nghiên cứu thực tiễn dạy và học BTTN vật lí ở trường trung học phổ
thông, đă ̣c biê ̣t chương “Động lực học chất điểm” - Vật lí 10
- Nghiên cứu nội dung kiến thứ c chương “Động lực học chất điểm” - Vâ ̣t lí 10
- Điều tra thực tiễn dạy và học Vật lí ở trường phổ thông về bồi dưỡng
TDPP và TDST cho HS; việc sử dụng BTTN ở trườ ng phổ thông.
- Phương pháp chuyên gia: Trao đổi và lấy ý kiến chuyên gia.
- Thực nghiệm sư phạm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
- Phương pháp thống kê toán học.
5
8. Điểm mới của luận văn
Với quá trình thực hiện luận văn, chúng tôi đạt được một số điểm mới
như sau:
- Hệ thống một số cơ sở lí luận về bồi dưỡng TDPP và TDST cho HS.
- Cu ̣ thể hó a viê ̣c bồi dưỡng TDPP và TDST trong da ̣y ho ̣c về BTTN vâ ̣t lí.
- Lựa chọn, soạn thảo và sử dụng BTTN trong dạy học chương Động lực
học chất điểm - Vâ ̣t lí 10.
- Thiết kế được tiến trình dạy ho ̣c mô ̣t số BTTN vâ ̣t lí. Các tiến trình dạy học đã được thực nghiệm sư phạm và được phân tích, chỉnh sửa có thể làm tài
liệu tham khảo cho giáo viên và học viên Cao học.
9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo, phụ lục, nội
dung chính của luận văn gồm ba chương:
Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc bồi dưỡng tư duy phê
phán và tư duy sáng tạo trong dạy học BTTN
Chương 2. Lựa chọn, soạn thảo và hướng dẫn giải BTTN phần động
lực học chất điểm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
Chương 3. Thực nghiệm Sư phạm
6
Chương 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA
VIỆC BỒI DƯỠNG TƯ DUY PHÊ PHÁN VÀ TƯ DUY SÁNG TẠO
TRONG DẠY HỌC BÀI TẬP THÍ NGHIỆM
1.1. Tư duy
1.1.1. Khái niệm tư duy
Tư duy là quá trình nhận thức lí tính phản ánh những thuộc tính bản chất,
những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính qui luật của sự vật, hiện tượng
trong hiện thực khách quan mà trước đó ta chưa biết. [22]
Tư duy có những đặc điểm sau
Theo các tác giả [8], [24], [29], [32], [15] nhiều nhà tâm lí học đã chỉ ra
một số đặc điểm chính của tư duy là:
- Tư duy có tính định hướng: thể hiện ở sự xác định nhanh chóng và
chính xác đối tượng cần lĩnh hội, mục đích phải đạt và những con đường tối
ưu để đạt mục đích đó.
- Tư duy có tính nhân rộng: Thể hiện ở chỗ có khả năng vận dụng nghiên
cứu các đối tượng khác.
- Tư duy có tính chiều sâu: thể hiện ở khả năng nắm vững ngày càng sâu
sắc bản chất của sự vật, hiện tượng.
- Tư duy có tính linh hoạt: thể hiện ở sự nhạy bén trong việc vận dụng
những tri thức và cách thức hành động vào các tình huống khác nhau một cách
sáng tạo.
- Tư duy có tính mềm dẻo: thể hiện ở hoạt động tư duy được tiến hành
theo các hướng xuôi và ngược chiều (Ví dụ: Từ cụ thể đến trừu tượng và từ
trừu tượng đến cụ thể...).
- Tư duy có tính độc lập: thể hiện ở chỗ tự mình phát hiện được vấn đề,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
đề xuất cách giải quyết và tự giải quyết vấn đề.
7
- Tư duy có tính khái quát: thể hiện ở chỗ khi giải quyết mỗi loại nhiệm
vụ sẽ đưa ra mô hình khái quát. Từ mô hình khái quát này có thể vận dụng để
giải quyết các nhiệm vụ cùng loại.
1.1.2. Phân loại tư duy
Có nhiều cách phân loại tư duy tùy thuộc vào việc chọn dấu hiệu phân
loại. Trong DHVL, người ta quan tâm đến các loại tư duy chủ yếu sau [29]:
- Tư duy kinh nghiệm: Là tư duy chủ yếu dựa trên kinh nghiệm cảm tính
và sử dụng phương pháp "thử và sai"
- Tư duy lí luận: Là tư duy giải quyết nhiệm vụ được đề ra dựa trên sử dụng
những khái niệm trừu tượng, những tri thức lí luận. Nhờ có loại tư duy này mà con
người có thể đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng, phát hiện được qui luật
vận động của chúng và sử dụng tri thức để cải tạo thế giới tự nhiên, phục vụ lợi
ích của mình.
- Tư duy vật lí: Là sự quan sát các hiện tượng vật lí, phân tích một
hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng
những mối quan hệ và những sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối liên hệ giữa
mặt định tính và mặt định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lí,
dự đoán các hệ quả mới từ các lí thuyết và áp dụng những kiến thức khái
quát thu được vào thực tiễn.
Trong DHVL, việc phát hiện cũng như bồi dưỡng TDST, TDPP của HS
được thể hiện rõ nhất trong hoạt động phát hiện và giải quyết vấn đề. Tiến trình
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
dạy học giải quyết vấn đề được diễn tả bởi sơ đồ sau:
8
Tình huống tiềm ẩn có vấn đề
.
Phát hiện vấn đề cần giải quyết
Định hướng giải quyết vấn đề
Giải quyết vấn đề
Giải pháp lí thuyết - Xác định kiến thức lí thuyết cần vận dụng - Xác định cách thức vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề
Giải pháp thực nghiệm - Xác định nội dung cần kiểm tra bằng thí nghiệm (Kiểm tra trực tiếp hoặc thông qua hệ quả của suy luận lôgic)
Thực hiện các phép biến đổi toán học, thiết lập các mối cần quan hệ thiết. Từ những lập luận đó đi đến kết quả
Thực hiện thí nghiệm: Lập kế hoạch, lắp ráp, bố trí và tiến hành thu thí nghiệm, thập và xử lí các dữ thí liệu nghiệm để đi đến kết quả
Kết quả
Kết quả
Kết luận về vấn đề cần giải quyết
Sơ đồ 1.1: Sơ đồ tiến trình dạy học giải quyết vấn đề
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
9
1.2. Tư duy phê phán và tư duy sáng tạo
1.2.1. Tư duy phê phán
Một trong những vấn đề mang tính sống còn của giáo dục hiện nay là bồi
dưỡng tư duy phê phán cho HS. Có thể tìm thấy rất nhiều cách định nghĩa về tư
duy phê phán
- Chance 1986: TDPP là năng lực phân tích sự việc, hình thành và sắp
xếp các ý tưởng, bảo vệ ý kiến, so sánh, rút ra các kết luận, đánh giá các lập
luận, giải quyết vấn đề. [36],
- Hence, Fisher & Scriven: “TDPP là kỹ năng tìm hiểu và đánh giá
những quan sát, giao tiếp, thông tin và lý lẽ”.[37]:
- Scriven & Paul, 1992: TDPP là quá trình vận dụng trí tuệ tích cực và
khéo léo để khái quát, ứng dụng, phân tích, tổng hợp và đánh giá thông tin thu
thập hay phát sinh từ quan sát, kinh nghiệm, nhận xét, lập luận hoặc giao tiếp,
như đường dẫn đến sự tin tưởng và hành động.[37]
- Center for Critical Thinking, 1996: TDPP là khả năng nghĩ về cách
nghĩ của mình theo hướng: 1- kết quả là sự nhận thức được những điểm mạnh
và yếu, 2- xây dựng lại tư duy theo dạng hoàn chỉnh hơn. [40]
Từ những định nghĩa nói trên có thể tổng hợp lại:
Tư duy phê phán - quá trình vận dụng tích cực trí tuệ vào việc phân tích,
tổng hợp, đánh giá sự việc, xu hướng, ý tưởng, giả thuyết từ sự quan sát, kinh
nghiệm, chứng cứ, thông tin, vốn kiến thức và lý lẽ nhằm mục đích xác định
đúng - sai, tốt - xấu, hay - dở, hợp lý - không hợp lý, nên - không nên, và rút ra
quyết định, cách ứng xử cho mình.
Tư duy phê phán là một kĩ năng trong đó người suy nghĩ chủ động
hướng tới những vấn đề và tình huống phức tạp dựa trên những suy nghĩ, quan
điểm và niềm tin của mình. Người này hoàn toàn có thể khiến chính những suy
nghĩ, quan điểm và niềm tin của mình trở nên hợp lí và chính xác hơn bằng
cách tự khám phá, đặt ra hàng loạt câu hỏi và tìm ra câu trả lời hay giải pháp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
10
cho chính những câu hỏi đó.
Nhìn chung, tư duy phê phán đòi hỏi cả kĩ năng lập luận lẫn kĩ năng giải
quyết vấn đề. Trên thực tế 2 kĩ năng này bổ sung và cũng có thể thay thế cho
nhau. Tư duy phê phán có thể có các biểu hiện sau:
Đi vào tìm hiểu một cách cụ thể, chúng ta sẽ thấy kĩ năng tư duy phê
phán bao gồm những kĩ năng, chính xác hơn là nhưng khả năng sau đây:
- Quan sát
- Luôn luôn tò mò đặt câu hỏi và tìm những nguồn trả lời cần thiết cho mình
- Luôn kiểm tra và tự thử thách những điều mình vốn tin, những quan
điểm, suy nghĩ, những giả sử mình hay người khác đặt ra xem chúng có đúng
sự thật không?
- Nhận thức được và nêu ra được vấn đề
- Đánh giá độ vững chắc của tư duy và lập luận
- Đưa ra những quyết định sáng suốt và tìm ra được những giải pháp,
những lời giải vững chắc
- Hiểu về tư duy logic và logic nói chung
1.2.2. Tư duy sáng tạo
Theo [8], TDST là quá trình biến đổi thông tin thành tri thức hoặc (và) tri
thức đã biết thành tri thức mới bằng các hiện tượng tâm lí.
Cách phát biểu khái niệm TDST này phản ánh sự liên quan giữa tâm lí
học và tin học.
Tư duy sáng tạo, quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định,
quá trình biến đổi thông tin được coi là tương dương về nghĩa [7] [8].
Tư duy sáng tạo là đỉnh cao nhất của các quá trình hoạt động trí tuệ của
con người. Tư duy sáng tạo được xác định bởi chất lượng hoạt động trí tuệ ở
mức độ cao với các phẩm chất quan trọng: Tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính
độc đáo và tính nhạy cảm của tư duy.
Quá trình sáng tạo của con người thường bắt đầu từ một ý tưởng mới, bắt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
11
nguồn từ TDST của mỗi người. TDST thường có các biểu hiện sau:
- Có tư duy độc lập và biết nhận xét, phê phán theo quan điểm riêng
không phụ thuộc, gò bó vào những cái cũ, không tư duy theo lối mòn.
- Luôn đi vào các vấn đề bản chất nhằm tìm ra quy luật.
- Có khả năng dự báo và say sưa nung nấu các ý tưởng mới
- Luôn tìm ra được giải pháp tối ưu trước một tình huống mới, một vấn
đề cần giải quyết.
Rèn luyện năng lực TDST cho HS là nhiệm vụ hàng đầu của nền giáo
dục và đào tạo nước ta.
1.2.3. Mối quan hệ giữa TDPP và TDST
TDPP và TDST như là một cặp phạm trù không thể tách rời nhau. Khi cố
gắng giải quyết một vấn đề chúng ta cần xem xét vấn đề đó dưới nhiều góc độ
khác nhau, dưới nhiều tình huống khác nhau từ đó đưa ra các cách giải quyết
phù hợp. Sáng tạo không chỉ tìm ra giải pháp mới cho vấn đề đặt ra mà còn là
tìm ra giải pháp tốt hơn và vì vậy đòi hỏi có những đánh giá, phê bình. TDST
chủ yếu tạo ra các ý tưởng mới, các giải pháp mới, còn TDPP chủ yếu đánh giá
các ý tưởng và các giải pháp đó. TDPP tạo điều kiện thuận lợi cho TDST phát
triển và ngược lại TDST cũng tạo điều kiện phát triển TDPP.
TDPP đòi hỏi phải suy xét, lật đi, lật lại một vấn đề theo nhiều góc độ,
nhiều khía cạnh khác nhau để từ đó có cái nhìn đầy đủ về đối tượng cần đánh
giá và cũng từ đó tìm ra những điểm hạn chế, những điểm còn thiết sót của vấn
đề, từ đó đề xuất ra phương án khắc phục hay tìm ra một phương thức mới
nhằm giải quyết các tồn tại đó. Như vậy, TDPP và TDST bao giờ cũng gắn bó
chặt chẽ với nhau.
1.3. Rèn luyện TDPP và TDST cho người học
Việc hiểu rõ mối quan hệ giữa TDST và TDPP, phát huy chúng một cách
hợp lý sẽ giúp người học thành công trong cả quá trình học tập lẫn làm việc và
sinh hoạt sau này. Như vậy, ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường, chúng ta
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
12
cần củng cố, rèn luyện TDPP và TDST cho người học. Chúng ta phải coi trọng
cả hai tư duy này mà không được coi nhẹ hay tách rời chúng ra khỏi nhau. Khi
giải thích hay lập luận cho một quá trình, một sự vật hay một hiện tượng nào đó
chúng ta đều vận dụng mọi biện luận có thể một cách hợp lý từ đó tìm ra cách
giải quyết tốt nhất cho vấn đề đặt ra.
Hai loại tư duy này giúp người học nhìn thấy tính hạn chế của mọi khái
niệm, tính sơ lược và tính không đầy đủ của chúng so với cái mà chúng cần đạt
đến. TDST còn giúp người học có lòng dũng cảm, tự tin khi vượt ra ngoài
khuôn khổ của những sản phẩm, quan điểm, sự vật hay hiện tượng đã biết.
Để rèn luyện TDPP và TDST cho học sinh, cần tổ chức hoạt động nhận
thức cho học sinh nhằm rèn luyện cho học sinh một số kĩ năng cơ bản như: Kĩ
năng đặt câu hỏi và tự đặt câu hỏi, kĩ năng suy nghĩ độc lập, kĩ năng tư duy tập
thể…. Việc thực hành thường xuyên một số câu hỏi dưới đây có thể giúp học
sinh suy nghĩ, đánh giá về cách tư duy của mình nhằm nâng cao chất lượng của
quá trình tư duy:
- Cách suy nghĩ, lập luận của mình như thế có cần thiết không?
- Cách suy nghĩ, lập luận của mình như thế đã rõ ràng chưa?
- Cách suy nghĩ, lập luận của mình như thế đã chính xác chưa?
- Cách suy nghĩ, lập luận của mình như thế đã phù hợp với vấn đề chưa?
- Cách suy nghĩ, lập luận của mình như thế đã đề cập tới tính phức tạp
của vấn đề chưa? Đã được xem xét trên tất cả các góc độ chưa?
- Liệu cách suy nghĩ, lập luận của mình như thế có một chiều không?
Phạm vi như thế có quá hẹp không?
- Cách suy nghĩ, lập luận của mình như thế đã logic chưa?
- Cách suy nghĩ, lập luận của mình đã tập trung vào khía cạnh chủ chốt
của vấn đề chưa?
Như vậy, ta có thể thấy rằng kỹ năng đặt câu hỏi là một yếu tố, mắt xích
quan trọng trong quá trình tư duy của con người. Việc rèn luyện kỹ năng đặt
câu hỏi theo các dạng khác nhau thực tế cũng đồng nghĩa với việc rèn luyện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
13
TDST, TDPP ở các cấp độ khác nhau.
Trong dạy học vật lí nói riêng và các môn khoa học tự nhiên nói chung
thì có thể rèn luyện, bồi dưỡng TDPP và TDST cho học sinh thông qua các con
đường như sau:
Bồi dưỡng TDPP và TDST gắn liền với quá trình xây dựng và vận
dụng kiến thức
Kiến thức vật lí trong trường phổ thông là những kiến thức đã được cộng
đồng khoa học thừa nhận. TDPP và TDST được rèn luyện và phát triển một
cách hiệu quả khi đưa người học vào tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề khi
xây dựng và vận dụng một tri thức vật lí cụ thể.
Tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề khi xây dựng, vận dụng một tri thức
vật lí cụ thể nào đó được biểu đạt bằng sơ đồ sau: “Đề xuất vấn đề - Suy đoán giải
pháp và khảo sát lí thuyết và / hoặc thực nghiệm - Kiểm tra, vận dụng kết quả”.
* Đề xuất vấn đề: Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu
cầu về cái còn 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 bằng một câu hỏi.
* 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
nhờ đó có thể khảo sát thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm.
* Khảo sát lí thuyết hoặc thực nghiệm: Vận hành mô hình rút ra kết luận
lôgíc cái cần tìm hoặc thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thí nghiệm,
thu thập dữ liệu cần thiết và 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 vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện
và xem xét sự phù hợp của lí thuyết và thực nghiệm.
1.4. Bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lí
1.4.1. Khái niệm BTTN
Theo Nguyễn Thượng Chung: "Bài tập thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi
học sinh phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
14
nghiệm, các kĩ năng hoạt động trí óc và chân tay, vốn hiểu biết về vật lí, kĩ
thuật, và thực tế đời sống … để tự mình xây dựng phương án, lựa chọn phương
tiện, xác định các điều kiện thích hợp, tự mình thực hiện các thí nghiệm theo
qui trình, qui tắc để thu thập và xử lí các kết quả nhằm giải quyết một cách
khoa học, tối ưu bài toán cụ thể được đặt ra” [4].
Theo Nguyễn Đức Thâm: “Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm
thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lí thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết
cho việc giải bài tập”[29].
Muốn tạo hứng thú học tập cho HS nhằm nâng cao chất lượng dạy học
Vật lí, chúng ta cần tăng cường cho HS làm nhiều BTTN. BTTN có ưu thế vừa
là bài tập vừa là thí nghiệm do đó, nếu sử dụng BTTN hợp lí thì có thể đạt được
mục đích gây hứng thú cho HS, kích thích tính tích cực, tự lực, phát triển óc
sáng tạo, và cao hơn là bồi dưỡng TDPP của HS.
Như vậy, có thể hiểu BTTN là loại bài tập mà khi giải HS phải vận dụng
kiến thức đơn lẻ hoặc kiến thức tổng hợp và kĩ năng thực hành để tiến hành các
thí nghiệm liên quan đến bài tập. Những thí nghiệm này thường đơn giản, có
thể làm ở nhà hoặc ở phòng thí nghiệm với các dụng cụ đơn giản dễ tìm hoặc
HS tự làm được.
1.4.2. Phân loại BTTN
- Có nhiều cách để phân loại BTTN Vật lí, sau đây là một số cách phân
loại BTTN Vật lí:
*) Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải gồm
có: BTTN định tính, BTTN định lượng.
*) Phân loại theo độ khó gồm có: BTTN đơn giản, BTTN tổng hợp,
BTTN sáng tạo.
*) Phân loại theo tiến trình dạy học: BTTN mở đầu (tạo tình huống), BTTN
xây dựng kiến thức mới, BTTN ôn tập, củng cố, BTTN hệ thống hóa kiến thức.
*) Phân loại theo đặc điểm của hoạt động nhận thức gồm: BTTN sáng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
15
tạo, BTTN tái hiện.
Trong luận văn này chúng tôi quan tâm tới phân loại theo tiến trình dạy
học: BTTN mở đầu (tạo tình huống), BTTN xây dựng kiến thức mới, BTTN ôn
tập, củng cố, BTTN hệ thống hóa kiến thức
Tất cả các BTTN phân loại theo các cách trên bao giờ cũng trả lời cho
câu hỏi: Tại sao (Giải thích hiện tượng quan sát được) và làm như thế nào
(Thiết kế phương án thí nghiệm).
1.4.2.1. BTTN định tính
Bài tập thí nghiệm định tính là những bài tập mà khi giải, học sinh không
cần phải thực hiện các phép tính phức tạp mà chỉ phải làm thí nghiệm định tính
để giải thích hiện tượng. Muốn giải những bài tập định tính, học sinh phải thực
hiện những phép suy luận lôgic, do đó phải hiểu rõ bản chất (nội hàm) của các
khái niệm, định luật vật lí và nhận biết được những biểu hiện của chúng trong
những trường hợp cụ thể. Đa số các bài tập định tính yêu cầu học sinh giải
thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trong những điều kiện xác định.
Bài tập định tính có rất nhiều ưu điểm về mặt phương pháp học. Nhờ đưa
được lí thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh, các bài tập này làm
tăng thêm ở học sinh hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát
của học sinh. Vì phương pháp giải những bài tập này bao gồm việc xây dựng
những suy lí lôgic dựa trên các định luật vật lí nên chúng là phương tiện rất tốt
để phát triển tư duy của học sinh. Việc giải các bài tập đó rèn luyện cho học
sinh hiểu rõ được bản chất của các hiện tượng vật lí và những quy luật của
chúng, dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Việc giải các bài
tập định tính này rèn luyện cho học sinh chú ý đến việc phân tích nội dung vật
lí của các bài tập tính toán.
a. BTTN quan sát và giải thích hiện tượng: Đó là những bài tập yêu cầu HS
- Làm thí nghiệm theo yêu cầu
- Quan sát theo mục tiêu đã đặt ra
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
16
- Mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có
b. BTTN thiết kế phương án thí nghiệm
Đây là loại bài tập phổ biến nhất trong các BTTN trong trường phổ thông
bởi thí nghiệm được tiến hành trong tư duy, và là bước đệm để giải các BTTN
định lượng.
Nội dung của bài tập này là: HS căn cứ vào yêu cầu của bài tập, vận
dụng các định luật một cách hợp lí, thiết kế phương án thí nghiệm để:
- Đo đạc một đại lượng Vật lí nào đó
- Xác định sự phụ thuộc nào đó giữa các thông số Vật lí. Nó có tác dụng
bồi dưỡng năng lực thiết kế, hình thành trực giác khoa học, phát triển tư duy
sáng tạo cho HS.
Câu hỏi của loại bài tập này thường là:
- Làm thế nào để đo được....... với các thiết bị........?
- Hãy tìm cách xác định........với các thiết bị........?
- Nêu phương án đo...... với các dụng cụ......?
- Nêu các phương án đo
1.4.2.2. Bài tập thí nghiệm định lượng
Những bài tập này yêu cầu HS:
- Đo đạc các đại lượng Vật lí với các thiết bị nào đó.
- Tìm quy luật liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng Vật lí (Với các thiết
bị nhất đinh)
1.4.3. Các mức độ của BTTN
Trong BTTN định lượng, căn cứ theo độ khó của bài tập, chúng tôi chia
BTTN định lượng theo ba mức độ:
- Mức độ 1: Cho thiết bị, cho phương án thiết kế thí nghiệm, tiến hành
thí nghiệm, thu thập và xử lý kết quả.
Ví dụ: Cho các dụng cụ thí nghiệm và phương án thí nghiệm. Hãy xác
định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và cao su.
- Mức độ 2: Cho thiết bị thí nghiệm, yêu cầu thiết kế phương án thí
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
17
nghiệm, tiến hành thí nghiệm, thu thập và xử lý kết quả.
Ví dụ 1: Cho một lực kế, một quả gia trọng. Hãy thiết kế các phương án
thí nghiệm có thể, tiến hành thí nghiệm, thu thập và xử lý số liệu nhằm xác
định hệ số đàn hồi của lò xo trong lực kế đó.
- Mức độ 3: Yêu cầu tìm quy luật, mối quan hệ giữa các đại lượng, tìm
đại lượng không giới hạn thiết bị, HS tự tìm phương án thiết kế.
Ví dụ: Hãy lựa chọn các dụng cụ thí nghiệm phù hợp, thiết kế phương án
thí nghiệm có thể, tiến hành thí nghiệm, thu thập và xử lý số liệu nhằm xác
định hệ số ma sát trượt giữa viên phấn và mặt bảng.
1.4.4. Bồi dưỡng TDPP và TDST cho người học qua các bài tập thí nghiệm
Từ đặc trưng của TDPP và các giai đoạn phát triển của TDST, cùng với
các đặc trưng của BTTN, chúng tôi đưa ra sơ đồ tiến trình hướng dẫn giải bài
5. Mở rộng bài toán
4. Bố trí TN, tiến hành TN, thu thập và đánh giá kết quả
3. Thiết kế thí nghiệm kiểm chứng
6. Tìm ra các ứng dụng của bài toán trong thực tế
2. Giải bài toán
7. Giải quyết 1 bài toán thực tế
1. Phân tích hiện tượng VL và dữ kiện của bài
tập nhằm bồi dưỡng TDPP và TDST [18].
Sơ đồ 1.2: Sơ đồ tiến trình hướng dẫn HS giải bài tập
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
18
nhằm bồi dưỡng TDPP và TDST cho HS
Trong chương trình Vật lí 10, phần Động lực học chất điểm, có nhiều bài
tập mô tả các hiện tượng vật lí tuy nhiên hầu hết các hiện tượng được mô tả
trong điều kiện lí tưởng, ít gắn với thực tiễn. Bằng cách chuyển các bài tập này
thành các bài tập thí nghiệm, cùng với việc mở rộng hiện tượng vật lí trong bài
đòi hỏi HS không những phải tính toán, giải thích hiện tượng dựa trên các kiến
thức đã biết mà còn đề xuất các phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và
xem xét hiện tượng vật lí dưới các góc độ khác nhau là điều kiện thuận lợi để
bồi dưỡng TDPP và TDST cho HS. Có thể lấy ví dụ minh họa cho các bước
giải bài tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng TDPP và TDST cho HS như sau:
Bài tập minh họa (BT 198, 500 bài tập vật lí 10 , Tr76) [11]: Một đèn
tín hiệu giao thông ba màu được treo ở một ngã tư
nhờ một dây cáp có trọng lượng không đáng kể. Hai
đầu dây cáp được giữ bằng hai cột đèn AB và A'B',
cách nhau 8m. Đèn nặng 10N, được treo vào điểm
giữa O của dây cáp, làm dây võng xuống 0,5m tại
điểm giữa. Tính lực kéo của mỗi nửa dây.
Bước 1: GV đưa ra bài toán và hướng dẫn phân tích hiện tượng
Vì đèn được treo vào điểm chính giữa dây nên hai phần của dây có vai
trò tương đương và do đó lực căng ở hai phần dây sẽ như nhau. Có thể coi điểm
treo đèn là chất điểm. Các lực tác dụng lên chất điểm này là: Trọng lực , lực
căng của mỗi nửa sợi dây. Khi hệ cân bằng thì hợp lực tác dụng lên chất
điểm này bằng 0.
Bước 2: Sử dụng điều kiện cân bằng của chất điểm và phép tổng hợp lực
ta tìm được kết quả của bài toán.
Bước 3: GV đặt vấn đề: Có thể bố trí một thí nghiệm như thế nào để
nghiệm lại kết quả của bài toán và yêu cầu HS thảo luận nhóm để tìm ra
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
19
phương án và GV thống nhất phương án thí nghiệm.
Dụng cụ thí nghiệm: Dây treo nhẹ, các quả cân (thay cho đèn) lực kế,
thước đo góc, bảng từ, giá đỡ
Tiến hành thí nghiệm: Dùng lực kế đo khối lượng các quả cân, dùng
thước đo chiều dài của dây và tìm ra điểm chính giữa của dây. Bố trí lực kế để
đo lực căng dây.
Bước 4: Các nhóm HS tiến hành bố trí thí nghiệm và tiến hành thí
nghiệm nhằm thu thập xử lí kết quả thu được. Kết quả thí nghiệm của các nhóm
có sự sai lệch nhất định so với tính toán lí thuyết. Sự sai lệch này là không trách
khỏi trong các phép đo bởi hiện tượng vật lí đưa ra là lí tưởng (Coi điểm treo
đèn là chất điểm), ngoài ra không tránh khỏi sai số hệ thống và sai số ngẫu
nhiên. Để giải quyết khó khăn này HS tiếp tục thảo luận đưa ra các phương án,
tạo cơ hội phát triển TDPP:
+ Chọn các dụng cụ thí nghiệm có độ chính xác cao
+ Thực hiện đúng các yêu cầu khi tiến hành thí nghiệm, đo nhiều lần và
lấy giá trị đo trung bình,..
Bước 5: Mở rộng bài toán: Bài toán sẽ thay đổi thế nào nếu đèn không
được treo ở chính giữa sợi dây? Gv đưa ra một số mở rộng và hướng dẫn HS
thực hiện bằng cách lặp lại quá trình từ bước 1. Chẳng hạn như: Tính lực căng
tối đa của dây treo và khối lượng tối đa của đèn để dây không bị đứt,....
Bước 6: Bài toán trên có thể gặp ở những thiết bị nào trong thực tế: -
Phơi quần áo, treo đèn, mắc đèn trang trí, cáp treo,...
Bước 7: Đưa ra 1 bài toán cụ thể: Tuấn dự định treo một cái đèn có khối
lượng 1kg (kể cả chao đèn) vào trần nhà bằng 1 sợi dây. Dây chịu được lực
căng tối đa là 80N. Tuấn nhận thấy rằng
không thể treo chiếc đèn này vào một đầu
dây. Bạn đã treo đèn bằng cách luồn sợi dây
qua cái móc của đèn và hai đầu dây được
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
20
gắn chặt lên trần nhà (như hình vẽ).
Hai nửa sợi dây cùng chiều dài và hợp với nhau góc 600. Em hãy giải
thích cách làm của Tuấn?
Với việc hướng dẫn HS giải bài tập thí nghiệm, chúng tôi nhận thấy
TDST và TDPP của HS được bồi dưỡng dần qua các bước giải. Ở bước 3, HS
luôn phải cố gắng tìm ra một phương án thí nghiệm, phải cân nhắc,so sánh và
đánh giá phương án thí nghiệm của mình đưa ra và của các bạn để tìm phương
án tối ưu. Còn ở bước 4, TDPP nảy sinh trong toàn bộ quá trình HS làm thí
nghiệm nhằm bố trí thí nghiệm hợp lí và thu được kết quả thí nghiệm đáng tin
cậy nhất. Ở đây kết quả thí nghiệm HS thu được bao giờ cũng có sai lệch nhất
định với tính toán lí thuyết, HS phải có đầu óc phê phán, suy nghĩ để tìm ra lời
giải đáp thích đáng cũng như tìm ra các yếu tố nhằm làm giảm sai số của các
phép đo. Bước 7 có tính chất tương tự như bước 3 nhưng là một bài toán thực
tế chứ không còn ở phạm vi trong phòng thí nghiệm nữa, ở đây đã đưa kiến
thức của người học lại gần hơn với thực tiễn cuộc sống làm cho kiến thức trở
nên có nghĩa đối với HS, điều này thực sự làm cho HS rất có hứng thú.
1.4.5. Nguyên tắc lựa chọn BTTN
Nguyên tắc 1: Lựa chọn các BTTN mở đầu nhằm giúp HS phát hiện
được vấn đề cần nghiên cứu, đề xuất những câu hỏi về một quá trình, một sự
vật hay một hiện tượng vật lí, một thiết bị, một bộ thí nghiệm vật lí.
Nguyên tắc 2: Lựa chọn các BTTN đòi hỏi HS tư duy đưa ra các dự
đoán, các giả thuyết, từ đó tìm ra được các phương án thí nghiệm
Nguyên tắc 3: Lựa chọn các BTTN mà HS phát hiện được những ưu
điểm, nhược điểm về dụng cụ thí nghiệm, phương án thí nghiệm và cách tiến
hành thí nghiệm.
Nguyên tắc 4:Lựa chọn các BTTN yêu cầu HS phân tích, thu thập và
đánh giá kết luận. Đưa ra những kết luận và những cách giải quyết tốt, kiểm tra
xem chúng phù hợp với những chuẩn đã có hay không, biết đánh giá tính tối ưu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
21
của cách giải quyết vấn đề.
1.4.6. Sử dụng BTTN trong dạy học Vật lí
Một số hướng sử dụng BTTN trong dạy học Vật lí
Sử dụng BTTN nhằm phát hiện vấn đề
Ở giai đoạn đề xuất vấn đề có thể sử dụng BTTN để tạo tình huống học
tập, các BTTN đơn giản, có tính bất ngờ do kết quả thí nghiệm mẫu thuẫn với
quan niệm sai lầm, hoặc trong đó diễn ra các hiện tượng bất ngờ gây sự ngạc
nhiên cho HS nếu được vận dụng thích hợp sẽ tạo tình huống có vấn đề, gây
hứng thú cho HS tiến hành giải quyết vấn đề. Nhưng do hạn chế về thời gian và
do yêu cầu phải định hướng mục tiêu, khởi động tư duy HS nên BTTN khó
thực hiện. Muốn sử dụng BTTN ở khâu này thì BTTN phải ngắn gọn, có nội
dung gắn liền với bài học.
Sử dụng BTTN nhằm xây dựng kiến thức mới
Trong quá trình giải BTTN, các hiện tượng Vật lí khi tiến hành các
bước thí nghiệm cũng là đại diện của thực tiễn nên có tác dụng tốt đối với HS
trong vấn đề áp dụng tri thức đã học vào việc giải quyết các nhiệm vụ thực tế
cuộc sống. Sự quan sát có định hướng trong khi thí nghiệm giúp HS cảm giác,
tri giác các sự vật, hiện tượng rõ ràng hơn, nói cách khác là giúp nhận thức
cảm tính phát triển. Song song với nó, các kĩ năng khác của quá trình nhận
thức lí tính cũng sẽ phát triển bởi vì BTTN là loại BT không chỉ rèn luyện các
kĩ năng thao tác tay chân mà còn rèn rất tốt kĩ năng thao tác trí tuệ. Ngoài ra,
các BTTN đơn giản, có tính bất ngờ do kết quả thí nghiệm mâu thuẫn với kiến
thức đã biết, hoặc trong đó diễn ra các hiện tượng bất ngờ gây sự ngạc nhiên
cho HS nếu được vận dụng thích hợp sẽ tạo tình huống có vấn đề, tạo tâm thế
tốt cho HS khi học bài mới.
Sử dụng BTTN nhằm kiểm tra, đánh giá
Vật lí ở trường phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm nên việc kiểm tra
đánh giá HS không chỉ dừng lại ở việc kiểm trá đánh giá mức độ nắm vững các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
22
định luật, khái niệm, hiện tượng Vật lí mà còn phải kiểm tra năng lực vận dụng
kiến thức đặc biệt là kĩ năng, kĩ xảo thực hành của HS. Vì vậy, BTTN được sử
dụng như là một phương tiện để đánh giá kĩ năng của HS một cách hữu hiệu.
Thông qua việc giải BTTN có thể kiểm tra đánh giá kĩ năng quan sát, kĩ năng
thiết kế phương án, kĩ năng sử dụng thiết bị thí nghiệm, mô hình, kĩ năng đo
đạc, xác định các đại lượng, kĩ năng lập luận logic, tư duy trừu tượng.
1.5. Điều tra thực tiễn
1.5.1. Mục đích điều tra
Điều tra thực tế dạy và học BTTN Vật lí ở trường THPT.
1.5.2. Đối tượng điều tra
Đối với GV: Tiến hành phát phiếu điều tra về việc sử dụng BTTN
trong dạy học Vật lí đối với 20 GV Vật lí ở 4 trường THPT trên địa bàn của
2 thành phố: Thành Phố Uông Bí, Thị xã quảng Yên, thuộc tỉnh Quảng Ninh
(xem phụ lục số 1).
Đối với HS: Tiến hành phát phiếu điều tra việc học BTTN của HS tại
4 trường: THPT Đông Thành - TX Quảng Yên, THPT Bạch Đằng - TX.
Quảng Yên, THPT Uông Bí - T.P Uông Bí, THPT Hồng Đức - TP. Uông Bí
(xem phụ lục số 2).
1.5.3. Phương pháp điều tra
Thông qua các câu hỏi trên phiếu điều tra, GV và HS ghi các ý kiến đóng
góp vào phiếu điều tra. Sau đó, các ý kiến được phân loại và thống kê.
1.5.4. Kết quả điều tra
1.5.4.1. Nhận thức của GV về BTTN và việc sử dụng BTTN trong dạy học vật lí
Thông qua việc tìm hiểu, nghiên cứu thực tế dạy học của GV ở một số
trường THPT, chúng tôi đưa ra một số nhận xét như sau:
- Có đến 90% GV cho rằng: BTTN có vai trò quan trọng, tác dụng to lớn
trong dạy học vật lí.
- 27,1 % GV chưa biết soạn thảo BTTN
- 40,3 % GV cho rằng không thể sử dụng BTTN trong tiết học trên lớp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
23
được vì thời lượng không cho phép.
- Có 28 % GV chưa bao giờ sử dụng BTTN vào dạy học phần Động lực
học chất điểm. Các GV chỉ sử dụng các bài thực hành trong SGK coi như
BTTN trong phần này, chưa đưa các BTTN vào trong các tiết dạy để rèn luyện
TDPP và TDST của HS.
1.5.4.2. Thực trạng học BTTN và thực hành thí nghiệm của HS
Trên 80% HS cho rằng GV thường sử dụng các BTTN trong các giờ thực
hành theo yêu cầu của chương trình SGK.
Có 79,3% HS thường xuyên được GV thông báo trước vấn đề cần nghiên
cứu, 12,7% HS chưa được thảo luận nhóm trong giờ học. Điều này chứng tỏ
GV chưa tạo điều kiện và cơ hội cho HS được tham gia một cách tích cực, chủ
động, sáng tạo vào quá trình phát hiện, đề xuất và lĩnh hội kiến thức. GV chưa
phát huy được TDPP và TDST của HS qua các giờ thực hành.
Có 46,7% HS chưa bao giờ tự tay làm thí nghiệm trong giờ thực hành
hoặc chưa bao giờ được GV giao cho tự tay chế tạo một sản phẩm nào đó. Điều
này chứng tỏ HS chưa được làm thí nghiệm thường xuyên, đồng thời ít GV chú
ý đến BTTN và các thiết bị thí nghiệm tự làm, cụ thể: Có 31,6 % HS chưa từng
được giải các BTTN và 55,7 % HS ít khi được học BTTN.
1.5.5. Nguyên nhân thực trạng dạy học BTTN của chương Động lực học
chất điểm
a. Những thuận lợi và khó khăn của GV khi dạy BTTN của chương
Động lực học chất điểm
*) Thuận lợi
+ Các GV đều được đào tạo đúng chuyên môn, nhiệt tình, có trách nhiệm
trong dạy học
+ Có phòng thí nghiệm trang bị các bộ thí nghiệm theo chương trình SGK
hiện hành. Dụng cụ thiết bị thí nghiệm đầy đủ, khá gọn nhẹ, đơn giản, dễ vận
chuyển, dễ bảo quản, không nguy hiểm, không đòi hỏi kĩ thuật sử dụng cao.
+ Kiến thức phần Động lực học chất điểm gắn liền với thực tiễn cuộc
sống nên tạo được sự hứng thú học tập của HS.
+ Có rất nhiều tài liệu tham khảo cho giáo viên: sách giáo khoa, sách bài
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
24
tập, sách thiết kế bài giảng....
*) Khó khăn
+ Do sức ép của các kỳ thi luôn tạo tâm lí cho các GV đặt nhiệm vụ
truyền thụ kiến thức cho HS là nhiệm vụ hàng đầu. GV chỉ thực hiện các thí
nghiệm theo yêu cầu của chương trình SGK với những thiết bị thí nghiệm được
cung cấp, không sử dụng thêm thí nghiệm nào với dụng cụ do mình tự tìm
kiếm, chế tạo và cũng không yêu cầu HS tìm kiếm, thiết kế, chế tạo dụng cụ và
sử dụng chúng để thực hiện những thí nghiệm đơn giản.
+ Nội dung phần kiến thức này khá đa dạng nhưng thời gian học nội
khóa còn ít.
+ Việc chuẩn bị thí nghiệm cho một tiết dạy rất khó khăn và mất nhiều
thời gian.
+ Một số học sinh chưa chú ý, chưa say mê trong quá trình học tập.
+ Nội dung các bài tập do giáo viên đưa ra gắn quá nhiều vào kiến thức ít
đề cập tới kĩ năng của người học, gắn chặt người học - người dạy vào nội dung
tiết học trên lớp, với mục tiêu thi cử....Thậm chí nhiều giáo viên cho rằng giải
bài tập vật lí là để rèn luyện kĩ năng luyện công thức vật lí, rằng bài tập vật lí
hay là bài tập có tính phức tạp về mặt toán học càng cao.
+ Việc biên soạn các BTTN còn gặp nhiều khó khăn vì số lượng các tài
liệu tham khảo về bài tập thí nghiệm còn rất hạn chế. Các BTTN được GV đưa
ra chỉ đơn thuần là quan sát hiện tượng, giải thích hiện tượng.
b. Những thuận lợi và khó khăn của học sinh khi học chương Động
lực học chất điểm
*) Thuận lợi
+ Đa số HS đều nắm được các kiến thức cơ bản và vận dụng được các
công thức để giải các bài tập đơn giản của chương Động lực học chất điểm.
+ Biết sử dụng phương pháp động lực học để giải quyết các bài tập của
chương này.
+ Theo xu hướng đổi mới giáo dục, các đề thi đã có những câu hỏi mang
tính thực tế, và đã có một số BTTN. Do đó, HS cũng quan tâm hơn tới các BT
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
25
thực tế, BTTN.
*) Khó khăn
Bên cạnh đó TDST và TDPP của các em còn rất hạn chế:
- Khi quan sát thí nghiệm về một hiện tượng Vật lí, không biết nên chú
trọng vào dấu hiệu nào, không nhận biết được hiện tượng xảy ra.
- Không vận dụng được kiến thức để giải thích các hiện tượng liên quan
xảy ra trong thực tế.
- Không biết lựa chọn các dụng cụ thí nghiệm cần thiết để đáp ứng mục
đích thí nghiệm.
- Không đưa ra được phương án thí nghiệm và bình luận, đánh giá được
ưu, nhược điểm của các phương án.
- Lúng túng trong thao tác thí nghiệm và xử lí kết quả.
1.6. Đề xuất một số biện pháp cần thiết khi sử dụng BTTN nhằm bồi dưỡng
TDPP và TDST của học sinh trong dạy học Vật lí
Từ kết quả điều tra trên đây, chúng tôi nhận thấy: rất ít GV THPT có thể
soạn thảo BTTN để có thể sử dụng vào DHVL. Hơn nữa, số lượng BTTN Chương
Động lực học chất điểm, phần Cơ học, Vật lí 10 THPT có trong SGK và SBT có
rất ít (dưới dạng các bài thực hành). Chúng tôi xin đề xuất một số biện pháp khắc
phục thực trạng trên nhằm bồi dưỡng TDST và TDPP của học sinh, như sau:
- GV nên dành thời gian cho việc nghiên cứu, soạn thảo các BTTN phù
hợp với nội dung kiến thức bài học, và điều kiện hiện có về thiết bị thí nghiệm
ở trường phổ thông
- Tích cực sử dụng các BTTN trong một số khâu của tiến trình dạy học,
nhằm bồi dưỡng TDST và TDPP của học sinh
- GV cần nhận thức được tác dụng của việc sử dụng BTTN trong việc
bồi dưỡng TDPP và TDST
BTTN vớ i việc bồi dưỡng TDPP Từ việc nghiên cứu các dấu hiệu của TDPP nói chung và nghiên cứu về
đặc điểm quá trình dạy, học môn vật lí ở trường phổ thông, chúng tôi nhận thấy
năng lực TDPP của học sinh trong dạy học vật lí được bộc lộ thông qua một số
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
26
dấu hiệu cơ bản sau:
1) Biết quan sát, đề xuất những câu hỏi về một quá trình, một sự vật hay
một hiện tượng vật lí; một thiết bị, một bộ thí nghiệm vật lí;
2) Biết suy xét cẩn thận, cân nhắc hợp lý các tiền đề và các mối quan hệ
với kết quả khi tìm hiểu một vấn đề hay đánh giá một sự vật, hiện tượng, một
quá trình trong vật lí học;
3) Có khả năng tìm kiếm hay lựa chọn các thông tin đã có, chế biến các
thông tin mới để đánh giá một cách hợp lý quá trình phát hiện và giải quyết vấn
đề, sẵn sàng xem xét các thông tin khác nhau và cân nhắc chúng một cách thận
trọng với thái độ hoài nghi tích cực
4) Có khả năng đánh giá các quan điểm và sẵn sàng tranh luận. Có khả
năng xác định được các tiêu chí đánh giá khác nhau và vận dụng chúng để đánh
giá các ý tưởng, các giải pháp. Chỉ thực hiện đánh giá khi có đầy đủ các thông
tin, các bằng chứng thuyết phục và đã được cân nhắc kỹ
5) Biết thu thập và đánh giá thông tin liên quan, liên hệ chúng một cách
hiệu quả. Đưa ra những kết luận và những cách giải quyết tốt, kiểm tra xem
chúng phù hợp với những chuẩn đã có hay không, biết đánh giá tính tối ưu của
cách giải quyết vấn đề;
6) Có khả năng loại bỏ những thông tin sai lệch và không hoặc ít liên
quan. Liên hệ một cách hiệu quả với những cách giải quyết khác cho những vấn
đề phức tạp;
7) Có khả năng điều chỉnh ý kiến và hoạt động khi những thông tin mới
được tìm ra (đặc biệt chúng phủ nhận thông tin cũ).
Bài tập thí nghiệm vớ i viê ̣c bồi dưỡng tư duy sáng tạo. Từ việc nghiên cứu các dấu hiệu của TDST nói chung và nghiên cứu về
đặc điểm quá trình dạy, học môn vật lí ở trường phổ thông, chúng tôi nhận thấy
năng lực TDST của học sinh trong dạy học vật lí được bộc lộ thông qua một số
dấu hiệu cơ bản sau:
1) Phát hiện được vấn đề mới và nêu được dự đoán có căn cứ (nhìn nhận
vấn đề dưới nhiều góc độ khác nhau, phát hiện được vấn đề mà cá nhân có nhu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
27
cầu giải quyết).
2) Đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề (đề xuất được phương án thí
nghiệm để kiểm tra dự đoán hay nêu ra được phương án để giải bài tập).
3) Phân tích, đánh giá ưu nhược điểm của phương pháp để lựa chọn được
giải pháp tối ưu nhằm giải bài tập hoặc giải quyết vấn đề đặt ra trong bài tập, có
khả năng tư duy phân kì (năng lực giải quyết vấn đề dùng nhiều đến lời giải) và
tư duy hội tụ (năng lực giải quyết vấn đề chỉ cần một lời giải đúng).
4) Thực hiện thành công theo phương án hoặc giải pháp đã lựa chọn hoặc
có cải tiến so với mô hình đã xây dựng.
5) Vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết các tình huống gặp trong
thực tế.
Kết luận chương 1
Với đặc trưng là một bộ môn khoa học thực nghiệm, để đạt được mục tiêu
đổi mới PPDH thì vấn đề đặt ra đối với những người dạy Vật lí là làm thế nào để
gắn các kiến thức trong nhà trường phổ thông với những gì đang diễn ra xung
quanh học sinh. Một trong những cách thức để đạt được mục tiêu này thì việc sử
dụng các thiết bị thí nghiệm, các bài tập có tính thực tiễn trong việc DH với mục tiêu bồi dưỡng TDST và TDPP của HS đóng một vai trò khá quan trọng. Vì vậy qua nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn củ a việc “bồi dưỡng TDST và TDPP cho ho ̣c sinh qua bài tâ ̣p thí nghiệm vâ ̣t lí ”, có thể rút ra các kết luận sau đây:
- BTTN vật lí có tác dụng gây hứng thú, tạo sự tò mò, ham hiểu biết, làm
bộc lộ các quan niệm sai lệch của HS. BTTN vật lí góp phần rèn luyện các thao
tác tư duy, tạo điều kiện tiếp cận phương pháp thực nghiệm. Vì vậy BTTN vật lí
giúp bồi dưỡng TDPP và TDST cho HS từ đó hiệu quả DH được nâng cao.
- Qua việc hướng dẫn HS thực hiện các bước giải BTTN có thể tạo cơ hội
để HS thể hiện TDST ở chỗ lựa chọn các dụng cụ thí nghiệm, thiết kế phương án
thí nghiệm, đưa kiến thức của HS sau khi giải BTTN lại gần hơn với thực tiễn
cuộc sống, làm cho kiến thức trở nên có ý nghĩa với HS đồng thời TDPP của HS
thể hiện ở chỗ biết nhận xét, đánh giá ưu, nhược điểm phương án đã đề xuất.
Tất cả những vấn đề trên sẽ được vận dụng để thiết kế tiến trình dạy học
bài tập thí nghiệm nội dung chương Động lực học chất điểm - Vật lí lớp 10
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
28
được trình bày trong chương 2 của đề tài.
Chương 2
LỰA CHỌN, SOẠN THẢO VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP
THÍ NGHIỆM PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM
2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm” - Vật lí 10
2.1.1. Vị trí, tầm quan trọng kiến thức chương” Động lực học chất điểm”
trong chương trình Vật lí 10 THPT
Trong chương trình Vật lí phổ thông, phần cơ học là kiến thức có vai trò
rất quan trọng, nó là hành trang chuẩn bị cho học sinh đi vào nghiên cứu các
phần kiến thức khác của Vật lí. Trong chương trình cơ học lớp 10, chương”
Động lực học chất điểm” là chương thứ hai sau khi nghiên cứu chương “Động
học chất điểm”. Ở chương này học sinh được nghiên cứu các định luật cơ bản
của cơ học cổ điển là các định luật Niutơn và các loại lực cơ học là lực hấp dẫn,
lực đàn hồi, lực ma sát.
Kiến thức trong chương chiếm một vị trí vô cùng quan trọng. Tại đây,
ngoài việc học sinh được bổ sung những kiến thức sâu hơn và định lượng hơn
khi học về lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát so với chương trình THCS thì ở
đây còn nghiên cứu các định luật cơ bản của cơ học cổ điển là định luật I, định
luật II, định luật III Niutơn. Các định luật Niutơn phản ánh các qui luật chuyển
động của các vật. Từ đó mở ra cho HS một phương pháp giải bài toán cơ học là
phương pháp động lực học chất điểm. Đó là những vấn đề quan trọng, xuyên
suốt toàn bộ chương trình Vật lí.
Hơn thế nữa, các kiến thức trong chương “Động lực học chất điểm” còn
giúp người học Vật lí giải thích được rất nhiều các hiện tượng xảy ra trong thực
tế cuộc sống. Chính vì thế, chúng tôi đã lựa chọn, soạn thảo và sử dụng BTTN
là một trong những biện pháp bồi dưỡng TDST, TDPP của người học khi dạy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
29
chương “Động lực học chất điểm”.
2.1.2. Cấu trúc lôgic chương “Động lực học chất điểm”
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM
3 Định luật Niutơn
Lực, hợp lực
Lực cơ học
Lực hấp dẫn
Lực ma sát
Lực đàn hồi
Định Luật I
Định Luật II
Định Luật III
Lực m.sát nghỉ
Định luật vạn vật hấp dẫn
Lực ma sát lăn
Quán tính
Khối lượng
Định luật Húc
Lực, phản lực
Lực ma sát trượt
Trọng lực, trọng lượng
BÀI TOÁN CƠ BẢN CỦA CƠ HỌC PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ logic các nội dung kiến thức
trong chương “Động lực học chất điểm”
2.1.3 Những kiến thức, kĩ năng, thái độ HS cần đạt trong chương “Động lực học
chất điểm”
*) Kiến thức
+ Phát biểu được định nghĩa của lực và nêu được lực là đại lượng vectơ.
+ Nêu được quy tắc tổng hợp và phân tích lực.
+ Phát biểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm dưới tác dụng
của nhiều lực.
+ Phát biểu được định luật I Niu-tơn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
30
+ Nêu được quán tính của vật là gì và kể được một số ví dụ về quán tính.
+ Nêu được khối lượng là số đo mức quán tính.
+ Nêu được mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc được thể hiện
trong định luật II Niu-tơn và viết được hệ thức của định luật này.
+ Nêu được gia tốc rơi tự do là do tác dụng của trọng lực và viết được hệ
thức = .
+ Phát biểu được định luật III Niu-tơn và viết được hệ thức của định luật này.
+ Nêu được các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng.
+ Biểu diễn được các vectơ lực và phản lực trong một số ví dụ cụ thể.
+ Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được hệ thức của định
luật này.
+ Nêu được ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm của lực đàn hồi của
lò xo (điểm đặt, hướng).
+ Phát biểu được định luật Húc và viết hệ thức của định luật này đối với
độ biến dạng của lò xo.
+ Viết được công thức xác định lực ma sát trượt.
+ Nêu được lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều là hợp lực tác
dụng lên vật và viết được công thức F = = m2r
+ Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về chuyển động
tròn đều khi vật chịu tác dụng của một hoặc hai lực.
*) Kĩ năng
+ Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật
để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và kĩ thuật.
+ Vận dụng được các định luật I, II, III Niu-tơn để giải được các bài toán
đối với một vật hoặc hệ hai vật chuyển động.
+ Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản
+ Vận dụng được định luật Húc để giải được bài tập đơn giản về sự biến
dạng của lò xo.
+ Vận dụng được công thức tính lực ma sát trượt để giải được các bài tập
đơn giản.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
31
+ Giải được bài toán về chuyển động của vật ném ngang
*) Thái độ
+ Rèn luyện niềm yêu thích môn học, năng lực thực nghiệm
+ Giúp HS có tính tỉ mỉ, cẩn thận khi làm thí nghiệm
+ Giúp HS kĩ năng hoạt động nhóm
2.2. Soạn thảo và lựa chọn BTTN chương “Động lực học chất điểm”- Vật lí 10
2.2.1. Mục tiêu soạn thảo BTTN trong dạy học chương “Động lực học chất điểm”
Soạn thảo BTTN trong chương “Động lực học chất điểm” và thiết kế
hoạt động hướng dẫn giải các bài tập đó nhằm mục tiêu dạy học:
a. Mục tiêu về kiến thức
- Nêu được quy tắc tổng hợp và phân tích lực.
- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm
- Phát biểu được ba định luật Niu- tơn và viết được biểu thức của chúng.
- Nêu được các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng.
- Nêu được ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm lực đàn hồi của lò xo
(điểm đặt, hướng).
- Phát biểu được định luật Húc và viết được hệ thức của định luật này đối
với độ biến dạng của lò xo.
- Nêu điều kiện xuất hiện và đặc điểm của lực ma sát nghỉ, ma sát trượt
và ma sát lăn. Viết được công thức xác định lực ma sát trượt.
- Viết được công thức lực hướng tâm và nêu được lực hướng tâm trong
chuyển động tròn đều là tổng hợp các lực tác dụng lên vật.
b. Mục tiêu về kĩ năng
- Biết cách xác định hợp lực của các lực đồng quy và biết cách phân tích
một lực ra hai lực thành phần có phương xác định.
- Vận dụng được công thức về ma sát trượt để giải được các bài tập đơn giản.
- Vận dụng được phương pháp động lực học để giải các bài toán liên
quan đến động lực học chất điểm
c. Mục tiêu bồi dưỡng TDPP và TDST
- Nêu ra được các vấn đề dưới dạng câu hỏi, đưa ra được các dự đoán, đề
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
32
xuất được các giả thuyết.
- Biết chế tạo dụng cụ, lựa chọn các dụng cụ đơn giản, thiết kế phương
án và tiến hành thí nghiệm với các phương án đã đề xuất.
- Biết quan sát hiện tượng và vận dụng kiến thức để giải thích hiện tượng
trong các thí nghiệm.
- Biết thu thập, xử lý số liệu và rút ra các kết luận cần thiết trong các thí
nghiệm định lượng.
- Biết vận dụng kiến thức sau khi học vào thực tiễn cuộc sống
- Biết tranh luận, phê phán để tìm ra được phương án thí nghiệm tốt nhất
- Khắc phục một số khó khăn: Phân tích các lực tác dụng lên vật, áp
dụng phương pháp động lực học chất điểm
d. Mục tiêu thái độ, tình cảm
- Có ý thức ứng dụng những điều đã học
- Giáo dục tác phong làm việc cẩn thận, nghiêm túc
- Giáo dục phẩm chất thái độ hợp tác của mỗi cá nhân
- Có thái độ khách quan khi quan sát các thí nghiệm kiểm chứng của bài học.
2.2.2. Dự kiến lựa chọn BTTN chương “Động lực học chất điểm”
Trong sơ đồ 2.2 trình bày lựa chọn một số BTTN trong chương “Động
BT quan sát, giải thích hiện tượng
Quan sát, giải thích hiện tượng liên quan tới phân tích và tổng hợp lực (BT.1)
Quan sát, giải thích hiện tượng liên quan tới lực hướng tâm, lực li tâm (BT.5)
BTTN Chương Động lực học chất điểm
Thiết kế phương án thí nghiệm xác định hệ số ma sát giữa hai vật bất kì (BT.1;BT3)
Thiết kế phương án xác định lực căng của sợi dây (BT5)
BT thiết kế phương án thí nghiệm
Thiết kế phương án xác định khối lượng của vật, độ cứng của lò xo với các dụng cụ cho trước (BT2; BT9)
Thiết kế phương án đo vận tốc của vật chuyển động ném ngang với các dụng cụ cho trước (BT7)
lực học chất điểm”.
Sơ đồ 2.2: Sơ đồ lựa chọn BTTN chương “Động lực học chất điểm”
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
33
2.3.3. Soạn thảo và sử dụng một số BTTN chương “Động lực học chất điểm”
Bài 1. BTXP (Bài 7, SGK vật lí 10 CB, Tr79)[26]
Một vận động viên môn khúc côn cầu dùng gậy gạt quả bóng để truyền cho
nó một tốc độ đầu 10m/s. Hệ số ma sát trượt giữa quả bóng và mặt băng là 0,1. Lấy
g = 9,8 . Hỏi quả bóng đi được một đoạn đường bằng bao nhiêu thì dừng lại?
Giải:
Gia tốc quả bóng thu được:
Áp dụng công thức:
Suy ra, quãng đường quả bóng đi được cho tới khi dừng lại là:
(*)
Theo đề bài: Thay số vào (*), tính được giá
trị của s
Dựa vào cách giải BTXP, có thể chuyển thành BTTN như sau:
Bác Hải đang lái xe
ôtô trên đường lát bê tông
thì bất ngờ bác nhìn thấy
một con bò đi từ rệ đường
lên trên mặt đường, ngay
lập tức bác đạp phanh. Xe
của bác tạo lên trên mặt
đường một vệt màu đen dài.
Hãy xác định hệ số ma sát trượt giữa lốp xe và mặt đường, sau đó thiết kế
phương án thí nghiệm để kiểm tra.
Dự kiến sử dụng: Sử dụng trong tiết bài tập tự chọn Bài: Lực ma sát
Bài 2. BTXP (Bài 6, SGK vật lí 10 CB, Tr74)[26]
Treo một vật có trọng lượng 2N vào một lò xo, lò xo dãn ra 10mm. Treo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
34
một vật khác có trọng lượng chưa biết vào lò xo này, nó dãn ra 80mm.
a. Tính độ cứng của lò xo
b. Tính trọng lượng chưa biết
Giải:
a. Độ cứng của lò xo:
Từ biểu thức: (*)
vào (*), ta tìm được giá trị k. Thay giá trị P1 = 2N,
b. Trọng lượng chưa biết.
(**)
, vào (**), Thay các giá trị P1 = 2N,
ta tìm được giá trị P2.
Nhận xét: Trọng lượng của vật chưa biết chỉ phụ thuộc vào độ biến dạng
của lò xo, không phụ thuộc vào độ cứng của lò xo
Từ cách giải BTXP trên, ta có thể chuyển thành BTTN sau:
Cho một cái lò xo chưa biết hệ số đàn hồi, một giá treo duy nhất, một
quả cân đã biết khối lượng và một cái thước có độ chia chính xác đến mm.
Trình bày phương án xác định khối lượng của một vật ?
Dự kiến sử dụng: Sử dụng trong tiết bài tập Bài: Lực đàn hồi của lò
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
35
xo. Định luật Huc
Bài 3. BTXP (Ví dụ, SGK vật lí 10 CB, Tr 77)[26]
Một thùng gỗ có trọng lượng 240N chuyển động thẳng đều trên sàn nhà
nhờ một lực đẩy nằm ngang có độ lớn 53N. Tìm hệ số ma sát trượt giữa thùng
gỗ và sàn nhà.
Giải: Thùng gỗ chuyển động thẳng đều nên .
Hệ số ma sát trượt giữa thùng gỗ và sàn nhà là: (*)
Thay: P = 240N; vào biểu thức (*), ta tìm được giá trị của
Từ BTXP này có thể chuyển thành BTTN sau:
Vào những ngày trời nồm, nền nhà thường bị ẩm ướt, việc đi lại trên sàn nhà
gặp khó khăn vì sàn nhà trơn, dễ xảy ra trơn trượt, nguy hiểm đối với những em nhỏ
và người già. Em có những cách nào để khắc phục tình trạng này? và đại lượng vật
lí nào đặc trưng cho hiện tượng này. Hãy tiến hành thí nghiệm đo đại lượng đó để
kiểm tra giải pháp em đã đề xuất?
Dự kiến sử dụng: Sử dụng trong tiết bài tập tự chọn Bài: Lực ma sát
Bài 4 (Bài 185, 500 BTVL 10, Tr. 75)[11]
Một khúc gỗ đặt ở góc tường như hình vẽ. Người ta tác dụng lực vào khúc
gỗ theo hai cách:
- Dùng tay ép khúc gỗ vào tường.
- Thay vì dùng tay ép khúc gỗ vào tường, người ta dùng búa gõ rất nhanh vào
khúc gỗ như hình vẽ.
So sánh hiện tượng xảy ra trong 2 trường hợp và giải thích kết quả, tiến
hành thí nghiệm kiểm tra
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
36
Dự kiến sử dụng: Sử dụng trong mục củng cố Bài: Ba định luật Niu-tơn
Bài 5. BTXP (Bài 7, SGK VL10 nâng cao, Tr.63) [25]
Một chiếc mắc áo treo vào điểm chính giữa của dây thép AB. Khối
lượng tổng cộng của mắc và áo là 3kg. Biết AB
= 4m; CD = 10cm.
Lấy g = 9,8 m/s2. Tính lực kéo mỗi nửa sợi dây.
Giải:
Các lực tác dụng vào điểm treo mắc áo là:
C
A
Trọng lực , lực căng của mỗi nửa
B
sợi dây.
D
Điều kiện cân bằng:
+
. Do tính chất đối xứng:
N =
với
Từ cách giải BTXP ta có thể chuyển thành BTTN sau:
Bạn Mai treo một áo khoác vào điểm giữa của một đoạn dây thép được
căng ngang, thì thấy dây chùng xuống. Hãy trình bày phương án thí nghiệm
giúp Mai tính lực căng của mỗi nửa sợi dây và giải thích cách làm.
Dự kiến sử dụng: Sử dụng trong tiết bài tập Bài: Tổng hợp và phân
tích lực. Điều kiện cân bằng chất điểm.
Bài 6 (Bài 5, Dạy học VL ở trường PT, Tr. 130)[34]
Một cốc nước được đặt cân bằng trên một cái cân. Cân bằng của cân có
bị phá vỡ không nếu người ta nhấn một chiếc bút chì vào nước và giữ bút chì
bằng tay mà không chạm vào cốc. Hãy kiểm tra lại câu trả lời bằng thí nghiệm
(nước không tràn ra khỏi cốc).
Dự kiến sử dụng: Sử dụng trong mục dạy kiến thức mới Bài: Tổng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
37
hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng chất điểm.
Bài 7. BTXP (Bài 7, SGK vật lí 10 CB, Tr.88)[26]
Một hòn bi lăn dọc theo cạnh của một mặt bàn hình chữ nhật nằm ngang
cao h = 1,25m. Khi ra khỏi mép bàn, nó rơi xuống nền nhà tại điểm cách mép
bàn L = 1,5m (theo phương ngang). Lấy g = 10 . Hỏi tốc độ của viên bi
lúc rời khỏi bàn?
Dựa vào cách giải BTXP, có thể chuyển thành BTTN như sau:
Đặt một chiếc tẩy trên mặt bàn nằm ngang. Bạn Duy dùng tay búng chiếc
tẩy (theo phương ngang) rơi xuống đất. Hãy trình bày và giải thích một phương
án thí nghiệm để xác định vận tốc của chiếc tẩy khi ra khỏi mặt bàn.
Dự kiến sử dụng: Sử dụng trong tiết ôn tập, củng cố Bài: Chuyển
động theo phương ngang
Bài 8. (Bài 2, SGK VL 10NC, Tr .102) [25]
Hãy làm thí nghiệm đơn giản về lực hướng tâm: Buộc dây vào quai một
cái xô nhỏ đựng nước rồi cầm một đầu dây quay xô trong mặt phẳng thẳng
đứng. Nếu quay đủ nhanh thì ở vị trí xô lộn ngược, nước vẫn không rớt khỏi
xô. Hãy giải thích hiện tượng.
Dự kiến sử dụng: Sử dụng trong mục dạy kiến thức mới Bài: Lực
hướng tâm
Bài 9. BTXP (Bài 4, SGK VL 10NC, Tr.88)[25]
Khi người ta treo quả cân có khối lượng 300g vào đầu dưới của một lò
xo (đầu trên cố định) thì lò xo dài 31 cm. Khi treo thêm quả cân 200g nữa thì lò xo dài 33cm. Tính chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo. Lấy g = 10 m/s2.
Dựa vào cách giải BTXP, có thể chuyển thành BTTN như sau:
Bố Hương dùng xe máy để chở 3 bao gạo từ cửa hàng về nhà. Bác ấy dự
định chở cùng một lúc 3 bao nhưng không biết bộ phận giảm xóc của xe máy
có thể "chịu" được trọng lượng của những bao gạo đó không. Hãy giúp Bố
Hương tính được độ cứng của lò xo ở bộ phận giảm xóc xe máy mà chỉ dùng
thước đo chiều dài.
Dự kiến sử dụng: Sử dụng trong tiết bài tập tự chọn Bài: Lực đàn hồi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
38
của lò xo. Định luật Húc
2.3. Hướng dẫn cách giải một số BTTN chương “Động lực học chất điểm”
Bài 1: Bác Hải đang lái xe ôtô
trên đường lát bê tông thì bất ngờ bác
nhìn thấy một con bò đi từ rệ đường lên
trên mặt đường, ngay lập tức bác đạp
phanh. Xe của bác tạo lên trên mặt
đường một vệt màu đen dài. Hãy xác
định hệ số ma sát trượt giữa lốp xe và
mặt đường, sau đó thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm tra.
Mục tiêu của bài tập:
+ Về kiến thức:
- Nêu được đặc điểm của lực ma sát trượt, hệ số ma sát trượt.
- Giải được bài toán liên quan tới lực ma sát
+ Về kĩ năng: Thiết kế được phương án thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt
giữa 2 vật; đo đạc, thu thập được các số liệu có liên quan; trình bày được kết
quả thí nghiệm; đánh giá được phương án, kết quả thí nghiệm của thành viên
khác trong lớp.
+ Về thái độ: Có tinh thần yêu thích môn học, có thái độ tích cực trong
học tập
+ Về tư duy: Qua việc giải BT này giúp HS bồi dưỡng TDST: Đề xuất
được giải pháp xác định hệ số ma sát giữa lốp xe và mặt đường, lựa chọn dụng
cụ đơn giản và thiết kế phương án thí nghiệm với các dụng cụ đó, áp dụng cách
giải bài toán vào thực tiễn đồng thời bồi dưỡng TDPP: Bổ sung dữ kiện trong
khi thiết lập các mối liên hệ toán học.
Hướng dẫn
GV: Chuyển động của xe ô tô gồm có mấy giai đoạn, đó là những
giai đoạn chuyển động nào?
Gồm 2 giai đoạn: chuyển động trước khi đạp phanh và Chuyển động sau
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
39
khi đạp phanh
GV: Làm thế nào xác định được hệ số ma sát giữa lốp xe và mặt đường?
Để xác định được hệ số ma sát cần biết lực ma sát tác dụng lên lốp xe.
Để xác định lực ma sát, cần xác định được lực tác dụng lên xe thông qua
gia tốc chuyển động của xe
=> Giải pháp: Tìm mối quan hệ giữa hệ số ma sát với gia tốc chuyển
động của xe.
GV: Liệu có dụng cụ nào đo trực tiếp gia tốc hay không? Nếu không
sẽ tìm giá trị của gia tốc như thế nào?
Thực hiện giải pháp
Đo a gián tiếp thông qua các đại lượng có thể đo trực tiếp.
Đo a gián tiếp qua biểu thức: , trong đó: s là quãng đường
xe đi được từ lúc hãm phanh đến khi dừng lại, : Tốc độ chuyển động của xe
ngay trước khi hãm phanh; v: vận tốc của xe khi dừng lại (v=0)
Khi đó: (1)
GV: Ngoài cách tìm hệ số ma sát theo cách trên còn có cách nào
khác không? Và có bình luận gì về cách tìm gia tốc này hay không?
Có thể dùng định lý biến thiên động năng cho giai đoạn sau khi xe
hãm phanh:
Khi xe dừng lại thì do đó:
Nếu áp dụng định lí biến thiên động năng để tìm hệ số ma sát thì dữ kiện
bài toán phải giả sử lực ma sát trượt là không đổi.
GV: Hãy thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm tra kết quả lí thuyết
- Dùng tốc kế trên xe ô tô để biết giá trị
- Đo độ dài vết trượt để biết giá trị s
- Thay các giá trị từ thực nghiệm vào biểu thức , tính được
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
40
giá trị .
GV: Làm thế nào để biết cách đo hệ số ma sát trượt của em là hợp lí?
Thay các giá trị từ thực nghiệm vào biểu thức (1), tính được giá trị .
Tính sai số tương đối: , có thể chấp nhận kết quả
Hoặc so sánh với giá trị trong bảng 13.1 (SGK.Tr76)
GV: Các vụ va chạm giao thông thường để lại các vệt đen trên
đường. Theo em, có thể vận dụng bài tập này trong thực tiễn như thế nào?
Có thể vận dụng cách giải của BTTN này để xác định được tốc độ của
các phương tiện giao thông trước khi gây ra tai nạn.
Bài 2: Cho một cái lò xo chưa biết hệ số đàn hồi, một giá treo duy nhất,
một quả cân đã biết khối lượng và một cái thước có độ chia chính xác. Trình
bày phương án xác định khối lượng của một vật? Từ kết quả thu được có thể
vận dụng trong thực tiễn như thế nào?
Mục tiêu của bài tập:
+ Về kiến thức:
- Nêu được đặc điểm của lực đàn hồi, độ cứng của lò xo.
- Giải được bài toán liên quan tới lực đàn hồi của lò xo
+ Về kĩ năng: Thiết kế được phương án thí nghiệm nhằm đo khối lượng
của một vật; đo đạc, thu thập được các số liệu có liên quan; trình bày được kết
quả thí nghiệm; đánh giá được phương án, kết quả thí nghiệm của thành viên
khác trong lớp.
+ Về thái độ: Có tinh thần yêu thích môn học, có thái độ tích cực trong
học tập.
+ Về tư duy: Qua việc giải BT này bồi dưỡng TDST: tìm ra được các
phương án đo khối lượng của vật, gắn kiến thức sau bài học với thực tiễn cuộc
sống và TDPP: Tìm ra được biện pháp khắc phục các sai số mắc phải khi làm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
41
thí nghiệm.
Hướng dẫn
GV: Có những cách nào để đo khối lượng của một vật?
Dùng cân lò xo, cân đòn, dùng lực kế
GV: Với các dụng cụ đã cho: một cái lò xo chưa biết hệ số đàn hồi,
một giá treo duy nhất, một quả cân đã biết khối lượng và một cái thước có
độ chia chính xác làm thế nào để đo được khối lượng của vật chưa biết?
Giải pháp:
Khi móc vật chưa biết khối lượng vào lò xo, lò xo sẽ dãn ra. Khi lò xo
cân bằng, trọng lực tác dụng lên vật có độ lớn bằng lực đàn hồi.
Trọng lực có quan hệ với khối lượng, lực đàn hồi có quan hệ với độ dãn
của lò xo. Vậy, nếu có một vật đã biết khối lượng, lập tỉ số khối lượng giữa 2
vật và độ dãn của lò xo trong 2 trường hợp sẽ xác định được khối lượng chưa
biết của vật.
Thực hiện giải pháp:
- Móc quả cân đã biết khối lượng vào lò xo treo thẳng đứng, đo độ dãn
của lò xo này bằng thước
- Móc vật cần đo khối lượng vào lò xo này, dùng thước đo độ dãn của lò
xo khi đó.
- Lập tỷ số: .
Trong đó: M là khối lượng vật cần tìm, m là khối lượng quả cân
- Để tránh sai số mắc phải khi làm TN cần: Thực hiện các thao tác đo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
42
chính xác, lặp lại nhiều lần để tính giá trị đo trung bình
GV: Theo em, kết quả thu được có thể vận dụng trong thực tiễn như
thế nào?
Có thể vận dụng cách giải của bài tập này
- Để xác định tính chính xác của các cân bán hàng ở chợ một cách đơn
giản, nếu có một chai nước đã biết thế tích.
- Để xác định khối lượng hàng hóa tối đa cho phép đối với các lò xo ở
yên xe đạp, xe máy.
Bài 3:
Vào những ngày trời nồm, nền nhà thường bị ẩm ướt, việc đi lại trên sàn
nhà gặp khó khăn vì sàn nhà trơn, dễ xảy ra trơn trượt, nguy hiểm đối với
những em nhỏ và người già. Em có những cách nào để khắc phục tình trạng
này? và đại lượng vật lí nào đặc trưng cho hiện tượng này. Hãy tiến hành thí
nghiệm đo đại lượng đó để kiểm tra giải pháp em đã đề xuất?
Mục tiêu của bài tập:
+ Về kiến thức: Nêu được đặc điểm của lực ma sát, hệ số ma sát trượt.
+ Về kĩ năng: Thiết kế được phương án thí nghiệm nhằm đo hệ số ma sát
trượt của hai vật liệu bất kì; đo đạc, thu thập được các số liệu có liên quan; trình
bày được kết quả thí nghiệm, đánh giá được phương án, kết quả thí nghiệm của
thành viên khác trong lớp.
+ Về thái độ: Có tinh thần yêu thích môn học, có thái độ tích cực trong
học tập.
+ Về tư duy: Bồi dưỡng TDST: Biết được phương án thí nghiệm đo hệ
số ma sát trượt của các bề mặt tiếp xúc có bản chất khác nhau, lựa chọn các
dụng cụ đơn giản và TDPP: Đánh giá các giải pháp khắc phục hiện tượng trơn
trượt vào những ngày trời nồm.
Hướng dẫn:
GV: Hãy diễn đạt nội dung bài tập bằng ngôn ngữ vật lí.
Vào những ngày trời nồm, nền nhà thường bị ẩm ướt, việc đi lại trên sàn nhà gặp khó khăn vì sàn nhà trơn, dễ xảy ra trơn trượt, nguy hiểm đối với những em nhỏ và người già. Em có những cách nào nhằm làm tăng hệ số ma
sát trượt và tiến hành thí nghiệm để so sánh hệ số ma sát trượt trong các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
43
trường hợp khác nhau.
GV: Hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào các yếu tố nào?
Phụ thuộc vào bản chất và tình trạng của bề mặt tiếp xúc. Do đó, nếu
tình trạng bề mặt tiếp xúc thay đổi thì hệ số ma sát sẽ thay đổi dẫn đến lực ma
sát thay đổi. Nếu hệ số ma sát trượt càng nhỏ thì lực ma sát sẽ yếu đi, khả năng
trượt trên bề mặt tiếp xúc càng cao. Do đó, để tránh tình trạng bị ngã khi đi
trên nền gạch ướt ta cần làm tăng hệ số ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc.
GV: Vậy giải pháp của em là gì?
- Thường xuyên lau sàn nhà
- Dùng thảm chống trơn
- Không đi chân đất
- Dùng các dép còn mới, là các dép có nhiều độ nhám
Việc thường xuyên lau sàn nhà mất nhiều thời gian, và là giải pháp tức
thời vì thời tiết nồm, không tránh được việc sàn nhà thường xuyên bị ẩm ướt.
Việc dùng thảm chống trơn chỉ dùng được với diện tích sàn nhà nhỏ
Do vậy việc dùng các dép có nhiều độ nhám hợp lí hơn
GV: Hãy làm thí nghiệm để so sánh hệ số ma sát trượt trong các
trường hợp khác nhau?
- Tiến hành đo hệ số ma sát giữa dép mới, và hệ số ma sát giữa dép cũ
(đế nhẵn) với sàn gạch ướt. So sánh hệ số ma sát trong 2 trường hợp. Dép nào
có hệ số ma sát càng nhỏ thì khả năng trượt trên bề mặt tiếp xúc càng cao.
Thực hiện giải pháp:
Các phương án dự kiến:
+ Phương án 1:
Dụng cụ: Dép cũ, dép mới, lực kế, viên gạch lát sàn bị ướt
Tiến hành thí nghiệm:
- Đo khối lượng m của dép cũ.
- Kéo chiếc dép bằng một lực theo phương ngang thông qua lực kế (có số
chỉ là F) để vật chuyển động thẳng đều trên sàn.
- Khi đó hệ số ma sát trượt cần tìm được xác định bởi công thức: .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
44
- Tiến hành thí nghiệm tương tự với dép mới.
+ Phương án 2:
Dụng cụ: Dép cũ, dép mới, thước đo độ dài.
Tiến hành thí nghiệm:
- Đặt dép cũ lên trên viên gạch ướt. Ban đầu viên gạch nằm ngang, sau
đó tăng dần góc nghiêng cho tới khi chiếc dép bắt đầu trượt thì dừng lại, xác
định góc nghiêng α của viên gạch so với sàn nhà. Khi đó hệ số ma sát được
tính bởi: .
- Tiến hành thí nghiệm tương tự với dép mới.
+ Phương án 3:
Dụng cụ:Dép cũ, dép mới, viên gạch bị ướt, góc đo độ, đồng hồ bấm
giây, thước đo chiều dài.
Tiến hành thí nghiệm:
- Đặt dép cũ nằm trên viên gạch lát nền tương tự viên gạch lát sàn nhà
tắm nghiêng góc so với mặt phẳng ngang. Tăng dần độ nghiêng để dép
chuyển động trượt xuống dưới.
- Bằng lập luận tìm được biểu thức gia tốc của dép chỉ phụ thuộc góc
(*)
nghiêng và hệ số ma sát trượt :
Với: (**)
Trong đó: s là chiều dài viên gạch
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
45
t là thời gian dép chuyển động hết chiều dài viên gạch
- Dùng đồng hồ bấm giây đo t
- Dùng thước dây đo s
- Dùng thước đo độ đo góc nghiêng
- Thay các giá trị t, s, vào các biểu thức (*),(**), ta tìm được giá trị
của
GV: Trong 3 phương án trên, phương án nào khả thi và tránh được
nhiều sai số nhất?
*) Với phương án 1: - Cần ít dụng cụ nhất, ít thao tác thí nghiệm.
- Khó khăn trong việc kéo lực kế sao cho chiếc dép chuyển động thẳng
đều. Nếu chuyển động của chiếc dép không là chuyển động thẳng đều thì kết
quả của bài toán chưa chính xác.
*) Với phương án 2 - Thao tác thí nghiệm đơn giản, dễ làm. Cần ít dụng cụ.
- Rất khó quan sát được góc nghiêng giới hạn để vật bắt đầu trượt. Nếu
xác định góc nghiêng giới hạn sai dẫn đến hệ số ma sát không chính xác
*) Với phương án 3 - Cần nhiều dụng cụ, nhiều phép đo
- Các phép đo có thể thực hiện dễ dàng, có độ chính xác cao.
GV: Qua việc giải BTTN này, em có rút ra kinh nghiệm gì về việc sử
dụng dép đi trên nền nhà bị ướt như trong nhà tắm, sân có rêu không?
Không nên đi những dép có đế nhẵn , để tăng hệ số ma sát giữa đế dép
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
46
và sàn nhà nên sử dụng các dép có đế nhám, hoặc thường xuyên lau khô sàn nhà, dùng thảm chống trơn.
Bài 4 (Bài 185, 500 BTVL 10, Tr. 75)[11]
Một khúc gỗ đặt ở góc tường như hình vẽ.
Người ta tác dụng lực vào khúc gỗ theo hai cách:
- Dùng tay ép khúc gỗ vào tường.
- Thay vì dùng tay ép khúc gỗ vào tường, người
ta dùng búa gõ rất nhanh vào khúc gỗ như hình vẽ.
So sánh hiện tượng xảy ra
trong 2 trường hợp và giải thích
kết quả, tiến hành thí nghiệm
kiểm tra.
Định hướng tư duy học sinh
Để biết hiện tượng xảy ra đối với khúc gỗ như thế nào hãy xét các lực tác
dụng lên khúc gỗ trong mỗi trường hợp.
Hiện tượng:
- Khi dùng tay ép khúc gỗ vào tường thì khúc gỗ đứng yên
- Khi dùng búa gõ rất nhanh vào khúc gỗ thì
khúc gỗ bị dịch chuyển ra ngoài một chút
Giải thích:
*) Khi dùng tay ép khúc gỗ vào tường bằng lực
, lực này được khúc gỗ truyền nguyên vẹn vào
tường, ép lên tường lực . Theo ĐL III Niu-tơn,
tường tác dụng trở lại khúc gỗ một lực trực đối với
. Hai lực , cùng tác dụng lên khúc gỗ cân
bằng nhau. Kết quả là khúc gỗ vẫn đứng yên.
*) Khi dùng búa gõ nhanh vào khúc gỗ một
lực , lập luận tương tự như trên ta thấy cũng xuất hiện lực . Tuy nhiên
trong trường hợp này vì thời gian tác dụng lực rất ngắn nên khi xuất hiện
phản lực thì lực đã mất đi, lực làm khúc gỗ xuất hiện gia tốc tức thời.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
47
Kết quả là khúc gỗ bị dịch chuyển ra ngoài một chút (như hình trên).
Bài 5: Bạn Mai treo một áo
khoác vào điểm giữa của một đoạn dây
thép được căng ngang, thì thấy dây
chùng xuống. Hãy trình bày phương án
thí nghiệm giúp Mai tính lực căng của
mỗi nửa sợi dây và giải thích cách làm.
Mục tiêu của bài tập:
+ Về kiến thức: Nêu được điều kiện cân bằng của chất điểm, tổng hợp và
phân tích lực
+ Về kĩ năng: Giải được bài toán liên quan đến điều kiện cân bằng của chất
điểm. Thiết kế phương án và tiến hành thí nghiệm đo lực đàn hồi của sợi dây.
+ Về thái độ: Có tinh thần yêu thích môn học, có thái độ tích cực trong
học tập
+ Về tư duy: Bồi dưỡng TDST: Tìm ra được phương án thí nghiệm xác
định độ lớn lực căng của sợi dây trong quá trình học và bồi dưỡng được TDPP:
Bình luận và đánh giá được ưu, nhược điểm của mỗi phương án. Từ thí nghiệm
rút kinh nghiệm trong việc căng dây phơi
Hướng dẫn:
GV: Hãy thiết kế một thí nghiệm để đo lực căng của mỗi nửa sợi dây?
Dụng cụ: Dây treo nhẹ, các quả cân, (thay cho áo và mắc áo) lực kế,
thước đo góc, bảng từ, giá đỡ
Tiến hành thí nghiệm: Dùng lực kế đo khối lượng các quả cân, dùng
thước đo chiều dài của dây và tìm ra điểm chính giữa của dây. Bố trí lực kế để
đo lực căng dây.
GV: Làm theo phương án này, HS mắc phải những sai số thí nghiệm
do những nguyên nhân sau:
- Bài toán đã lí tưởng: coi mắc áo là chất điểm
- Lực kế có khối lượng nên khi tiến hành thí nghiệm không cho kết quả
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
48
chính xác
- Giới hạn đo lực kế của HS nhỏ, khi tiến hành thí nghiệm vượt quá giới
hạn đàn hồi của lò xo.
=> Việc dùng trực tiếp lực kế để đo lực căng mỗi nửa sợi dây trong trường
hợp này không khả thi => Phép đo lực căng trong bài toán này là phép đo gián tiếp.
GV: Vậy giải pháp của em là gì?
Giải pháp
Phân tích các lực tác dụng lên điểm treo mắc áo thấy rằng lực căng của
sợi dây có phụ thuộc vào trọng lượng của mắc áo và chiều dài sợi dây. Do đó,
để đo lực căng của sợi dây cần tìm biểu thức phụ thuộc lực căng của sợi dây
với trọng lượng, chiều dài sợi dây.
Thực hiện giải pháp:
C
B
A
Về lý thuyết:
Các lực tác dụng vào điểm treo mắc
D
áo là:
Trọng lực , lực căng của mỗi
nửa sợi dây.
Điều kiện cân bằng: +
. Do tính chất đối xứng: = (1)
với
Nhận xét: Lực căng mỗi nửa sợi dây phụ thuộc trọng lượng mắc áo,
chiều dài sợi dây theo biểu thức (1). Từ đó, ta có thể lựa chọn dụng cụ và tiến
hành thí nghiệm đo lực căng của sợi dây như sau:
Về thực nghiệm
Dụng cụ: 1 cân đo khối lượng, 1 thước dây có độ chia chính xác đến mm.
Tiến hành TN:
- Dùng cân để đo khối lượng của mắc áo và áo, suy ra được trọng lượng P.
- Dùng thước dây có độ chia chính xác đến mm để đo chiều dài sợi dây
căng ngang khi chưa mắc áo (giá trị đoạn AB) và tìm điểm giữa của dây treo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
49
- Dùng thước đo chiều dài mỗi nửa sợi dây khi mắc áo (giá trị đoạn AD)
GV: Qua việc giải BTTN này, em có rút ra được kinh nghiệm nào
trong việc căng dây phơi quần áo không?
Lực căng dây phụ thuộc vào góc , nếu dây mắc căng thì góc tăng,
giá trị Cos nhỏ, khi đó dây sẽ chịu lực căng lớn hơn. Vì vậy, khi mắc dây phơi
quần áo không nên mắc căng, dây dễ bị đứt.
2.4. Soạn thảo tiến trình hoạt động dạy học một số BTTN chương” Động
lực học chất điểm”
Bài 3: Vào những ngày trời nồm, nền nhà thường bị ẩm ướt, việc đi lại
trên sàn nhà gặp khó khăn vì sàn nhà trơn, dễ xảy ra trơn trượt, nguy hiểm đối
với những em nhỏ và người già. Em có những cách nào để khắc phục tình trạng
này? và đại lượng vật lí nào đặc trưng cho hiện tượng này. Hãy tiến hành thí
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
50
nghiệm đo đại lượng đó để kiểm tra giải pháp em đã đề xuất?
Tổ chức dạy học:
a. Mục tiêu
- Kiến thức:
+ Biết được các cách đo hệ số ma sát giữa hai vật liệu bất kì
+ Vận dụng được phương pháp động lực học chất điểm để giải bài toán
cơ học
- Thái độ:
+ Có thái độ làm việc khách quan, trung thực, tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác.
+ Nhiệt tình, trách nhiệm trong công việc được giao và có tinh thần cố
gắng, hợp tác khi làm việc nhóm.
+ Có hứng thú, say mê trong việc đề xuất ra các phương án thí nghiệm,
bố trí và tiến hành thí nghiệm theo các phương án đã đề ra, đưa ra nhận xét về
các phương án thí nghiệm đã tiến hành.
TDST:
+ Đưa ra các phương án để xác định được hệ số ma sát trượt giữa hai vật
liệu bất kì
+ Lựa chọn dụng cụ, bố trí dụng cụ và tiến hành thí nghiệm theo các
phương án đã đề xuất.
+ Xử lý số liệu dựa trên các tổng hợp số liệu của các nhóm khác.
TDPP:
+ Nhận xét được kết quả thí nghiệm và rút kinh nghiệm trong thực tiễn
b. Chuẩn bị:
- Giáo viên:
Các dụng cụ cần thiết: dép mới, dép cũ (độ nhám ít), thước đo độ, lực
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
51
kế, gạch lát sàn nhà, phiếu học tập.
- Học sinh:
Ôn tập lại các kiến thức: Định luật II Niu - tơn, phương pháp động lực
học chất điểm, lực ma sát, cách tính sai số, cách tính giá trị trung bình.
+ Dự kiến sử dụng: Trong tiết tự chọn bài tập Lực ma sát
+ Dự kiến khó khăn: Bằng kinh nghiệm trong đời sống, học sinh dễ đề
xuất là phải đi dép có nhiều khía hoặc làm cho nền nhà không bị trơn, tuy
nhiên, HS có thể khó nhận ra đại lượng đặc trưng chính là hệ số ma sát trượt và
không tìm ra được phương án thí nghiệm để so sánh hệ số ma sát trượt trong
các trường hợp.
c) Hoạt động dạy và học
Hoạt động 1: Đặt vấn đề
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
HS suy nghĩ, trả lời câu hỏi. Yêu cầu HS trả lời câu hỏi sau:
- Dự kiến trả lời:
Câu hỏi 1: Lực ma sát trượt xuất Câu hỏi 1: Lực ma sát trượt xuất hiện khi
hiện khi nào? một vật trượt trên bề mặt một vật khác.
Hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào Hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào tính
các yếu tố nào? chất và tình trạng của bề mặt tiếp xúc.
Câu hỏi 2: Tại sao gạch lát sàn Câu hỏi 2: Nếu gạch lát sàn nhà tắm, hay
nhà tắm, hay lát sân ngoài trời gạch lát sân ngoài trời nhẵn thì vào
thường phải làm sần sùi? những ngày trời mưa ẩm ướt, ma sát giữa
lốp xe (hoặc các vật làm bằng cao su) và
gạch giảm, rất dễ trượt. Do đó, để tăng
ma sát người ta thường lát các loại gạch
có bề mặt sần sùi trong nhà tắm hoặc
ngoài trời.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
52
Chia lớp thành 4 nhóm HS và giao HS nhận nhiệm vụ học nhiệm vụ cho các nhóm
Cá nhận suy nghĩ, thảo luận nhóm, thống Yêu cầu HS giải BTTN sau:
Vào những ngày trời nồm, nền nhà nhất ý kiến và trả lời vào phiếu học tập
thường bị ẩm ướt, việc đi lại trên
sàn nhà gặp khó khăn vì sàn nhà
trơn, dễ xảy ra trơn trượt, nguy
hiểm đối với những em nhỏ và
người già. Em có những cách nào
để khắc phục tình trạng này? và
đại lượng vật lí nào đặc trưng cho
hiện tượng này. Hãy tiến hành thí
nghiệm đo đại lượng đó để kiểm
tra giải pháp em đã đề xuất?
Hoạt động 2: Định hướng giải quyết vấn đề và giải quyết vấn đề
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Cá nhân suy nghĩ trả lời Gợi ý:
- Khi nền nhà bị ướt thì sự ma sát bị giảm Tại sao khi đi trên nền gạch ướt
đáng kể do có lớp nước rất mỏng bôi trơn thì dễ trơn trượt hơn khi đi trên
giữa nền nhà và dép. Đế dép có bề mặt nền gạch khô?
nhiều khía sẽ tạo nên các rãnh cho nước bị
ép thoát ra được và cho phép dép tiếp xúc
trực tiếp với nền nhà. Một chiếc dép cao
su có khía có hệ số ma sát khô và ướt là
khoảng 0,7 và 0,4. Giá trị này nằm giữa
khoảng giá trị rất lớn khi khô (0,9) và rất
nhỏ khi ướt (0,1) đối với đế dép nhẵn. GV nhận xét câu trả lời của HS
- Cá nhân suy nghĩ đưa ra giải pháp của Vậy vấn đề đặt ra là: nếu làm
mình.Thảo luận nhóm, thống nhất tăng được hệ số ma sát giữa dép
phương án. và gạch thì sẽ khắc phục được
- Các nhóm cử đại diện trình bày các giải hiện tượng trơn trượt.
pháp, cách thực hiện các giải pháp. Các nhóm Có những cách nào làm tăng được
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
53
khác tham gia phản hồi và bổ sung ý kiến. hệ số ma sát giữa dép và gạch?
GV: Yêu cầu làm việc cá nhân Dự kiến giải pháp được đưa ra:
Để tăng hệ số ma sát giữa dép và sàn ta cần để đưa ra: giải pháp, cách thực
thay đổi tình trạng bề mặt của dép và sàn. hiện giải pháp
Có thể bằng các cách sau: Thảo luận nhóm, thống nhất
+ Lau khô bề mặt gạch phương án.
+ Dùng thảm chống trơn Gv lắng nghe các nhóm trình
+ Không đi chân đất bày giải pháp
+ Dùng các dép còn mới, là các dép có
nhiều độ nhám Gv yêu cầu các nhóm phản biện
- Các nhóm phản biện ưu, nhược điểm giải ưu, nhược điểm của từng giải pháp
pháp của nhóm khác và chọn phương án khả thi nhất để
tiến hành thí nghiệm so sánh hệ số
ma sát trong các trường hợp
- Từ đó, rút ra được phương án khả thi nhất là dùng dép còn mới, là các dép có nhiều độ nhám
Hoạt động 3: Trình bày, báo cáo kết quả
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Các nhóm trình bày phương án Tổ chức cho HS báo cáo kết
quả thí nghiệm, thảo luận. Các phương án dự kiến:
+ Phương án 1:
Dụng cụ: Dép cũ, dép mới, lực kế, viên
gạch lát sàn bị ướt
Tiến hành TN:
- Các nhóm có thể trình bày bài - Đo khối lượng m của dép cũ
- Kéo chiếc dép bằng một lực theo phương báo cáo bằng tranh, ảnh, hình
ngang thông qua lực kế (có số chỉ là F) để vẽ, vật thật, môn hình, thuyết
vật chuyển động thẳng đều trên sàn. trình (bằng PowerPoint)…. Mỗi
- Khi đó hệ số ma sát trượt cần tìm được nhóm được trình bày và thảo
luận trong thời gian không quá xác định bởi công thức:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
54
15 phút. - Tiến hành TN tương tự với dép mới
+ Phương án 2: Dụng cụ:Dép cũ, dép mới,góc đo độ Tiến hành TN: - Đặt dép cũ lên trên viên gạch ướt.Ban đầu viên gạch nằm ngang, sau đó tăng dần góc nghiêng cho tới khi chiếc dép bắt đầu trượt thì dừng lại, xác định góc nghiêng α của viên gạch so với sàn nhà. Khi đó hệ số ma sát được tính bởi:
- Tiến hành TN tương tự với dép mới + Phương án 3: Dụng cụ: Dép cũ, dép mới, viên gạch bị ướt, góc đo độ, đồng hồ bấm giây, thước đo chiều dài. Tiến hành TN: - Đặt dép cũ nằm trên viên gạch lát nền tương tự viên gạch lát sàn nhà tắm và lát sàn nhà nghiêng góc so với mật phẳng ngang. Tăng dần độ nghiêng để dép chuyển động trượt xuống dưới. - Bằng lập luận tìm được biểu thức gia tốc của dép chỉ phụ thuộc góc nghiêng và hệ số ma sát trượt :
(*)
Với: (**)
Trong đó: s là chiều dài viên gạch
t là thời gian dép chuyển động hết chiều dài viên gạch - Dùng đồng hồ bấm giây đo t - Dùng thước dây đo s - Dùng thước đo độ đo góc nghiêng - Thay các giá trị t, s, vào các biểu thức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
55
(*),(**), ta tìm được giá trị của
- Cá nhân suy nghĩ và thống nhất kết quả
trong nhóm
GV yêu cầu các nhóm lắng nghe *) Với phương án 1:
báo cáo của các nhóm khác, sau - Cần ít dụng cụ nhất, Ít thao tác TN.
đó nhận xét ưu điểm, nhược - Khó khăn trong việc kéo lực kế sao cho
điểm và khó khăn của mỗi chiếc dép chuyển động thẳng đều. Nếu
phương án. chuyển động của chiếc dép không là
chuyển động thẳng đều thì kết quả của
bài toán chưa chính xác.
*) Với phương án 2
- Thao tác TN đơn giản, dễ làm. Cần ít
dụng cụ
- Rất khó quan sát được góc nghiêng giới
hạn để vật bắt đầu trượt. Nếu xác định
góc nghiêng giới hạn sai dẫn đến hệ số
ma sát không chính xác
*) Với phương án 3
- Cần nhiều dụng cụ, nhiều phép đo
- Các phép đo có thể thực hiện dễ dàng, có
độ chính xác cao
Qua việc giải BTTN này, có thể Không nên đi những dép có đế nhẵn, để tăng
rút ra lời khuyên để khắc phục hệ số ma sát giữa đế dép và sàn nhà nên sử
tình trạng trơn trượt vào những dụng các dép có đế nhámthường xuyên lau
ngày trời nồm hoặc đi trên khô sàn nhà, dùng thảm chống trơn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
56
những mặt sàn trơn không?
Bài 5: Bạn Mai treo một áo khoác vào điểm giữa của một đoạn dây thép
được căng ngang, thì thấy dây chùng xuống. Hãy trình bày phương án thí
nghiệm giúp Mai tính lực căng của mỗi nửa sợi dây và giải thích cách làm.
+ Dự kiến sử dụng: Trong tiết bài tập tổng hợp và phân tích lực.
Điều kiện cân bằng của chất điểm.
Tổ chức dạy học:
a. Mục tiêu:
- Kiến thức:
+ Nêu được qui tắc tổng hợp, phân tích lực.
+ Vận dụng được điều kiện cân bằng của chất điểm để giải bài toán
cơ học
- Thái độ:
+ Có thái độ làm việc khách quan, trung thực, tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác.
+ Nhiệt tình, trách nhiệm trong công việc được giao và có tinh thần cố
gắng, hợp tác khi làm việc nhóm,
+ Có hứng thú, say mê trong việc đề xuất ra các phương án thí nghiệm,
bố trí và tiến hành thí nghiệm theo các phương án đã đề ra, đưa ra nhận xét về
các phương án thí nghiệm đã tiến hành.
TDST:
+ Đưa ra các phương án để đo được lực căng của sợi dây
+ Lựa chọn dụng cụ, bố trí dụng cụ và tiến hành thí nghiệm theo các
phương án đã đề xuất.
+ Vận dụng được qui tắc tổng hợp, phân tích lực và điều kiện cân bằng
của chất điểm để đưa ra được phương án đo lực căng của sợi dây.
+ Xử lý số liệu dựa trên các tổng hợp số liệu của các nhóm khác.
TDPP:
+ Nhận xét được kết quả thí nghiệm và rút kinh nghiệm trong thực tiễn
b. Chuẩn bị:
- Giáo viên:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
57
Các dụng cụ: Dây thép, lực kế, thước đo chiều dài
- Học sinh:
Ôn tập lại các kiến thức: tổng hợp và phân tích lực, điều kiện cân bằng
của chất điểm, cách tính sai số, cách tính giá trị trung bình.
c. Hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Đặt vấn đề
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
C
B
A
D
HS suy nghĩ và đưa ra cách giải bài tập
yêu cầu HS giải thích hiện tượng sau: Tại sao khi mắc dây để phơi quần áo(hai điểm mắc dây cùng độ cao) thì khi mắc dây căng, dây lại chịu lực kéo lớn hơn khi mắc chùng?
, lực căng của mỗi nửa
Dự kiến cách giải bài tập Các lực tác dụng vào điểm treo mắc áo là: Trọng lực sợi dây. Điều kiện cân bằng:
+
.
Do tính chất đối xứng: =
Gợi ý: Hãy phân tích các lực tác dụng lên điểm treo mắc áo? Áp dụng điều kiện cân bằng của chất điểm, tìm ra biểu thức lực căng của mỗi nửa sợi dây?
tăng, Cos giảm, sức căng
- Lực căng mỗi nửa sợi dây tỉ lệ nghịch , do đó nếu dây mắc căng thì với Cos góc lớn, dây mắc căng sẽ chịu lực căng lớn hơn so với dây mắc chùng. HS nhận nhiệm vụ học tập
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
58
Chia lớp thành 4 nhóm, yêu cầu HS giải BTTN sau: Bạn Mai treo một áo khoác vào điểm giữa của một đoạn dây thép được căng ngang, thì thấy dây chùng xuống. Hãy trình bày phương án thí nghiệm giúp Mai tính lực căng của mỗi nửa sợi dây và giải thích cách làm.
Hoạt động 2: Định hướng giải quyết vấn đề và giải quyết vấn đề
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV
Cá nhân suy nghĩ, thảo luận và đưa ra Quan sát hoạt động của các nhóm
phương án Gợi ý:
Hãy thiết kế một thí nghiệm để Dự kiến trả lời:
Dụng cụ: Dây treo nhẹ, các quả cân, (thay đo lực căng của mỗi nửa sợi dây?
cho áo và mắc áo), lực kế, thước đo góc,
bảng từ, giá đỡ
Tiến hành thí nghiệm: Dùng lực kế đo khối
lượng các quả cân, dùng thước đo chiều dài
của dây và tìm ra điểm chính giữa của dây.
Bố trí lực kế để đo lực căng dây.
Sử dụng phương án này gặp phải sai số TN - Hãy bình luận về tính khả thi
do nguyên nhân sau: của phương án này?
- Lực kế có khối lượng nên khi tiến hành
TN không cho kết quả chính xác
- Giới hạn đo lực kế của HS nhỏ, khi tiến
hành TN vượt quá giới hạn đàn hồi của
lò xo. - Nhận xét trả lời của HS
- HS suy nghĩ và đưa ra giải pháp của nhóm: - Vậy giải pháp của em như thế nào?
Dự kiến giải pháp đưa ra:
Phân tích các lực tác dụng lên mắc áo
thấy rằng lực căng của sợi dây có phụ
thuộc vào trọng lượng của mắc áo và
chiều dài sợi dây. Do đó, để đo lực căng
của sợi dây cần tìm biểu thức phụ thuộc
lực căng của sợi dây với trọng lượng,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
59
chiều dài sợi dây.
C
B
A
D
Hoạt động 3: Trình bày thực hiện giải pháp và báo cáo kết quả
của mỗi nửa , lực căng
Hoạt động của HS - Các nhóm HS trình bày, báo cáo kết quả việc thực hiện giải pháp. Về lý thuyết: Các lực tác dụng vào điểm treo mắc áo là: Trọng lực sợi dây. Điều kiện cân bằng: +
tính chất đối xứng: . Do
= (1)
với
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
60
Dự kiến trả lời: Nhận xét: Lực căng mỗi nửa sợi dây phụ thuộc trọng lượng áo, chiều dài sợi dây theo biểu thức (1). Từ đó, ta có thể lựa chọn dụng cụ và tiến hành TN đo lực căng của sợi dây như sau Phương án 1: Dụng cụ: 1 Cân đo khối lượng, 1 thước đo độ Tiến hành TN: - Dùng cân để đo khối lượng của áo và mắc áo, suy ra được trọng lượng P . - Dùng thước đo độ đo giá trị góc -Thay các giá trị đo được vào biểu thức (1), tìm được giá trị T1, T2. Phương án 2: Dụng cụ: 1 Cân đo khối lượng, 1 thước dây có độ chia chính xác đến mm Tiến hành TN: Trợ giúp của GV - Quan sát hoạt động của các nhóm HS. - Nhận xét việc thực hiện giải pháp của HS - Hãy biện luận sự phụ thuộc lực căng của sợi dây vào góc ? Từ đó, hãy đưa ra phương án thí nghiệm đo lực căng của mỗi nửa sợi dây? - Theo dõi các nhóm báo cáo, trình bày phương án thí nghiệm
là khó khăn - Yêu cầu các nhóm bình luận về tính khả thi của các phương án thí nghiệm đưa ra? Qua việc giải BTTN này, em có rút ra được kinh nghiệm nào trong việc căng dây phơi quần áo không?
- Dùng cân để đo khối lượng của áo và mắc áo, suy ra được trọng lượng P - Dùng thước dây có độ chia chính xác đến mm để đo chiều dài sợi dây căng ngang khi chưa mắc áo (giá trị đoạn AB) - Dùng thước đo chiều dài mỗi nửa sợi dây khi mắc áo (giá trị đoạn AD) Dự kiến trả lời - Với phương án 1: , rồi Nếu dùng thước đo độ để đo góc thay vào biểu thức (1) để tìm ra giá trị T1, T2 thì không khả thi, vì trong trường hợp này việc đo góc - Với phương án 2: Dùng thước dây để đo chiều dài các đoạn dây cho kết quả chính xác và dễ thực hiện. Do đó, phương án 2 khả thi hơn phương án 1 , nếu Lực căng dây phụ thuộc vào góc dây mắc căng thì góc tăng, giá trị Cos nhỏ, khi đó dây sẽ chịu lực căng lớn hơn. Vì vậy, khi mắc dây phơi quần áo không nên mắc căng, dây dễ bị đứt.
Kết luận chương 2
Trong chương này chúng tôi quan tâm đến các vấn đề sau:
- Mục tiêu dạy học của phần Động lực học chất điểm - vật lí lớp10.
- Hướng dẫn hoạt động giải một số BTTN chương „Động lực học
chất điểm” - vật lí 10.
- Chúng tôi cũng đã tiến hành soạn thảo được 9 bài tập thí nghiệm và dự
kiến sử dụng chúng trong dạy học, trong đó lựa chọn 5 bài tập có hướng dẫn
cách giải và 4 bài tập tự giải (xem phụ lục 5). Mỗi bài tập đều trình bày: mục
tiêu bài tập, hướng dẫn giải. Trong quá trình hướng dẫn HS giải BTTN đều
nhằm hướng tới bồi dưỡng TDST và TDPP ở HS. Đồng thời chúng tôi cũng đã
soạn thảo được tiến trình dạy học của 2 bài tập thí nghiệm. Các tiến trình này
đều được soạn thảo nhằm bồi dưỡng TDST và TDPP cho học sinh, và nó cũng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
61
được dùng làm kế hoạch bài dạy trong chương trình thực nghiệm.
Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm mục đích kiểm nghiệm giả
thuyết của đề tài “Dựa trên những biện pháp bồi dưỡng TDST và TDPP cùng
với việc phân tích nội dung kiến thức chương „Động lực học chất điểm” có thể
lựa chọn, soạn thảo và sử dụng BTTN trong dạy học nhằm bồi dưỡng TDST
và TDPP cho người học".
Thực nghiệm sư phạm nhằm trả lời các câu hỏi sau:
- Các bài tập đưa ra có khả thi không?
- Các bài tập thực nghiệm có bồi dưỡng được TDST, TDPP cho HS không?
3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Đối tượng thực nghiệm gồm 16 HS lớp 10A2 năm học 2014-2015 trường
THPT Đông Thành, TX Quảng Yên, tỉnh Quảng Ninh. Thời gian thực nghiệm:
Từ 5/11/2014 đến 22/11/2014.
3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
Để đạt được mục đích đó, trong quá trình thực nghiệm sư phạm chúng
tôi đã thực hiện các nhiệm vụ sau:
+ Lên kế hoạch thực nghiệm sư phạm.
+ Khảo sát, điều tra cơ bản để chọn HS thực nghiệm, chuẩn bị các thông
tin và điều kiện cần thiết phục vụ cho công tác thực nghiệm sư pha ̣m.
+ Trao đổi với học sinh thực nghiệm về phương pháp và nội dung
thực nghiệm.
+ Triển khai dạy học 2 kế hoạch bài dạy theo tiến trình đã soạn thảo,
quan sát hoạt động học của HS lớp 10A2 qua việc giải BTXP
+ Xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm, đánh giá TDST và TDPP theo các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
62
tiêu chí, từ đó nhận xét, rút ra kết luận về tính khả thi và hiệu quả của đề tài.
3.4. Nội dung thực nghiệm sư phạm
3.4.1. Kế hoạch thực nghiệm
Nhiệm vụ của giáo viên
Thời gian 5/11/2014.
- Gặp mặt 16 HS lớp 10A2, phát phiếu trao đổi. - Hướng dẫn HS chia nhóm và hoạt động nhóm.
9/11/2014
15/11/2014
18/11/2014
22/11/2014
- Hướng dẫn HS giải BTXP của bài tập 3 tại lớp 10A2 - Yêu cầu HS làm bài kiểm tra với câu 1 đề số 1 - Giải thích đáp án câu 1 đề số 1 và thông báo biểu điểm với HS - Dạy thực nghiệm bài tập 3 với HS tại lớp 10 A2 - Quan sát các biểu hiện TDST và TDPP của HS thông qua việc tích vào phiếu đánh giá - Yêu cầu HS làm bài kiểm tra với câu 2 đề số 1 - Giải thích đáp án câu 2 đề số 1 và thông báo biểu điểm với HS - Hướng dẫn HS giải BTXP của bài tập 5 tại lớp 10A2 - Yêu cầu HS làm bài kiểm tra với câu 1 đề số 2 - Giải thích đáp án câu 1 đề số 2 và thông báo biểu điểm với HS - Dạy thực nghiệm bài tập 5 với HS tại lớp 10 A2 - Quan sát các biểu hiện TDST và TDPP của HS thông qua việc tích vào phiếu đánh giá - Yêu cầu HS làm bài kiểm tra với câu 2 đề số 2 - Giải thích đáp án câu 2 đề số 2 và thông báo biểu điểm với HS
Bài dạy thực nghiệm:
Bài 3: Vào những ngày trời nồm, nền nhà thường bị ẩm ướt, việc đi lại
trên sàn nhà gặp khó khăn vì sàn nhà trơn, dễ xảy ra trơn trượt, nguy hiểm đối
với những em nhỏ và người già. Em có những cách nào để khắc phục tình trạng
này? và đại lượng vật lí nào đặc trưng cho hiện tượng này. Hãy tiến hành thí
nghiệm đo đại lượng đó để kiểm tra giải pháp em đã đề xuất?
Bài 5: Bạn Mai treo một áo khoác vào điểm giữa của một đoạn dây được
căng ngang, thì thấy dây chùng xuống. Hãy trình bày phương án thí nghiệm
giúp Mai xác định lực căng của mỗi nửa sợi dây và giải thích cách làm.
Dự kiến thời gian dạy mỗi bài thực nghiệm: 60 phút
3.4.2. Công tác chuẩn bị
Trước khi tiến hành thực nghiệm sư phạm chúng tôi đã tiến hành công
việc chuẩn bị sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
63
- Kế hoạch bài dạy (xem chương 2), dụng cụ thí nghiệm.
- Gặp ban giám hiệu nhà trường trao đổi về mục đích thực nghiệm và xin
phép triển khai kế hoạch thực nghiệm.
- Gặp trực tiếp giáo viên dạy vật lý của lớp để trao đổi về mục đích,
nhiệm vụ và nội dung các giáo án thực nghiệm và xin phép mượn 16 học sinh
của lớp để thực hiện giảng dạy các giáo án đã chuẩn bị.
3.4.3. Cách thức tiến hành thực nghiệm
- Chia 16 học sinh thành 4 nhóm. Các học sinh trong nhóm sẽ làm việc
với nhau theo kĩ thuật khăn trải bàn trong suốt quá trình thực nghiệm. Mỗi bài
đều phát cho các nhóm các phiếu học tập.
- Tiến hành dạy 2 kế hoạch bài dạy trên lớp. Quan sát, ghi chép, thăm dò
ý kiến của HS sau mỗi giờ thực nghiệm.
- Sau mỗi giờ thực nghiệm, chúng tôi tiến hành phân tích sự xuất hiện
TDST và TDPP của HS theo các tiêu chí ở mục 1.6 trong chương 1
3.5. Kết quả thực nghiệm
3.5.1. Phân tích diễn biến thực nghiệm
Qua thực tế tổ chức và hướng dẫn các bài tập thực nghiệm, chúng tôi đã
theo dõi, ghi lại được như sau:
Đối với bài tập 3: Khi GV đưa ra BTTN cho HS suy nghĩ và tìm lời giải của bài toán thì nhóm
1 đưa ra luôn được phương án lau khô sàn nhà, nhóm 2 đưa ra được phương án
không nên đi chân đất, còn các nhóm (3,4) chưa đưa được thêm phương án nào.
GV yêu cầu HS của nhóm (1,2) giải thích phương án của nhóm thì các
em đã nêu được:
- Nhóm 1: Để khắc phục tình trạng trơn trượt khi đi trên nền gạch ướt
thì ta phải loại bỏ được lớp nước trên bề mặt sàn, là nguyên nhân làm cho sàn nhà trở nên trơn hơn khi sàn nhà khô.
- Nhóm 2: Bằng kinh nghiệm bản thân em nhận thấy rằng khi đi chân đất
trên sàn nhà vào trời nồm rất dễ ngã.
GV gợi ý rằng: Theo bảng 13.1 (SGK- VL10CB)[80] thì hệ số ma sát giữa cao
su với bê tông khô cỡ 0,7 còn hệ số ma sát giữa cao su với bê tông ướt cỡ 0,4. Như
vậy do có lớp nước mỏng trên sàn nhà đã làm giảm hệ số ma sát giữa chân và gạch
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
64
lát sàn, làm cho sàn nhà trơn hơn. Vì thế, để khắc phục tình trạng trơn trượt ta cần loại bỏ lớp nước mỏng trên sàn nhà để làm tăng hệ số ma sát giữa chân và sàn nhà.
Khi đó, các em đã đưa ra thêm được nhiều phương án hơn nữa. Nhóm 3
đưa thêm phương án là dùng thảm chống trơn còn nhóm 4 đưa thêm phương án
dùng dép có nhiều độ nhám và giải thích rằng: Đế dép có bề mặt nhiều khía sẽ
tạo nên các rãnh cho nước bị ép thoát ra được và cho phép dép tiếp xúc trực
tiếp với nền nhà. Tất cả các nhóm đều bố trí và tiến hành được thí nghiệm theo
các phương án đã đề ra.
GV yêu cầu HS thảo luận và nhận xét ưu điểm, nhược điểm phương án
của mỗi nhóm. HS thống nhất đưa ra được một phương án: dùng dép còn nhiều
độ nhám, để tiến hành thí nghiệm so sánh hệ số ma sát giữa dép mới và dép cũ
với cùng một sàn nhà.
HS tiếp tục thảo luận và đưa ra các phương án thí nghiệm đo hệ số ma
sát giữa dép và sàn nhà.
Đối với bài tập 5:
Khi GV đưa ra BTTN cho HS suy nghĩ và tìm lời giải của bài toán thì tất
cả các em đã nhanh chóng đưa ra phương án: Dùng lực kế để đo lực căng của
dây thép. GV đưa ra rất nhiều lực kế có giới hạn đo khác nhau cho HS thực
hiện phương án đã đề xuất thì mắc phải sai số. GV yêu cầu HS giải thích
nguyên nhân và tìm biện pháp khắc phục sai số của thí nghiệm.
Sau đó, GV gợi ý HS: Hãy áp dụng điều kiện cân bằng chất điểm, tìm
biểu thức tính lực căng của mỗi nửa sợi dây. HS tìm ra được biểu thức tính lực
căng của mỗi nửa sợi dây phụ thuộc vào góc giữa nửa sợi dây với phương
thẳng đứng và trọng lượng của áo. Lúc này, các nhóm thảo luận và đưa ra được
phương án xác định lực căng của mỗi nửa sợi dây, như sau:
- Nhóm 1,2: Lựa chọn dụng cụ gồm có: 1 cân, 1 thước đo góc và tiến
hành thí nghiệm. Nhưng gặp phải khó khăn: thước đo góc trong phòng thí
nghiệm không dùng để đo góc trong bài toán này được.
- Nhóm 3,4: Lựa chọn dụng cụ gồm có: 1 cân, 1 thước dây đo chiều dài
có độ chia chính xác đến mm và tiến hành thí nghiệm. Ban đầu các em dự
đoán: chiều dài mỗi nửa sợi dây bằng một nửa chiều dài sợi dây khi căng
ngang. Dự đoán này không đúng khi các em tiến hành đo chiều dài mỗi nửa sợi
dây và chiều dài dây khi căng ngang. Sau đó, các em thay vào biểu thức để tính
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
65
lực căng mỗi nửa sợi dây.
Một số hình ảnh học tập của học sinh trong hai buổi là m bà i tập thực nghiệm:
Qua 2 buổi thực nghiệm ở trên lớp chúng tôi thấy: các em rất hứng thú với
các bài tập thí nghiệm: đưa ra được các phương án thí nghiệm mới và đánh giá
được ưu, nhược điểm của mỗi phương án. Không khí lớp học trở lên sôi động hơn.
Qua đó có thể thấy rằng, nếu được tiến hành thường xuyên sẽ có tác dụng rất tốt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
66
trong việc nâng cao chất lượng kiến thức, học sinh tin yêu vào môn Vật lý.
3.5.2. Đánh giá việc sử dụng các bài tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng TDST và TDPP của HS
- Để đánh giá việc bồi dưỡng TDST và TDPP của HS qua các bài tập thực nghiệm chúng tôi tiến hành đếm số lần xuất hiện các biểu hiện của TDST và TDPP theo các tiêu chí ở mục 1.6 trong quá trình diễn ra buổi thực nghiệm. - Hình thức: GV sẽ tích vào ô có biểu hiện hay không có biểu hiện tương
ứng của mỗi HS.
Phiếu đánh giá các biểu hiện TDST và TDPP của HS trong khi dạy
thực nghiệm bài tập 3
Phiếu 3.1.a: Đánh giá TDST
Biểu hiện cụ thể
Có: x Không: v Xuất hiện TDST theo tiêu chí số
1
2
3
4
5
6
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
67
Phát hiện vấn đề cần giải quyết: Phải loại bỏ được lớp nước mỏng trên sàn nhà để làm tăng ma sát giữa chân và sàn nhà. Đại lượng vật lí có liên quan đến hiện tượng trơn trượt khi đi trên sàn nhà ẩm ướt là hệ số ma sát trượt. Đề xuất được giải pháp: Cần làm tăng hệ số ma sát giữa chân và sàn nhà Đề xuất được phương án: Khắc phục tình trạng trơn trượt khi đi trên sàn nhà ẩm ướt 1, Phương án 1: Lau khô sàn nhà 2, Phương án 2: Dùng thảm chống trơn 3, Phương án 3: Không đi chân đất 4, Phương án 4: Dùng dép mới còn nhiều độ nhám Tiến hành thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt trong các trường hợp Thực hiện thành công phương án thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt trong các trường hợp 1, Thực hiện được phương án 1 2, Thực hiện được phương án 2 3, Thực hiện được phương án 3 Có cải tiến phương án Vận dụng kiến thức sau khi học vào thực tiễn Đưa ra được lời khuyên để khắc phục tình trạng trơn trượt vào những ngày trời nồm hoặc đi trên những mặt sàn trơn
Phiếu số 3.1.b: Đánh giá TDPP
Biểu hiện cụ thể
Xuất hiện TDPP theo tiêu chí số
Có: x Không : v
1
2
Đưa ra câu hỏi để đi đến lời giải của bài toán: Tại sao khi đi trên nền gạch ướt thì dễ trơn trượt hơn khi đi trên nền gạch khô? Xác định được vấn đề và giải quyết vấn đề: - Đưa ra được vấn đề: Hệ số ma sát trượt giữa 2 bề mặt có giá trị khác nhau trong các trường hợp khác nhau. Do đó, để khắc phục được tình trạng trơn trượt khi đi trên các mặt sàn trơn cần làm tăng hệ số ma sát giữa chân và mặt sàn. - Đưa ra các giải pháp: 1, Phương án 1: Lau khô sàn nhà 2, Phương án 2: Dùng thảm chống trơn 3, Phương án 3: Không đi chân đất 4, Phương án 4: Dùng dép mới còn nhiều độ nhám 5, Phương án khác (nếu có)
3
Nhìn nhận lại quá trình thực hiện để tự đánh giá: Trong quá trình thực hiện phương án của nhóm, HS nêu ra các khó khăn gặp phải khi thực hiện và đưa ra được cách khắc phục khó khăn Đánh giá ưu điểm, nhược điểm của mỗi phương án *) Với phương án 1: - Cần ít dụng cụ nhất, ít thao tác TN. - Khó khăn trong việc kéo lực kế sao cho chiếc dép chuyển động thẳng đều. Nếu chuyển động của chiếc dép không là chuyển động thẳng đều thì kết quả của bài toán chưa chính xác.
4
*) Với phương án 2 - Thao tác TN đơn giản, dễ làm. Cần ít dụng cụ - Rất khó quan sát được góc nghiêng giới hạn
để vật bắt đầu trượt. Nếu xác định góc nghiêng giới hạn
sai dẫn đến hệ số ma sát không chính xác
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
68
*) Với phương án 3 - Cần nhiều dụng cụ, nhiều phép đo - Các phép đo có thể thực hiện dễ dàng, có độ chính xác cao
Phiếu đánh giá các biểu hiện TDST và TDPP của HS trong khi dạy
thực nghiệm bài tập 5
Biểu hiện cụ thể
Có: x Không: v
Xuất hiện TDST theo tiêu chí số 1
2
Phiếu số 3.2.a: Đánh giá TDST
Phát hiện vấn đề cần giải quyết: Làm thế nào xác định được lực căng của sợi dây Đề xuất được giải pháp: Phân tích các lực tác dụng lên điểm treo mắc áo thấy rằng lực căng của sợi dây có phụ thuộc vào trọng lượng của mắc áo và chiều dài sợi dây. Do đó, để xác định lực căng của sợi dây cần tìm biểu thức phụ thuộc lực căng của sợi dây với trọng lượng, chiều dài sợi dây. Đề xuất được phương án: 1, Phương án 1: Dùng lực kế 2, Phương án khác: Áp dụng điều kiện cân bằng chất điểm. HS đưa ra được
biểu thức:
=
với
3
4
5
6
Lực căng mỗi nửa sợi dây phụ thuộc trọng lượng áo, chiều dài sợi dây theo biểu thức trên.. Từ đó, HS có thể lựa chọn dụng cụ và tiến hành TN đo lực căng của sợi dây như sau Phương án 2: Dụng cụ: 1 Cân đo khối lượng, 1 thước đo độ Tiến hành TN: - Dùng cân để đo khối lượng của áo và mắc áo, suy ra được trọng lượng P - Dùng thước đo độ đo giá trị góc -Thay các giá trị đo được vào biểu thức , tìm được giá trị T1, T2. Phương án 3: Dụng cụ: 1 Cân đo khối lượng, 1 thước dây có độ chia chính xác đến mm Tiến hành TN: - Dùng cân để đo khối lượng của áo và mắc áo, suy ra được trọng lượng P - Dùng thước dây có độ chia chính xác đến mm để đo chiều dài sợi dây căng ngang khi chưa mắc áo - Dùng thước đo chiều dài mỗi nửa sợi dây khi mắc áo Thực hiện thành công phương án đã đưa ra 1, Thực hiện được phương án 1 2, Thực hiện được phương án 2 3, Thực hiện được phương án 3 Có cải tiến phương án Có vận dụng kiến thức sau khi học vào thực tiễn Rút ra được kinh nghiệm trong việc căng dây phơi quần áo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
69
Phiếu số 3.2.b: Đánh giá TDPP
Biểu hiện cụ thể
Có: x Không: v
Xuất hiện TDPP theo tiêu chí số
1
2
3
4
là khó khăn
Đưa ra câu hỏi để đi đến lời giải của bài toán: Tại sao khi mắc dây để phơi quần áo (hai điểm mắc dây cùng độ cao) thì khi mắc dây căng, dây lại chịu lực kéo lớn hơn khi mắc chùng? Xác định được vấn đề và giải quyết vấn đề: Tìm biểu thức liên hệ giữa lực căng của sợi dây với các đại lượng có thể đo được trực tiếp. Nhìn nhận lại quá trình thực hiện để tự đánh giá: Trong quá trình thực hiện phương án của nhóm, HS nêu ra các khó khăn gặp phải khi thực hiện và đưa ra được cách khắc phục khó khăn Đánh giá ưu điểm, nhược điểm của mỗi phương án - Với phương án 1: , rồi thay vào biểu Nếu dùng thước đo độ để đo góc thức để tìm ra giá trị T1, T2 thì không khả thi, vì trong trường hợp này việc đo góc - Với phương án 2: Dùng thước dây để đo chiều dài các đoạn dây cho kết quả chính xác và dễ thực hiện. Do đó, phương án 2 khả thi hơn phương án 1
Trên đây là các những ghi chép được của chúng tôi về quá trình thực
nghiệm. Dựa theo các tiêu chí TDST và TDPP đã đưa ra ở trên của HS, chúng
tôi đã tiến hành đánh giá như sau: Coi mỗi tiêu chí trong bảng là 100%, xem
trong từng bài với tiêu chí đó thì có bao nhiêu nhóm thực hiện được theo mức
độ I (không đạt), bao nhiêu nhóm thực hiện theo mức độ II (trung bình), bao
nhiêu nhóm thực hiện theo mức độ III (đạt) rồi tính theo phần trăm, sao cho
tổng cả 3 mức độ (I, II, III) với mỗi tiêu chí là 100%. Ví dụ: Đánh giá tiêu chí
đưa ra giải pháp lựa chọn dụng cụ để xác định lực căng mỗi nửa sợi dây ở bài
tập 5, tất cả các nhóm đều lựa chọn lực kế, như vậy mức độ II là 100%, mức độ
I và III là 0%. Làm tương tự với các tiêu chí khác và với các bài đã tiến hành
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
70
thực nghiệm. Thống kê kết quả ta được các bảng sau:
* Bảng kết quả đánh giá mức độ biểu hiện TDST và TDPP của học
sinh khi sử dụng bài tập thí nghiệm:
Tổ ng các tiêu chí TDST hoặc TDPP > 18
Quy ước chuyển từ biểu hiện TDPP và TDST sang thang điểm 15 ÷ 16 8 11 ÷ 12 6 17 ÷ 18 9 13 ÷ 14 7 9 ÷ 10 5 3 ÷ 4 2 7 ÷ 8 4 5 ÷ 6 3 Điể m 10 1 ÷ 2 1
Bảng 3.1.a và 3.2.a. Đánh giá các biểu hiện TDST của HS
Xuất hiện TDST theo tiêu chí
Bài 3 Bài 5
Phát hiện vấn đề cần giải quyết
Đề xuất được các giải pháp
Đề xuất được phương án
Thực hiện được phương án
Có cải tiến phương án
Có vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn
Mức độ Không đạt Trung bình Đạt Không đạt Trung bình Đạt Không đạt Trung bình Đạt Không đạt Trung bình Đạt Không đạt Trung bình Đạt Không đạt Trung bình Đạt
0 75 25 0 75 25 0 75 25 0 75 25 0 75 25 0 75 25
0 50 50 0 25 75 0 50 50 0 50 50 0 50 50 0 50 50
Bảng 3.1.b và 3.2.b. Đánh giá các biểu hiện TDPP của HS
Xuất hiện TDPP theo tiêu chí
Đưa ra câu hỏi để đi đến lời giải
Xác định được lời giải và đánh giá lời giải
Đánh giá ưu và nhược điểm của mỗi phương án
Đánh giá hoàn chỉnh giải pháp
Mức độ Không đạt Trung bình Đạt Không đạt Trung bình Đạt Không đạt Trung bình Đạt Không đạt Trung bình Đạt
Bài 3 0 100 0 0 100 0 0 75 25 75 25 0
Bài 5 0 75 25 0 75 25 0 50 50 25 50 25
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
71
Nhìn vào các bảng thống kê ta thấy, việc rèn luyện TDST và TDPP cho
học sinh qua các bài tập thí nghiệm là có tác dụng rõ rệt. Số học sinh ở mực độ
không đạt và trung bình giảm dần, ở mức độ đạt tăng dần. Nếu có điều kiện làm
thêm một số bài nữa và tiến hành với nhiều nhóm hơn nữa thì kết quả sẽ chính
xác hơn rất nhiều. Như vậy, bài tập thí nghiệm có tác dụng rất lớn trong việc
bồi dưỡng TDST và TDPP cho học sinh.
3.5.3. Đánh giá hoạt động học của HS qua các bài kiểm tra
- Để đánh giá hoạt động học của HS qua việc giải BTTN chúng tôi tiến
hành kiểm tra 16 HS thực nghiệm bằng hai bài kiểm tra
- Hình thức kiểm tra: Kiểm tra viết chung cho 16 HS
- Đề kiểm tra và mục đích của các bài kiểm tra:
Đề 1
Câu 1: Kiểm tra trước khi dạy thực nghiệm bài 3
Trình bày các phương án thí nghiệm xác định được hệ số ma sát trượt
giữa hai vật bất kì?
Câu 2: Kiểm tra sau khi dạy thực nghiệm bài 3
Hãy lựa chọn các dụng cụ cần thiết và tiến hành thí nghiệm để xác định
hệ số ma sát trượt giữa gỗ với gỗ?
Mục đích của bài kiểm tra:
Câu 1: Kiểm tra biểu hiện TDST của HS: Đưa ra được cơ sở lí thuyết
của các phương án xác định hệ số ma sát trượt giữa hai vật bất kì, và biểu hiện
TDPP: Nêu được ưu, nhược điểm của mỗi phương án
Câu 2: Kiểm tra biểu hiện TDST: Vận dụng được cách giải bài tập 3 để
giải một BTTN tương tự, HS biết lựa chọn dụng cụ, đề xuất phương án, thiết kế
tiến trình thí nghiệm với các dụng cụ đã lựa chọn và biểu hiện TDPP: Nêu được
ưu, nhược điểm của mỗi phương án
Dưới đây trình bày đáp án và thang điểm các câu hỏi của đề số 1. HS đề
xuất được càng nhiều phương án, lựa chọn dụng cụ thí nghiệm càng đơn giản,
trình bày tiến trình thí nghiệm với các dụng cụ đã lựa chọn rõ ràng, phân tích
được ưu nhược điểm của mỗi phương án thì đạt điểm số cao, qua đó thể hiện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
72
tốt TDST và TDPP.
Đá p án và thang điểm đề số 1
Điể m Đáp án hướ ng dẫn chấ m
Câu 1
Phương án thí nghiệm đo hệ số ma sát giữa hai vật *) Phương án 1 Cho một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng, với góc nghiêng so với mặt nằm ngang. Khi nhỏ, vật nằm yên trên mặt phẳng nghiêng, không chuyển động. Tăng dần độ vật chuyển động trượt xuống với gia tốc nghiêng, a. Độ lớn của a chỉ phụ thuộc góc nghiêng và hệ số ma sát trượt :
Với:
ta xác định được hệ số ma sát trượt
2 đ 1 đ 1 đ
Bằng cách đo a và **) Phương án 2 Đặt vật trên mặt phẳng nằm ngang. Nghiêng dần mặt phẳng đến khi vật bắt đầu trượt đều, xác định góc nghiêng α của mặt phẳng nghiêng. Khi đó hệ số ma sát trượt được tính bởi: ***) Phương án 3 - Kéo vật bằng một lực theo phương ngang thông qua lực kế (có số chỉ là F) để vật chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng ngang - Khi đó hệ số ma sát trượt cần tìm được xác định bởi
công thức:
1 đ
1 đ
2
*) Phương án 1 - Dụng cụ thí nghiệm: Tấm ván phẳng Khối gỗ hình chữ nhật Thước đo góc Thước thẳng có độ chia chính xác đến mm
- Tiến trình thí nghiệm
Đặt vật nằm trên mặt ván với góc nghiêng . Tăng
dần độ nghiêng, vật chuyển động trượt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
73
xuống với gia tốc a. Độ lớn của a chỉ phụ thuộc góc nghiêng và hệ số ma sát trượt :
Với:
1 đ
ta xác định được hệ số ma sát
Bằng cách đo a và trượt
1 đ
Gia tốc a xác định theo công thức , trong đó
quãng đường đi được s đo bằng thước mm, thời gian t đo bằng đồng hồ bấm giây, góc nghiêng đo bằng thước đo góc.
1 đ
**) Phương án 2 - Dụng cụ thí nghiệm
1 đ
Tấm ván gỗ phẳng Khối gỗ hình chữ nhật
- Tiến trình thí nghiệm
Đặt vật trên tấm ván gỗ phẳng nằm ngang. Nghiêng dần ván đến khi khối gỗ bắt đầu trượt đều, xác định góc nghiêng α của tấm ván so với mặt phẳng ngang. Khi đó hệ số ma sát trượt được tính bởi:
Giá trị , dùng thước đo độ cao h, hình chiếu c
***) Phương án 3 - Dụng cụ thí nghiệm Tấm ván phẳng Khối gỗ chữ nhật Lực kế có giới hạn đo 5N
- Tiến trình thí nghiệm
Kéo vật bằng một lực theo phương ngang thông qua lực kế (có số chỉ là F) để vật chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng ngang
Khi đó hệ số ma sát trượt cần tìm được xác định
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
74
bởi công thức:
Đề 2
Câu 1: Kiểm tra trước khi dạy thực nghiệm bài 5
Một đèn tín hiệu giao thông được treo ở một ngã tư nhờ một dây cáp có
trọng lượng không đáng kể. Hai đầu dây cáp được giữ bằng hai cột đèn AB và A'B', cách nhau 8m.
Đèn nặng 60N, được treo vào điểm giữa O của dây
cáp, làm dây võng xuống 0,5m tại điểm giữa. Tính
lực kéo của mỗi nửa dây. Theo em bài toán trên có
thể gặp ở những thiết bị nào trong đời sống?
Câu 2: Kiểm tra sau khi dạy thực nghiệm bài 5
Vật m có trọng lượng P đặt trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng .
Hãy lựa chọn dụng cụ và tiến hành thí nghiệm xác định thành phần P1 có xu
hướng kéo vật trượt theo mặt phẳng nghiêng và thành phần P2 các tác dụng nén
vật xuống theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng.
Mục đích của bài kiểm tra:
Câu 1: Kiểm tra biểu hiện TDST của HS: Bằng việc vận dụng phép phân
tích, tổng hợp lực và điều kiện cân bằng chất điểm đưa ra được các cách giải khác
nhau để tính lực căng mỗi nửa sợi dây, liên hệ bài toán với thực tế: Ngoài việc treo
đèn giao thông như bài toán trên còn gặp các thiết bị khác như: phơi quần áo trên
dây, mắc đèn trang trí, cáp treo,... đồng thời kiểm tra biểu hiện TDPP của HS:
Trong các cách giải bài toán trên thì cách giải nào đơn giản, dễ hiểu hơn
Câu 2: Kiểm tra biểu hiện TDST: Vận dụng được cách giải BTTN để
giải một BTTN khác, HS biết lựa chọn dụng cụ, đề xuất phương án, thiết kế
tiến trình thí nghiệm với các dụng cụ đã lựa chọn và biểu hiện TDPP: Nêu được
ưu, nhược điểm của mỗi phương án
Dưới đây trình bày đáp án và thang điểm các câu hỏi của đề số 2. HS đề
xuất được càng nhiều phương án, lựa chọn dụng cụ thí nghiệm càng đơn giản,
trình bày tiến trình thí nghiệm với các dụng cụ đã lựa chọn rõ ràng, phân tích
được ưu nhược điểm của mỗi phương án thì đạt điểm số cao, qua đó thể hiện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
75
tốt TDST và TDPP.
Đá p án và thang điểm đề số 2
Câu Điểm Đá p á n hướ ng dẫn chấ m
1 1đ
Các lực tác dụng vào điểm O: Trọng lực , lực căng
của mỗi nửa sợi dây
1đ
ĐKCB của điểm O: + = 0
Do tính chất đối xứng: 1đ
Với: , P = 60N. 1đ
1đ Thay số, ta có:
h
l
c
1đ 2
Ta có:
; 2đ
2đ
Trong đó: P là trọng lượng của vật - Dùng lực kế đo khối lượng vật - Dùng thước đo chiều dài các cạnh h, l, c - Thay các giá trị P,h, l, c vào biểu thức (1),(2) tìm được P1,P2
Dựa vào đáp án và biểu điểm của từng câu chúng tôi tiến hành chấm các
bài làm của HS và tiến hành đánh giá như sau:
Câu 1 (Đề 1): Có 9/16 HS xác định được 1 phương án xác định hệ số ma sát trượt giữa hai vật bất kì, 4/16 HS xác định được 2 phương án xác định hệ số ma sát trượt giữa hai vật bất kì, 3/16 HS xác định được 3 phương án xác định hệ số ma sát trượt giữa hai vật bất kì.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
76
Câu 2 (Đề 1): Có 10/16 HS đưa ra được 2 phương án xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ , 4/16 HS chỉ đưa ra được 1 phương án xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ, 2/16 HS đưa ra được 3 phương án xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ
Câu 1 (Đề 2): Có 8/16 HS giải được bài toán , 6/16 HS giải được bài toán
theo 2 cách, 2/16 HS không giải được bài toán
Câu 2 (Đề 2): Có 14/16 HS chọn được dụng cụ và đưa ra được phương
án thí nghiệm, 2/16 HS chỉ chọn được dụng cụ mà không đưa ra được phương
án thí nghiệm dựa trên các dụng cụ đã cho.
Như vậy, khả năng vận dụng kiến thức của HS sau khi được giải các bài
tập thí nghiệm là rõ rệt. Điều này nói lên rằng: Bài tập thí nghiệm không những
chỉ có tác dụng bồi dưỡng năng lực thí nghiệm cho HS mà còn có tác dụng bồi
dưỡng tư duy sáng tạo và tư duy phê phán cho HS.
Kết luận chương 3
Sau đợt thực nghiệm sư phạm, qua tổ chức, theo dõi và phân tích diễn biến của các giờ da ̣y thực nghiệm kết hơ ̣p trao đổi vớ i giáo viên và học sinh sau các giờ da ̣y chúng tôi có những nhâ ̣n xét sau đây:
Với những bài tập thực nghiệm trên lớp, các em rất nhiệt tình trong việc
quan sát các hiện tượng, đưa ra nhiều phương án thí nghiệm mới, vận dụng
kiến thức sau khi học vào thực tiễn qua đó bồi dưỡng tư duy sáng tạo, đồng
thời các em đã biết đánh giá được ưu nhược điểm của từng phương án đã đề
xuất, qua đó bồi dưỡng tư duy phê phán cho các em. Từ đó khả năng tiến hành
thí nghiệm của các em cũng tăng lên rõ rệt.
Như vậy, có thể sử dụng bài tập thí nghiệm để bồi dưỡng TDST và
TDPP cho người học.
Các bài tập thí nghiệm đã soạn thảo, lựa chọn và sử dụng nhằm bồi dưỡng
TDST và TDPP của người học, chúng tôi nhận thấy vẫn còn một số hạn chế sau:
- Đối tượng thực nghiệm nằm trong phạm vi hẹp, cần thực hiện cho cả
khối tham gia để kết quả thực nghiệm mang tính khái quát hơn.
- Thời gian tiến hành thực nghiệm hạn chế nên không thể tiến hành thực
nghiệm với tất cả các bài tập thực nghiệm đã soạn thảo. Các bài tập đưa ra chủ yếu
với mục đích ôn tập củng cố. Nếu tiến hành thực nghiệm với các bài tập gắn với bài
học thì sẽ làm cho học sinh càng hứng thú và yêu thích môn vật lý hơn nữa.
- Công việc giảng dạy của giáo viên còn một số hạn chế do kinh nghiệm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
77
và thời gian chuẩn bị không nhiều
KẾT LUẬN
1. Kết luận
Từ kết quả thu được của luận văn, đối chiếu với nhiệm vụ đặt ra, chúng
tôi đã giải quyết được những vấn đề về lí luận và thực tiễn như sau:
- Làm rõ cơ sở lí luận và thực tiễn của việc soạn thảo, lựa chọn và sử
dụng bài tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng TDPP và TDST cho HS trong dạy học
vật lý ở trường THPT.
- Soạn thảo được 9 bài tập thí nghiệm phần Động lực học chất điểm - Vật
lí 10 và dự kiến sử dụng chúng trong quá trình dạy học.
- Tiến hành thực nghiệm với 2 bài tập thí nghiệm trên lớp và cho thấy
kết quả là có thể sử dụng những bài tập này để bồi dưỡng TDST và TDPP
cho học sinh.
- Bổ xung vào nguồn tài liệu tham khảo cho GV phổ thông và học viên
cao học có cùng chuyên ngành.
Với kết quả như trên, đề tài đã đạt được mục đích đề ra và khẳng định
được giả thuyết khoa học ban đầu.
2. Hướng phát triển của đề tài
Mở rộng một số đối tượng thực nghiệm, ở những nơi khác nhau, qua đó
có những điều chỉnh nhận định chính xác hơn, bổ xung và điều chỉnh để đề tài
hoàn thiện hơn.
Mở rộng việc soạn thảo và sử dụng bài tập thí nghiệm theo hướng đã
nghiên cứu ở các phần khác trong chương trình vật lí THPT đặc biệt là những
phần có liên quan đến ứng dụng kĩ thuật, góp phần nâng cao chất lượng dạy và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
78
học vật lí ở trường phổ thông.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Phan Thế Bình (2010), "Rèn luyện tư duy phê phán và tư duy sáng tạo
cho HS trung học phổ thông trong dạy học chương điện li Hoá học 11 -
nâng cao", Tạp chí GD, số 240, tháng 6 năm 2010
2. Tô Văn Bình (2010), Phát triển tư duy và năng lực sáng tạo trong dạy học
vật lý, Giáo trình đào tạo thạc sĩ, ĐHSP-ĐH Thái Nguyên
3. Bộ GD&ĐT. Chiến lược phát triển giáo dục từ năm 2011 đến năm 2020.
4. Nguyễn Thượng Chung (2002), Bài tập thí nghiệm vật lí THCS, Nxb
Giáo dục.
5. Phạm Đình Cương (2003), Thí nghiệm vật lí ở trường THPT, Nxb Giáo dục.
6. Đồng Thị Diện (2004), Xây dựng và sử dụng một số thí nghiệm đơn giản
nhằm khắc phục quan niệm sai lầm và nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến
thức cơ học lớp 6 cho học sinh THCS, Luận án tiến sĩ, Đại học Vinh.
7. Nguyễn Tiến Dũng, Sử dụng BTTN trong dạy học Vật lí, tạp chí Khoa học
ĐHSP TP.HCM, số 10 năm 2007Phan Dũng (2005), Thế giới bên trong
con người sáng tạo, Nxb Đại học Quốc gia TPHCM
8. Phan Dũng (2005), Phương pháp luận sáng tạo, Nxb Đại học Quốc gia TPHCM
9. Lê Văn Đình. Xây dựng một số bài tập thực nghiệm phần quang hình -
Vật lý 11. Luận văn thạc sỹ giáo dục học, ĐHSP Hà Nội 2002.
10. Cao Cự Giác (2007), Phát triển tư duy và hình thành kiến thức kĩ năng
thực hành hóa học cho HS THPT qua các bài tập hóa học thực nghiệm,
Luận án Tiến sĩ Giáo dục học.
11. Nguyễn Thanh Hải, 500 bài tập Vật lí 10, Nxb Giáo dục
12. Nguyễn Thanh Hải (2010), Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài
tập định tính trong dạy học cơ học vật lý 10 trung học phổ thông. Luận án
tiến sỹ Giáo dục học, Huế.
13. Nguyễn Văn Hoà (2002), Bồi dưỡng cho HS phương pháp thực nghiệm
nhằm nâng cao chất lượng học tập và góp phần phát triển năng lực sáng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
79
tạo trong dạy học vật lí trung học cơ sở, Luận án Tiến sĩ Giáo dục học năm.
14. Nguyễn Thanh Hưng (2010), "Rèn luyện tư duy sáng tạo cho HS trong
dạy học toán ở trường phổ thông", Tạp chí GD, số 205.
15. Nguyễn Văn Khải, Tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học vật lý,
Giáo trình đào tạo thạc sĩ, ĐHSP-ĐH Thái Nguyên.
16. Nguyễn Thế Khôi. Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lý phần cơ
học. Luận án PTS, ĐHSP Hà Nội 1996.
17. Nguyễn Bá Kim (2002), Phương pháp dạy học môn Toán- Lí, NXB Đại
học sư phạm Hà Nội.
18. Nguyễn Quang Linh (2011), "Khai thác BTTN nhằm phát triển TDPP và
TDST của HS". Tạp chí thiết bị giáo dục, số 70.
19. Phan Thị Luyến (2007), "Mối quan hệ giữa việc rèn luyện tư duy phê
phán và tư duy sáng tạo cho HS trung học phổ thông trong dạy học toán",
tạp chí KHGD, số 26.
20. Phan Thị Luyến (2009), "Biện pháp rèn luyện tư duy phê phán cho HS
trung học phổ thông qua dạy học chủ đề phương trình bất phương trình",
Tạp chí GD, số 209.
21. M.E.Tultrinxki (1979), Những bài tập định tính về vật lí cấp 3, tập 1,2
Nxb Giáo dục
22. Vũ Thị Minh (2010), "Đánh giá năng lực tư duy sáng tạo của HS sau khi
học bài tập sáng tạo trong dạy học vật lý", Tạp chí TBGD, số 61.
23. Vũ Thị Minh (2010), Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập
sáng tạo trong dạy học phần cơ học 10 - trong học phổ thông, Luận án
tiến sĩ Giáo dục học.
24. Phạm Thị Phú (1999), Bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh
nhằm nâng cao hiệu quả dạy học cơ học lớp 10 THPT, Luận án tiến sĩ
ĐH Vinh.
25. SBT Vật lí 10 NC- NXB Giáo dục tại Hà Nội năm 2014.
26. SBT Vật lí 10- NXB Giáo dục tại Hà Nội năm 2014.
27. Hoàng Thị Tâm. Phát triển năng lực giải bài tập vật lý chương Động lực
học chất điểm cho HS khối 10 (cơ bản) trường THPT Ngô Thì Nhậm - Hà
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
80
Nội. ĐHSP Hà Nội 2010.
28. Nguyễn Đức Thâm, Lê Nguyên Long (1966), Phương pháp dạy học vật lí,
Nxb Giáo dục Hà Nội.
29. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002). Phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông. Nxb ĐHSP Hà Nội 30. Ngô Thị Bích Thảo (2002), Rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học phần cơ học lớp 8 THCS, Luận án tiến sĩ, Viện KHGD.
31. Phạm Hữu Tòng (1989), Phương pháp dạy bài tập Vật lí, Nxb Giáo dục. 32. Phạm Hữu Tòng (2001), Chiến lược dạy học giải quyết vấn đề: Tổ chức. Định hướng hành đông tìm tòi, sáng tạo giải quyết vấn đề và tư duy khoa
học của học sinh. Nxb ĐHSP Hà Nội.
33. Phạm Hữu Tòng (2004), Dạy học Vật lí ở trường phổ thông theo định
hướng phát triển hoạt động tích cực, chủ động, sáng tạo và tư duy khoa
học, NXB ĐHSP Hà Nội.
34. Đỗ Hương Trà (Chủ biên), Phạm Gia Phách (2009). Dạy học bài tập Vật
lý ở trường phổ thông. NXB ĐHSP Hà Nội.
35. Nguyễn Thị Hồng Việt (1993), Dạy học một số kiến thức lớp 10 PTTH
theo chu trình nhận thức khoa học vật lí.
Tài liệu nước ngoài 36. Chance, P (1986), Thinking in the classroom, A survey of program.
Newyork Teachers college, Columbia University.
37. Michael Scriven & Richard Paul. Critical thinking as defined by the National Council for Excellence in Critical thinking. The 8th Annual International Conference on Critical thinking and Education Reform,
Summer 1987.
Một số Website:
38. http://tusach.thuvienkhoahoc.com/wiki/T%c6%b0_duy_l%c3%a0_g%c3%ac 39. http://thuvienvatly.com
40. http://utc.edu.com/walker-center-teaching-learning/teaching-resources/ct-
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
http://www.lrc.tnu.edu.vn
81
ps.php
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: PHIẾU ĐIỀU TRA GIÁO VIÊN VẬT LÍ VỀ VIỆC SỬ DỤNG BTTN TRONG DẠY HỌC (Phiếu này dùng vào mục đích nghiên cứu khoa học. Không sử dụng để đánh giá GV)
Họ và tên:....................................................................................................
Địa chỉ công tác:..........................................................................................
Để có cơ sở thực tiễn của việc bồi dưỡng TDPP và TDST trong dạy học
BTTN Vật lí ở trường phổ thông trên địa bàn thị xã Quảng Yên và Uông bí.
Xin đồng chí cho biết ý kiến về những vấn đề sau:
1. Đồng chí chọn một phương án mà mình thường làm
a) Đồng chí chỉ dạy cho HS những BTTN có trong SGK và SBT
b) Đồng chí có đưa thêm 1 đến 2 BTTN vào dạy học ngoài những bài tập
có trong SGK và SBT
c) Đồng chí thường xuyên đưa các BTTN vào trong dạy học
2. Theo đồng chí bài tập thí nghiệm là
a) Bài tập khó, càng khó càng sáng tạo, chỉ có những học sinh giỏi và
sáng tạo mới làm được
b) Bài tập có suy luận lôgic phức tạp, đòi hỏi học sinh phải có kiến thức
toán học khá, giỏi.
c) Bài tập không trực tiếp chỉ dẫn angorit giải, không thể chỉ giải được
bằng suy luận lôgic bình thường
d) Là bài tập được xây dựng nhằm mục đích rèn luyện bồi dưỡng năng
lực tư duy sáng tạo cho học sinh. Là loại bài tập không có thông tin đầy đủ liên
quan đến hiện tượng, quá trình vật lí, những đại lượng ẩn dấu, điều kiện bài tập
không chứa đựng những chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angorit giải hay kiến
thức vật lí cần sử dụng.
e) Ý kiến khác
3. Việc sử dụng thí nghiệm trong các bài giảng của đồng chí:
a)Thường xuyên
b) Đôi khi
c) Không sử dụng
4. Đồng chí đã từng biên soạn hoặc phát triển bài tập SGK hoặc SBT
thành những bài tập thí nghiệm (BTTN) để dạy cho học sinh hay không?
a) Chưa bao giờ b) Không cần thiết, vì chỉ cần chọn một số bài tập khó trong sách tham
khảo là được.
c) Đã từng làm, nhưng rất khó và số lượng rất ít không đủ sử dụng.
d) Có tìm được một số BTTN nhưng sử dụng chúng trong dạy học rất mất
thời gian, không thể dạy loại bài tập loại này chỉ trong vòng 45 phút ở lớp được.
e) Ý kiến khác. 5. Để giúp HS đề xuất được phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán vấn
đề mới cần nghiên cứu hoặc giải quyết một bài tập. Đồng chí thường làm gì?
a) Yêu cầu HS đọc SGK rồi nhắc lại phương án TN hoặc GV đưa ngay
ra phương án TN, yêu cầu HS nhắc lại.
b) Chia HS thành nhiều nhóm và yêu cầu HS thảo luận theo nhóm sau
đó đưa ra phương án TN hợp lí nhất
c) Chia HS thành nhiều nhóm và yêu cầu HS thảo luận theo nhóm, dưới
sự gợi ý của GV, các nhóm phân tích, đánh giá và chọn lựa trong nhiều phương
án đưa ra một phương án hợp lí nhất.
d) Cách làm khác. 6. Đồng chí có sử dụng BTTN vào dạy học hay không: a) Không, vì sử dụng BTTN vừa phức tạp vừa mất thời gian
b) Không, vì thiết bị ở trường vừa hạn chế cả về số lượng lẫn chất lượng. c) Không, vì số lượng BTTN trong các tài liệu tham khảo rất ít. d) Chỉ sử dung khi bồi dưỡng HS giỏi 7. Sử dụng BTTN mang lại lợi ích nào sau đây: a) Làm tăng tích tích cực, tự lực giải quyết vấn đề của học sinh
b) Rèn luyện khả năng đề xuất phương án giải bài tập hoặc phương án
thí nghiệm để kiểm tra dự đoán
c) Rèn luyện khả năng giải quyết vấn đề (giải bài tập hoặc làm thí nghiệm) d) Rèn luyện khả năng phân tích, tổng hợp, đánh giá và lựa chọn phương
án giải quyết vấn đề tối ưu.
e) Tất cả các phương án trên
8. Để giúp HS có thể làm TN để kiểm tra dự đoán. Đồng chí làm theo
cách nào sau đây?
a) Yêu cầu HS làm TN theo SGK hoặc theo phương án TN mà GV
đưa ra.
b) Yêu cầu HS làm TN theo phương án mà nhóm mình đã lựa chọn
c) Yêu cầu HS làm rõ mục đích và cách tiến hành TN, sau đó mới thực
hiện theo các bước đã lựa chọn.
d) Cách làm khác.
9. Ngoài những tiết thực hành theo quy định của Bộ Giáo dục và
Đào tạo. Đồng chí có sử dụng BTTN phần Động lực học chất điểm vào
dạy học không?
a) Thường xuyên
b) Thỉnh thoảng
c) Ít khi
d) Không bao giờ
Phụ lục 2: PHIẾU ĐIỀU TRA HỌC SINH
Họ và tên:……………………………………………………………...
Lớp:……………..Trường:……………………………………………
Các em tích dấu vào các mức độ trong mỗi câu hỏi theo bảng dưới:
Các mức độ Các hoạt động học BTTN và thực hành thí Thường Thỉnh Chưa nghiệm của HS xuyên thoảng bao giờ
Giáo viên vật lý của em có thường xuyên sử dụng bài thực hành trong SGK làm BTTN không? Trong giờ học BTTN, em có nhận xét, bình luận phân tích ưu, nhược điểm của các phương án giải quyết vấn đề và sản phẩm của các nhóm khác không? Trong các giờ Vật lí, giáo viên có thường sử dụng các thí nghiệm và tạo cơ hội cho các em làm thí nghiệm trong các tiết học không Các em có thường xuyên được học các BTTN phần Động lực học chất điểm hay không? Trong các giờ học BTTN Vật lí, các em có được tự tay làm thí nghiệm hoặc tự tay chế tạo dụng cụ thí nghiệm cùng với nhau tạo nên sản phẩm có giá trị không? Trong giờ học BTTN, em có tham gia vào thảo luận nhóm đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán hoặc cách giải một bài tập không? Để chuẩn bị cho tiết học có BTTN, GV có thông báo trước các vấn đề sẽ nghiên cứu không? Trong khi học BTTN, em có được tự dự đoán suy ra các hệ quả có thể kiểm tra bằng thí nghiệm không?
Phụ lục 3: Phiếu học tập số 1
Vào những ngày trời nồm, nền nhà thường bị ẩm ướt, việc đi lại trên sàn
nhà gặp khó khăn vì sàn nhà trơn, dễ xảy ra trơn trượt, nguy hiểm đối với
những em nhỏ và người già. Em có những cách nào để khắc phục tình trạng
này? và đại lượng vật lí nào đặc trưng cho hiện tượng này. Hãy tiến hành thí
nghiệm đo đại lượng đó để kiểm tra giải pháp em đã đề xuất?
Phụ lục 4: Phiếu học tập số 2
Bạn Mai treo một áo khoác vào điểm giữa của một đoạn dây được căng
ngang, thì thấy dây chùng xuống. Hãy trình bày phương án thí nghiệm giúp
Mai xác định lực căng của mỗi nửa sợi dây và giải thích cách làm.
Phụ lục 5: Các bài tập tự giải
Bài 1 (Bài 5, Tr. 130, Dạy học VL ở trường PT)
Một cốc nước được đặt cân bằng trên một cái cân. Cân bằng của cân có
bị phá vỡ không nếu người ta nhấn một chiếc bút chì vào nước và giữ bút chì
bằng tay mà không chạm vào cốc. Hãy kiểm tra lại câu trả lời bằng thí nghiệm
(nước không tràn ra khỏi cốc).
Bài 2: Đặt một chiếc tẩy trên mặt bàn nằm ngang. Bạn Duy dùng tay búng
chiếc tẩy (theo phương ngang) rơi xuống đất. Hãy trình bày và giải thích một
phương án thí nghiệm để xác định vận tốc của chiếc tẩy khi ra khỏi mặt bàn.
Bài 3. (Bài 2, SGK Tr 102, VL 10NC)
Hãy làm thí nghiệm đơn giản về lực hướng tâm: Buộc dây vào quai một cái xô nhỏ đựng nước rồi cầm một đầu dây quay xô trong mặt phẳng thẳng đứng. Nếu quay đủ nhanh thì ở vị trí xô lộn ngược, nước vẫn không rớt khỏi
xô. Hãy giải thích hiện tượng.
Bài 4: Bố Hương dùng xe máy để chở 3 bao gạo từ cửa hàng về nhà.
Bác ấy định chở cùng một lúc 3 bao nhưng không biết bộ phận giảm xóc của
xe máy có thể "chịu" được trọng lượng của những bao gạo đó không. Hãy
giúp Bố Hương tính độ cứng của lò xo ở bộ phận giảm xóc xe máy mà chỉ dùng thước đo chiều dài.