Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Bồi dưỡng năng lực vật lý học sinh THPT thông qua việc xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo

Chia sẻ: Caphesua | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

71
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài nhằm làm rõ cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng BTST. Xác định được quy trình xây dựng và vận dụng để xây dựng được hệ thống BTST sử dụng trong DH chương "Động lực học chất điểm" VL 10.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Bồi dưỡng năng lực vật lý học sinh THPT thông qua việc xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Viết đầy đủ 1 BT Bài tập 2 BTST Bài tập sáng tạo 3 BTVL Bài tập vật lí 4 DHVL Dạy học vật lí 5 GV Giáo viên 6 HS Học sinh 7 PP Phương pháp 8 PPDH Phương pháp dạy học 9 THPT Trung học phổ thông MỞ ĐẦU A. Lí do chọn đề tài Một trong những mục tiêu của giáo dục phổ thông hiện nay là phát triển được tư duy, phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo ở mỗi HS. Điều đó được quy định tại điều 28 của Luật Giáo dục: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn... Lí luận và thực tiễn DH đều cho thấy, với những tính chất và đặc thù riêng, bai tâp sang tao có tác d ̀ ̣ ́ ̣ ụng không nhỏ trong việc phát huy năng lực vât ly, ch ̣ ́ ủ động, sáng tạo của HS. Trong dạy học vật lý, BTST giúp HS có thể phát hiện ra những vấn đề ngoài những dữ kiện đề bài đã cho ... Nhận thức được tầm quan trọng và ý nghĩa của việc đổi mới PPDH trong giai đoạn hiện nay; căn cứ vào những chủ trương lớn của Đảng, Nhà nước và của Ngành về vấn đề đổi mới PPDH và khả năng của bản thân, với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn VL, tac gia ch ́ ̉ ọn đề tài: “ Bồi dưỡng năng lực vật lý học sinh THPT thông qua việc xây dựng, sử dụng bài tập sáng tạo” 1. Mục tiêu của đề tài Làm rõ cơ sở lí luận của việc xây dựng va s ̀ ử dung BTST. ̣ Xác định được quy trình xây dựng và vận dụng để xây dựng được hệ thống BTST sử dụng trong DH chương "Động lực học chất điểm" VL 10. .2. Giả thuyết khoa học 1
Nếu các giờ học thuộc chương "Động lực học chất điểm" VL 10 THPT sử dụng hệ thống BTST đã được xây dựng theo tiến trình DH đã đề xuất, thì sẽ gop phân bôi d ́ ̀ ̀ ưỡng năng lực sang tao c ́ ̣ ủa HS, góp phần nâng cao chất lượng DHVL lớp 10 THPT. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được những mục tiêu đặt ra, chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ sau: Nghiên cứu ki n ̃ ội dung chương trình VL 10 THPT. Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc xây dựng hệ thống BTST để sử dụng trong DH . Đề xuất quy trình xây dựng và vận dụng để xây dựng hệ thống BTST thuộc chương "Động lực học chất điểm" VL 10 THPT. Tiến hành TNSP để kiểm chứng tính hiệu quả và tính khả thi của việc sử dụng BTST trong DHVL ở trường THPT Ly T ́ ự Trong. ̣ 4. Đối tượng nghiên cứu Hoạt động DHVL lớp 10 THPT thông qua việc sử dung h ̣ ệ thống BTST. 5. Phạm vi nghiên cứu ̣ ́ ̀ ời gian quy đinh, đê tai chi tâp trung nghiên c Do han chê vê th ̣ ̀ ̀ ̉ ̣ ứu trong pham vi: ̣ ̣ ́ ức chương “Đông l Nôi dung kiên th ̣ ự c hoc chât điêm” thuôc ch ̣ ́ ̉ ̣ ươ ng trinh VL 10 THPT. ̀ Thiết kế bài DH tập trung sử dụng BTST trong giờ lên lơp h ́ ọc tài liệu mới. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của Nhà nước và các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn đề đổi mới PPDH hiện nay ở trường phổ thông. Nghiên cứu cơ sở lý luận về tâm lý học, giáo dục học và lý luận DHVL theo hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS. Nghiên cứu nội dung và chương trình sách giáo khoa VL 10 để xây dựng hệ thống BTST chương "Động lực học chất điểm" phù hợp với các yêu cầu về chuẩn kiến thức, kĩ năng và thái độ. 6.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tiến hành TNSP có đối chứng ở một số lớp trường THPT để đánh giá mức độ hiệu quả và tính khả thi của đề tài nghiên cứu. 2
6.3. Phương pháp thống kê toán học Sử dụng PP thống kê mô tả và thống kê kiểm định để trình bày kết quả TNSP, kiểm định giả thiết thống kê để xử lý các kết quả của TNSP. B. NÔI DUNG ̣ 1. Một số vấn đề về bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí 1.1. Một số vấn đề chung về bài tập sáng tạo 1.1.1. Khái niệm bài tập sáng tạo BTST là BT xây dựng nhằm mục đích bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS. BTST là bt mà giả thuyết không có thông tin một cách tường minh liên quan đến hiện tượng hay quá trình VL, có những đại lượng VL được ẩn dấu, điều kiện bài toán không chứa đựng hay chỉ dẫn trực tiếp về PP giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng. BTST đòi hỏi ở HS tính nhạy bén trong tư duy, khả năng tưởng tượng (bản chất của hoạt động sáng tạo), vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giải quyết vấn đề trong những tình huống mới, hoàn cảnh mới; HS phát hiện ra những điều chưa biết, chưa có. Đặc biệt, BTST yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá ý kiến riêng của bản thân HS . 1.1.2 Nhưng d ̃ ấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo BTST và BTLT thông thường có sự phân biệt rõ theo mô hình sau: Bài tập luyện tập Bài tập sáng tạo Có phương pháp giải. Đi tìm phương pháp giải. Áp dụng các kiến thức xác định đã Vận dụng linh hoạt, sáng tạo từ biết để giải. những kiến thức cũ. Dạng bài tập theo khuôn mẫu nhất Không theo khuôn mẫu nhất định. định. Tình huống mới. Tình huống quen thuộc. Có tính phát hiện. Có tính tái hiện. Yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá. Không yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá. Ví dụ bài tập luyện tập: Ví dụ BTST: Một khẩu súng đồ chơi trẻ con thường Một khẩu súng đồ chơi trẻ con thường 3
dùng để bắn viên đạn bằng nhựa. Viên đạn dùng để bắn viên đạn bằng nhựa. Em hãy bắn theo phương xiên góc α và có tầm bay xa thiết kế phương án để đo vận tốc viên đạn là L em hãy xác định vận tốc ban đầu của khi vừa rời khỏi nòng súng, nêu các phương án viên đạn. thực hiện và cách xác định kết quả. Tư duy sáng tạo biểu hiện qua các phẩm chất như: tính sang tao, linh ho ́ ̣ ạt, độc đáo, nhạy cảm... Các phẩm chất này có tính độc lập tương đối tuy nhiên vẫn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Ở một mức độ nào đó, GV có thể khai thác trong dạy học các BTST để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS. Cac dâu hiêu ́ ́ ̣ ̣ nhân biêt BTST ́ sau: * Dấu hiệu 1: Bài tập có nhiều cách giải Đây là loại BT có ít nhất hai cách giải khác nhau, khi giải loại BT này sẽ giúp cho HS nhận thức được rằng khi giải quyết một vấn đề nào đó cần phải nhìn từ nhiều góc độ khác nhau, không cứng nhắc, rập khuôn theo một cách thức nào đó, qua đó HS tìm hiểu nhiều con đường phù hợp để đạt đến mục đích và, do đó kích thích được tính tìm tòi, sáng tạo của HS. Ví dụ: bài tập phần cơ học chúng ta có thể giải bằng PP động lực học và phương pháp bảo toàn; trong phần động học ta có những BT có thể giải bằng PP đại số và PP đồ thị. * Dấu hiệu 2: Bài tập có hình thức tương tự nhưng có nội dung biến đổi Loại BT này có nhiều hơn một câu hỏi, thông thường ở câu hỏi thứ nhất là mức độ luyện tập, tiếp theo là các câu hỏi bắt đầu có bản chất thay đổi, về hình thức tương tự câu trên nhưng có sự thay đổi cách giải nếu áp dụng PP giải như trên sẽ dẫn đến những điều vô lí hoặc kết quả không đúng. Những BT này có tác dụng bồi dưỡng thói quen tư duy đa chiều, khắc phục tính máy móc, tính ỳ của tư duy theo thói quen qua đó nó thể hiện tính mềm dẻo của tư duy. * Dấu hiệu 3: Bài tập thí nghiệm BT thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi HS phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc tìm ra những số liệu cụ thể. BT thí nghiệm gồm BT thí nghiệm định tính, BT thí nghiệm định lượng. BT thí nghiệm định tính về VL gồm các BT thiết kế phương án thí nghiệm theo một mục đích cho trước như BT thí nghiệm định tính, quan sát được tiến hành trong tư duy hoặc BT thiết kế dụng cụ dựa trên nguyên tắc nào đó. BT thí nghiệm định lượng là BT mà khi giải HS phải vận dụng tổng hợp cả lý thuyết và thực nghiệm, các khả năng hoạt động trí óc và thao tác chân tay, hiểu biết kĩ thuật để tự mình xây dựng phương án, lựa chọn hoặc chế tạo phương tiện, thực hiện thí nghiệm để thu thập xử lí kết quả. * Dấu hiệu 4: Bài tập có dữ kiện không tường minh 4
Đây là loại BT mà một số các dữ kiện trực tiếp để giải đều không tường minh hoặc các dữ kiện mâu thuẫn, loại trừ lẫn nhau, dẫn đến kết quả khác nhau của đại lượng cần tìm. Để giải BT loại này HS phải nhìn nhận ra sự không bình thường của các dữ kiện, từ đó đưa ra các điều chỉnh để được bài toán bình thường. Giải được BT loại này HS phải có khả năng phân tích các dữ kiện, tổng hợp các mối quan hệ giữa các đại lượng, so sánh, đối chiếu các kết quả khác nhau để tìm ra điểm mấu chốt của bài tập. * Dấu hiệu 5: Bài tập nghịch lý, ngụy biện Đây là những bài toán mà trong đó chứa đựng những yếu tố trái ngược hoặc không phù hợp với một định luật, qui tắc, qui luật VL… Tuy nhiên nếu chỉ nhìn nhận sơ lược, qua loa thì nhầm tưởng rằng chúng phù hợp với qui tắc, logic thông thường. Nhưng xét một cách cặn kẽ, có luận chứng khoa học… thì mới nhận ra một sự ngụy biện nên dẫn đến nghịch lí. Với BT loại này có tác dụng bồi dưỡng tư duy phê phán cho HS, giúp cho HS tư duy nhạy cảm và độc đáo hơn đồng thời giúp HS nắm vững được nội dung phạm vi ứng dụng. Đó cũng chính là cơ sở cho quá trình tư duy sáng tạo. * Dấu hiệu 6: Bài toán hộp đen Theo M.Bunxơman bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu đối tượng mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới, nhưng có thể đưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho dữ kiện đầu vào và đầu ra. Giải bài toán này là một quá trình sử dụng kiến thức phân tích, tổng hợp mối quan hệ giữa dữ kiện đầu vào và đầu ra để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen, quá trình này đòi hỏi HS phải tư duy để tìm ra được đối tượng bên trong. Dấu hiệu 7: Bài tập nghiên cứu, thiết kế HS có thể sử dụng các kiến thức đã học ở trường THPT để tiến hành nghiên cứu, thiết kế, chế tạo... ứng dụng đơn giản vào cuộc sống, khoa học kỹ thuật. Đối với các BT loại này HS phải vận dụng các kiến thức đã học và kiến thức thực tiễn để thiết kế, chế tạo các thiết bị, dụng cụ ứng dụng trong thực tiễn. HS phải tiến hành tính toán để thiết kế và chế tạo, trong các phương án có được các em phải lựa chọn PP tối ưu để đạt được kết quả tốt nhất. Đây là loại BT có đặc điểm rèn luyện cho HS tính thực tiễn cao, phát huy khả năng sáng chế, thiết kế và có tác dụng tốt trong việc phát triển tư duy sáng tạo. 1.2. Vị trí của bài tập sáng tạo trong hệ thống bài tập vật lí Trong quá trình DHVL, BT là phương tiện DH giữ một vai trò nổi trội. BTVL giúp GV hoàn thành chức năng giáo dưỡng, giáo dục và phát triển tư duy HS ;việc giải BTVL giúp HS ôn tập, đào sâu và mở rộng kiến thức một cách vững chắc; giúp HS rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, 5
thói quen vận dụng kiến thức khái quát; giúp học sinh làm việc với tinh thần tự lực cao, đồng thời phát triển tư duy sáng tạo cho HS. Vì tầm quan trọng của BTVL đối với quá trình DH mà nhiều GV đặc biệt chú trọng đến việc lựa chọn và xây dựng cho mình một hệ thống BT và sử dụng hiệu quả trong quá trình DH. Hiện nay đã có nhiều hệ thống BTVL được biên soạn dưới nhiều hình thức rất đa dạng, phong phú và không ngừng hoàn thiện. Việc phân loại hệ thống BTVL đa dạng như trên chỉ mang tính chất tương đối, có thể hình dung một số tiêu chí phân loại 6
Bài tập sáng tạo Bài tập cơ học Bài tập nhiệt Bài tập điện học học Bài tập quang học Bài tập p/ứng hạt nhân (Theo phân môn của vật lí) Bài tập Bài tập Bài tập Bài tập nhiều dữ kiện có nội nghiên cách không dung cứu thiết giải tường biến đổi kế minh Bài tập Bài toán Bài tập thí hộp đen nghịch lí nghiệm ngụy biện (Theo dấu hiệu nhận biết) Bài tập để mở bài, tạo tình huống dạy học Bài tập vận dựng khi xây dựng kiến thức mới Bài tập củng cố, hệ thống hóa kiến thức Bài tập về nhà Bài tập kiểm tra (Theo các bước của các quá trình dạy học) 1.3. Vai trò của bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí 7
BTST là một bộ phận của hệ thống BTVL, nên về nguyên tắc chúng có đầy đủ các vai trò của BTVL nói chung. Ngoài ra, xuất phát từ những đặc thù riêng của dạng bt này, vai trò của BTST trong DHVL còn có một số điểm đáng chú ý khác. BTST là một dạng BT được xây dựng nhằm mục đích bồi dưỡng tư duy sáng tạo nhạy bén cho HS, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục. Vì đây cũng là một dạng BT thuộc hệ thống BTVL nên nó có đầy đủ vai trò của một BTVL nói chung. Ngoài ra BTST còn có những vai trò riêng. * Về phía học sinh Để giải được BTST, HS phải tiến hành các thao tác phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa, biết cách tự đề xuất các tình huống xảy ra của bài toán, biết cách lập kế hoạch giải quyết vấn đề mà bài toán đặt ra... Nói chung việc giải BTST giúp phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho HS. Đây là vai trò quan trọng nhất của BTST. Đối với một số BT cho những dữ kiện không tường minh, để giải được BT, HS phải biết phát hiện ra những điều chưa hợp lý, tự suy luận, hoàn thiện các dữ kiện còn chưa rõ ràng, tự loại trừ những dữ kiện thừa. Nếu bài toán sai thì phải biết tìm ra chỗ sai. Vì vậy loại BT này có tác dụng rèn luyện tư duy phê phán, khả năng nhìn nhận vấn đề của HS. Việc đưa BTST vào DHVL giúp HS có được PP giải quyết các vấn đề xảy ra khi giải BT, co cach ́ ́ ̀ ̉ ́ ơn, chương trinh hoa nh nhin tông quat h ̀ ́ ưng b ̃ ươc giai bai toan thât tôi ́ ̉ ̀ ́ ̣ ́ ưu, tiết kiệm thời gian, chủ động xử lí các tình huống xảy ra... đồng thời HS có thể vận dụng để giải quyết những vấn đề thường gặp trong cuộc sống. Điều này gây hứng thú, đam mê cho HS . BTST đòi hỏi HS phải có một khả năng phân tích, tổng hợp, so sánh ở mức độ cao nên loại BT này phù hợp nhất với đối tượng HS khá trở lên. Vì thế trong một số trường hợp cụ thể bài do vậy BTST có tính cá biệt hóa HS. GV có thể sử dụng loại BT này trong việc bồi dưỡng HS giỏi. * Về phía giáo viên Trong quá trình sáng tạo ra một BT sẽ làm cho tư duy GV trở nên linh hoạt, mềm dẻo, không lệ thuộc những cái có sẵn. Từ đó GV cũng có thể rèn luyện được tư duy của mình, đưa bản thân vào một tình huống mới, GV phải luôn tìm tòi, nghiên cứu, sáng tạo hơn trong DH. Tóm lại, xét ở những khía cạnh khác nhau của quá trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS, BTST có vai trò quan trọng. Sử dụng BTST như thế nào tùy vào mục đích, nội dung của vấn đề cần nghiên cứu, tùy theo yêu cầu về mức độ lĩnh hội tri thức cho HS. Qua quá trình nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy, BTST có thể được sử dụng trong tất cả các bước của tiến trình DHVL, từ khâu mở bài để tạo tình huống học tập, xây dựng kiến thức mới, củng cố mở rộng hay kiểm tra khả năng tư duy nhạy bén của HS... 8
1.4. Tác dụng của bài tập sáng tạo đối với việc bôi d ̀ ưỡng năng lực tư duy học sinh Những đặc trưng cơ bản của các PPDH tích cực nói chung và PPDH nhóm nói riêng là phát huy tính tích cực, tôn trọng vai trò của người học, kích thích tính độc lập, sáng tạo của người học, trao dồi khả năng tự giáo dục của mỗi con người. Với việc sử dung BTST, theo quan đi ̣ ểm cá nhân chúng tôi nhận thấy có những tác dụng cụ thể vào đối tượng HS THPT như sau: Hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn, phát huy tinh nhạy bén, linh động trong tư duy. Hình thành kiến thức mới (kể cả cung cấp các kiến thức thực tiễn), ôn tập những kiến thức đã học, củng cố kiến thức cơ bản của bài giảng. Một đơn vị kiến thức mới, HS chỉ có thể ghi nhớ khi được luyện tập nhiều lần. Phát triển tư duy VL. Trong thực tiễn DH, tư duy VL của HS thường hiểu là kĩ năng quan sát hiện tượng VL, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận thành phần và xác lập ở trong chúng những mối liên hệ giữa các mặt định tính và định lượng của các hiện tượng và của các đại lượng VL, dự đoán các hệ quả từ các lí thuyết và áp dụng được kiến thức của mình. Trừ một số BT đơn giản chỉ đề cập đến một hiện tượng VL thì đa số các hiện tượng nêu lên trong những BT là phức tạp. Để giải được chúng, phải phân tích hiện tượng phức tạp ấy thành các BT đơn giản. Đồng thời trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể nêu lên trong BT, HS phải vận dụng các thao tác tư duy để tìm hiểu, giải quyết vấn đề và rút ra kết luận cần thiết. Nhờ thế, tư duy được phát triển và năng lực làm việc tự lực của HS được nâng cao. 2. HỆ THỐNG BTST CHƯƠNG “ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” 2.1. Bài tập có nhiều cách giải Bài 1: Một vật A đang chuyển động trên đường ngang với vận tốc v0 A = 4 m s thì va chạm với vật B đang đứng yên. Sau va chạm vật A bật trở lại với vận tốc v A = 1 m s , còn vật B chuyển động tới vận tốc vB = 2 m . Biết khối lượng vật A là mA = 2kg . Hãy tính khối lượng của vật B. s Bài 2: Cho một tấm ván dài và một miếng gỗ, em hãy tìm các cách xác định hệ số ma sát trượt giữa tấm ván và miếng gỗ. Bố trí thí nghiệm trong từng trường hợp và tính toán các kết quả? 9
Bài 3: Một vật có khối lượng m1 đã biết hãy tìm cách xác định khối lượng của vật m2 chưa biết. Dụng cụ thí nghiệm tuỳ ý chọn, nêu phương pháp thực nghiệm để xác định khối lượng m2. Bài 4. Cho hai lực có độ lớn lần lượt là F1 = 3 N, F2 = 4 N. Tính độ lớn hợp lực của hai lực đó trong các trường hợp sau: a. Hai lực cùng giá, cùng chiều. b. Hai lực cùng giá, ngược chiều. c. Hai lực có giá vuông góc. d. Hướng của hai lực tạo với nhau góc 600 2.2. Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi Bài 1 : Một vật khối lượng 2 kg nằm yên trên mặt bàn nằm ngang. Hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là ur 0,25. Ta tác dụng vào một lực F song song mặt bàn. Cho g = 10 m . Tính gia tốc của vật nếu : s2 a. Lực F = 4 N . b. Lực F = 6 N . c. Lực F = Fmst . Bài 2: Một đoàn tàu hỏa có khối lượng tổng cộng 200 tấn đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 36km/h trên đường sắt nằm ngang thì một số toa cuối của đoàn tàu có khối lượng tổng cộng 20 tấn bị tách khỏi đoàn tàu. a.Tính gia tốc của phần đầu tàu bị tách ra. b.Tính gia tốc phần cuối tàu bị tách ra. Bài 3: Một vật đặt trên sàn có khối lượng m = 10kg, hệ số ma sát nghỉ bằng hệ số ma sát trượt có giá trị m = 0,1. Hỏi lực ma sát tác dụng lên vật và gia tốc của vật là bao nhiêu nếu tác dụng lên vật một lực theo phương nằm ngang có độ lớn: a. 15N. b. 5N. c. 10N. Bài 4: Một khúc gỗ có khối lượng là 2kg, r F kéo khúc gỗ bởi lực F có độ lớn 10N dọc theo phương chuyển động của khúc gỗ. Tìm gia tốc của khúc gỗ trong các trường hợp sau: a. Khúc gỗ chuyển động không ma sát trên sàn nằm ngang. b. Khúc gỗ chuyển động trên sàn nằm ngang có hệ số ma sát k = 0,1. 10
c. Khúc gỗ chuyển động xuống mặt phẳng nghiêng không có ma sát. d. Khúc gỗ chuyển động xuống mặt phẳng nghiêng có hệ số ma sát k = 0,1. e. Khúc gỗ được kéo lên mặt phẳng nghiêng không có ma sát. g. Khúc gỗ kéo chuyển động lên mặt phẳng nghiêng với hệ số ma sát k = 0,1. Bài 5: Một ô tô có trọng lượng PM =50000N chuyển động với vận tốc không đổi v = 10m/s qua cầu. Tìm áp lực của ô tô tác dụng lên cầu khi ô tô đi qua điểm chính giữa cầu trong các trường hợp: a. Cầu phẳng nằm ngang. b. Cầu vồng lên với bán kính cong r = 50m. c. Cầu lõm xuống với bán kính r = 50m. d. Ô tô chuyển động tròn đều trên đường tròn nằm ngang bán kính r = 50m với vận tốc v = 10m/s. Tìm lực ma sát của mặt đường tác dụng lên ô tô. Bài 6: Một xe tải chở một cái hòm, chạy trên đường nằm ngang. Trong mỗi trường hợp sau đây hãy chỉ rõ xe có tác dụng lực ma sát nghỉ lên hòm không? Nếu có thì lực đó phụ thuộc vào những yếu tố nào và có chiều như thế nào? a. Xe đứng yên. b. Xe chuyển động thẳng đều . c. Xe chuyển động chậm dần đều. d. Xe chuyển động nhanh dần đều. Bài 7: Khối lượng của vật trên mặt đất là 60kg. Đưa vật đó cùng hai loại cân: cân lò xo và cân đòn lên Mặt trăng, khi đó cân được bao nhiêu kg? Bài 8: Bạn ném thẳng đứng một quả bóng phía dưới lên trên. Thời gian nào sẽ lớn hơn: lúc bóng bay lên hay bay xuống? r F Bài 9. Một chiếc xe có khối lượng 20 kg, 11
chuyển động không ma sát trên một mặt phẳng ngang. Trên xe đặt một hòn đá khối lượng 2kg , hệ số ma sát giữa xe với hòn đá là 0,25. Tác dụng một lực kéo có phương nằm ngang lên hòn đá. Xác định gia tốc của hòn đá và của xe, lực ma sát của hòn đá và xe trong các trường hợp: a. Lực kéo 20,0 N. b.Lực kéo 2,0 N. 2.3. Bài tập thí nghiệm Bài 1: Em hãy trình bày phương pháp để có thể đo hệ số ma sát trượt, ma sát nghỉ và ma sát lăn giữa bánh xe ô tô và mặt đường. Bài 2: Xác định hệ số ma sát trượt giữa đầu gậy nhẹ, cứng và sàn với dụng cụ là một thước đo góc. Bài 3: Dùng lực kế xác định khối lượng của một vật có trọng lượng lớn hơn giới hạn đo của lực kế nhưng không quá gấp đôi. Cho dụng cụ và vật liệu: lực kế, vật nặng, dây treo. Bài 4: Có một bàn quay nằm ngang và một miếng gỗ. Em hãy tìm cách xác định hệ số ma sát giữa miếng gỗ và bàn? Bài 5: Một vật có chiều cao lớn hơn nhiều so với chiều rộng của đáy, tác dụng lên vật một lực theo phương nằm ngang ở độ cao h so với mặt sàn. Hãy tìm phương án xác định hệ số ma sát giữa vật và sàn. Bài 6: Em hãy tìm phương án xác định vận tốc ban đầu của viên đạn được bắn ra từ khẩu súng đồ chơi trẻ em với dụng cụ: a. Chỉ có một chiếc thước dây đềximét. b. Chỉ có một đồng hồ bấm giây. Bài 7: Trên mặt hồ lặng gió, một người đứng trên một chiếc thuyền nhẹ, anh ta muốn xác định khối lượng của chiếc thuyền đó. Anh ta phải làm như thế nào khi trong tay chỉ có một sợi dây. Bài 8: Xác định lực căng lớn nhất của một dây cước, dùng để câu cá. Dụng cụ: Một giá thí nghiệm, một dây cước có đường kính 0,1 đến 0,2mm, thước thẳng, những quả nặng có khối lượng từ 0 đến 1kg. 12
Bài 9: Tiến hành thí nghiệm chứng tỏ lực ma sát nghỉ có giá trị, phương, chiều phụ thuộc vào ngoại lực tác dụng. Cho dụng cụ là một lực kế, một mẫu gỗ hình hộp, một sợi dây. Bài 10: Tiến hành thí nghiệm chứng tỏ bất cứ vật nào cũng có quán tính: Vật đứng yênVật chuyển động thẳngVật chuyển động cong. Trình bày cách làm và giải thích. Bài 11: Hãy nghiên cứu bằng thực nghiệm sự phụ thuộc của lực ma sát vào áp lực của vật. Hãy tự lựa chọn thiết bị mà em có. Biểu diễn sự phụ thuộc ấy bằng bảng và bằng đồ thị. Bài 12: Cho các thiết bị: lò xo, hộp quả cân, thước thẳng, giá vạn năng. Hãy đo độ cứng của lò xo bằng các cách có thể với các thiết bị trên. Đánh giá tính ưu việt của mỗi phương án đo. 2.4. Bài tập cho dữ kiện không tường minh Bài 1: Trong dân gian trước đây thường dùng câu “ vụng chẻ khỏe nêm” để nói về tác dụng của cái nêm trong việc chẻ củi. Nêm là một vật cứng có tiết diện hình tam giác nhọn, được cắm vào khúc củi . Tại sao gõ mạnh búa vào nêm thì củi bị bửa ra? Bài 2: Ở Phần Lan có cuộc thi ném điện thoại, ai ném xa nhất thì trở thành người thắng cuộc, theo các em những yếu tố nào quan trọng trong phương pháp ném để trở thành người thắng cuộc? Bài 3: Tại sao ở nhiều nước lại bắt buộc người lái xe và những người ngồi trong xe khoác một vòng dây qua ngực, hai đầu móc vào ghế ngồi? Bài 4: Một xe khối lượng 5 tấn chuyển động thẳng, tăng tốc đều từ trạng thái nghỉ và đạt vận tốc 2m/s sau khi đi được quãng đường 10m, gia tốc của xe là 0,5m/s 2 . Xác định lực kéo của động cơ. 1 Bài 5: Ở độ cao nào trên trái đất, trọng lượng tác dụng vào vật chỉ còn bằng so với khi vật ở trên mặt 4 đất. Bài 6: Đo hệ số ma sát trượt giữa một nam châm và một tấm sắt phẳng, có thể chọn thêm dụng cụ tuỳ ý. Nêu phương pháp tiến hành đo hệ số ma sát trong trường hợp nói trên? Bài 7: Em hãy thiết kế một gia tốc kế để đo gia tốc của ô tô? Bài 8: Có một giếng mỏ rất sâu không có nước. Làm thế nào để đo độ sâu của giếng nếu em chỉ có một chiếc đồng hồ có kim giây và một hòn đá nhỏ? 13
Bài 9: Em hãy thiết kế sơ bộ về các kích thước của một xe cần cẩu có thể nâng được một vật có khối lượng 2 tấn biết cần cẩu có độ cao 5 mét. Giả thiết rằng xe sau khi thiết kế có thể nâng vật nói trên cả khi cần cẩu nằm ngang. Cho biết xe có dạng hình hộp chữ nhật đồng chất làm bằng thép có khối lượng riêng là r . Giả thiết khối lượng của cánh tay cần cẩu là không đáng kể. Bài 10: Làm thế nào để kiểm tra xem chiếc cân đồng hồ của người bán hàng ngoài chợ có chính xác không khi trong tay em chỉ có chai nước khoáng 0,5 lít bằng nhựa. Xác định đúng khối lượng của thực phẩm để người bán hàng không thể bán sai cho em. 2.5. Bài tập nghịch lí, nguỵ biện Bài 1: Môt lat banh mi môt măt phêt pate, măt con lai đê không đ ̣ ́ ́ ̀ ̣ ̣ ́ ̣ ̀ ̣ ̉ ược tung lên cao nhiêu lân. Hoi khi r ̀ ̀ ̉ ơi, măṭ nao ̀ có số lâǹ hương ́ đât́ cao hơn? Giaỉ thich ́ xuông ́ vì sao? Bài 2: Một xe tải và một xe con va chạm với nhau trên đường, xe con hư hỏng nhiều hơn. Liệu xe tải tác dụng lực lớn hơn xe con? Giải thích. Bài 3: Một HS nói rằng cả viên gạch sẽ rơi nhanh gấp đôi nửa viên gạch vì trái đất hút nó với một lực gấp đôi. Một HS khác nói rằng cả viên gạch rơi chậm hơn nửa viên gạch vì nó có quán tính gấp đôi. Hãy giải thích xem ai đúng. Bài 4: Một con ngựa kéo một chiếc xe, theo định luật 3 Niu tơn thì lực do ngựa tác dụng vào xe cũng bằng lực do xe tác dụng vào ngựa. Em hãy giải thích tại sao ngựa lại có thể kéo được xe chuyển động. Bài 5: Người ta tác dụng vào khúc gỗ một lực hướng vào tường thì thấy khúc gỗ vẫn đứng yên. Hiện tượng đó có trái với định luật I không? Có trái với định luật II không? Bài 6: Dùng lực kế để xác định trọng lượng của một vật lớn hơn giới hạn đo của lực kế? Bài 7: Một sợi dây chịu được lực căng tối đa là 80N, hỏi sợi dây có bị đứt không trong các trường hợp sau. a. Hai người cầm hai đầu sợi dây mỗi người kéo với lực là 50N b. Một đầu dây buộc vào cây và hai người cầm một đầu dây mỗi người kéo với lực 50N. Bài 8: Một quả cầu nặng được treo bởi một sợi dây mảnh và phía dưới quả cầu cũng được buộc bởi sợi dây giống như sợi dây treo quả cầu, khi làm thí nghiệm cho thấy kết quả như sau. 14
Nếu kéo từ từ sợi dây phía dưới quả cầu thì sợi dây treo quả cầu bị đứt. Nếu giật mạnh dây dưới quả cầu thì dây dưới quả cầu bị đứt. Hãy giải thích hiện tượng trên. Bài 9: Một khối đồng chất được treo bằng một dây treo. Người ta cắt đứt dây treo. Hỏi tại thời điểm ban đầu, phần trên hay phần dưới của vật có gia tốc lớn hơn? Bài 10: Một vật được đặt trên một giá đỡ nằm ngang. Người ta rút giá đỡ đi một cách đột ngột. Hỏi phần nào của vật có gia tốc lớn nhất: phần trên hay phần dưới của vật? Bài 11: Một người đứng yên trên bàn cân và giơ hai tay lên trời. Hỏi số chỉ của cân thay đổi như thế nào nếu hai tay của người đó chuyển động có gia tốc xuống dưới? Bài 12: Một cân đĩa một phía là đĩa và các quả cân, phía bên kia treo một hòn bi, lúc đầu cân thăng bằng. Để nguyên đĩa cân và các quả cân, hòn bi, người ta đưa một cốc nước để nhúng hòn bi cho ngập hoàn toàn trong nước. Hỏi lúc này cân thăng bằng nữa không? VI. Bài tập “hộp đen” Bài 1: Em hãy làm thí nghiệm để xác định cấu trúc bên trong của con lật đật? Không được tháo nó ra. Bài 2: Trong một bình cầu thủy tinh kín có một bọt khí hình cầu. Hãy tìm cách xác định đường kính của bọt không khí (không được phá vỡ bình cầu đó). Bài 3: Một hình lập phương bằng đồng nguyên chất, trong đó có một lỗ hổng em hãy tìm cách để xác định thể tích của phần lỗ hổng đó, dụng cụ thí nghiệm có thể tuỳ ý chọn. Nếu vật có hình dạng bất kỳ ta có thể xác định được thể tích phần lỗ hổng trong vật không? Bài 4: Các nhà địa lí khi thăm dò địa chất tại một khu vực tiến hành thí nghiệm như sau. Người ta tiến hành đo gia tốc rơi tự do tại các vị trí khác nhau trên trái đất (ở cùng một độ cao). Khi nơi nào có gia tốc rơi tự do của các vật đột nhiên tăng thì phía dưới (trong lòng đất) thường có các mỏ kim loại nặng, ở những nơi có gia tốc rơi tự do của các vật đột nhiên giảm trong lòng đất thường có mỏ các chất nhẹ như thạch cao, dầu mỏ. Em hãy giải thích hiện tượng trên. VII. Bài tập nghiên cứu, thiết kế 15
Bài 1: Môt khẩu súng đồ chơi trẻ con thường dùng để bắn viên đạn bằng nhựa. Em hãy thiết kế phương án để đo vận tốc viên đạn khi vừa rời khỏi nòng súng, nếu các phương án thực hiện và cách xác định kết quả. Bài 2: Chế tạo một lực kế sử dụng tính đàn hồi của một lò xo. Chia độ lực kế theo đơn vị Niu tơn. Bài 3: Hãy nêu phương án thiết kế một cái cân để đo khối lượng trong môi trường không trọng lượng. Bài 4: Xe lao xuống dốc (nơi đường dốc, núi) nếu bị hỏng phanh sẽ rất nguy hiểm. Hãy đề xuất giải pháp cứu nạn cho xe tại những nơi như vậy. Bài 5: Ném một vật trên mặt đất với vận tôc càng lớn thì vật đi càng xa, nhưng vận tốc có giới hạn và có giá trị v0. a. Phải ném với vận tốc v0 làm với phương ngang một góc bao nhiêu để vật đi được một đoạn đường dài nhất trước khi rơi xuống đất? b. Khi cho vận tốc lớn nhất là 8km/s thì vật sẽ chuyển động như thế nào? Biết khối lượng Trái đất là 6.1024kg, bán kính Trái đất là 6400km. Bảng 1.3: Số lượng BTST sử dụng trong chương “Động lực học chất điểm” TT LOẠI BÀI TẬP SỐ LƯỢNG 1. Bài tập nhiều cách giải 4 2. Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến 9 đổi 3. Bài tập thí nghiệm 12 4. Bài tập cho dữ kiện không tường minh 10 5. Bài tập nghịch lý, ngụy biện 12 6. Bài tập hộp đen 4 7. Bài tập nghiên cứu thiết kế 5 Tổng 56 Bảng 3.1: Số liệu HS các nhóm thực nghiệm và đối chứng TT Nhóm thực nghiệm Nhóm đối chứng LỚP SỐ LƯỢNG LỚP SỐ LƯỢNG 1 10/5 35 10/6 34 CỘNG 35 CỘNG 34 16
3.2. Quan sát giờ học Tất cả các tiết học ở nhóm TN đều được quan sát và ghi chép về hoạt động của GV và HS theo các nội dung: Vai trò của GV và HS trong tiết học. Hứng thú học tập bộ môn VL của HS và tính tích cực của HS trong tiết học thông qua việc xây dựng bài học. Tinh thần nỗ lực của cá nhân và kĩ năng hợp tác làm việc theo nhóm của HS (GV kết hợp với nhóm trưởng các nhóm quan sát, điều khiển và đánh giá hoạt động của từng thành viên trong nhóm học tập). Khả năng hỗ trợ của các PTDH hiện đại. Mức độ hiểu bài và vận dụng kiến thức của HS thông qua các bài kiểm tra. Sau đợt TN, các lớp TN và lớp ĐC được làm một bài kiểm tra định kì 45 phút với đề kiểm tra như nhau. Qua bài kiểm tra đánh giá, chúng tôi đã tiến hành thống kê, tính toán và thu được các số liệu ở các bảng 3.2; 3.3; 3.4. Từ các bảng đó chúng tôi vẽ đồ thị phân phối tần suất và đồ thị phân phối tần suất lũy tích để dễ dàng so sánh kết quả ở các lớp TN và ĐC. Bảng 3.2: Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra Nhóm Số Điểm số (Xi) HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TNg 35 0 0 0 2 5 5 5 4 6 5 3 ĐC 34 0 0 2 5 6 7 4 4 3 2 1 Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất Nhóm Số Số % HS đạt mức điểm (Xi) HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TNg 133 0 0 1,5 2,3 10,5 20,3 26,3 23,3 8,3 4,5 3,0 ĐC 132 0 0 1,5 3,8 23,5 27,3 25,0 10,6 5,3 1,5 1,5 KẾT LUẬN Đối chiếu với mục đích, nhiệm vụ và kết quả nghiên cứu , chúng tôi đã thu được một số kết quả sau: Góp phần tiếp tục làm sáng tỏ cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng BTST trong DHVL ở trường THPT nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS trong hoạt động nhận thức. Qua đó góp phần đổi mới phương pháp giảng dạy và nâng cao hiệu quả dạy học. Tiến hành soạn thảo 56 BTST trong chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT có sử dụng BTST để bôi d ̀ ưỡng năng lực tư duy ... của HS. 17
Đã tiến hành TNSP tại trường THPT Ly T ́ ự Trong ̣ tỉnh Quảng Nam với 3 tiêt d ́ ạy ở ca hai l ̉ ơp th ́ ực ̣ ̀ ́ ứng. Kết quả ở lớp TN cho thấy: nghiêm va đôi ch + Phát huy được tính tích cực, độc lập tư duy đặc biệt là tư duy sáng tạo của HS. + HS hăng say phát biểu xây dựng bài, kiến thức mà các em lĩnh hội được sâu sắc và vững chắc hơn lớp ĐC. + Khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn linh hoạt sáng tạo, các em hiểu sâu sắc hơn bản chất của các hiện tượng vật lí. Chứng tỏ BTST có tác dụng bôi duongx năng l ̀ ực tư duy, tích cực hóa hoạt động học tập của HS, Từ kết quả TNSP cho thấy tính khả thi và hiệu quả của đề tài. TAI LIÊU THAM KHAO ̀ ̣ ̉ [1] Võ Đình Bảo, luận văn thạc sĩ Tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 theo phương pháp dạy học nhóm thông qua việc xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo", ĐHSP Huế, 2010 [2] Võ Đình Bảo, sử dụng phương pháp bàn tay nặn bột để phát hiện quan niệm sai lệch và xây dựng quan niêm đúng cho học sinh trong dạy học vật lý trung học phổ thông, tạp chí giáo dục tháng 6/2017. [3] Võ Đình Bảo, phát hiện quan niệm sai lệch và xây dựng quan niệm đúng cho học sinh trong dạy học phần “ Cơ học” Vật lý 10, tạp chí Giáo dục, Số đặc biệt tháng 4/2019, tr 207209;233 [4] Nguyễn Đức Thâm Nguyễn Ngọc Hưng (1999). Tổ chức hoạt động nhân thức của học sinh trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. [5] Nguyễn Đức Thâm Nguyễn Ngọc Hưng Phạm Xuân Quế (2003). Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông. NXB Đại học Sư phạm. [6] Nguyễn Văn Đồng (2010). Phương pháp giảng dạy Vật lí ở trường trung học phổ thông. NXB Giáo dục (tái bản). [7] Nguyễn Thế Khôi (2007). Vật lí 10. NXB Giáo dục. 18