TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

DẠY HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

vectorstock.com/28062424

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM THEO TINH THẦN DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ WORD VERSION | 2022 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN XUÂN DƯƠNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM THEO TINH THẦN DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN, 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN XUÂN DƯƠNG

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM THEO TINH THẦN DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Chuyên ngành: Lý luận và PPDH bộ môn Vật lý Mã số: : 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN QUANG LẠC

NGHỆ AN, 2017

i

LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Đại học Vinh, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi luôn nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của gia đình, bạn bè, người thân, các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp.

Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo, PGS.TS. Nguyễn Quang Lạc - người đã tận tình hưỡng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình triển khai và hoàn thiện luận văn.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới những người thân yêu trong gia đình đã quan tâm, động viên, tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như nghiên cứu.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trong khoa Vật lý – Chuyên nghành LL&PPDH Vật lý; tổ bộ môn vật lý, cơ sở đào tạo sau đại học Trường đại học Vinh đã tạo điều kiện cho tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban giám hiệu, các đồng nghiệp trong tổ Vật lý – Công nghệ tại đơn vị hiện tôi đang công tác – Trường THPT Đô Lương 3, huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An, đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong thời gian thực nghiệm sư phạm và hoàn thiện luận văn.

Nghệ An, tháng 7 năm 2017 Tác giả Nguyễn Xuân Dương

ii MỤC LỤC Lời cảm ơn ......................................................................................................... i Mục lục .............................................................................................................. ii Danh mục chữ viết tắt dùng trong luận văn ...................................................... v Danh mục sơ đồ, hình vẽ, bảng, biểu ............................................................... vi MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................. 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.............................................................. 2 4. Giả thuyết khoa học ................................................................................... 3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................. 3 6. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 3 7. Đóng góp của luận văn .............................................................................. 4 8. Cấu trúc luận văn ....................................................................................... 4 NỘI DUNG ....................................................................................................... 5 Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc sử dụng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần giải quyết vấn đề trong dạy học môn vật lý ở trường phổ thông ........................................................................................................... 5 1.1. Lý thuyết về dạy học bằng phương pháp thực nghiệm .......................... 5 1.1.1. Khái niệm về dạy học bằng phương pháp thực nghiệm.................. 5 1.1.2. Nội dung của phương pháp thực nghiệm. ...................................... 7 1.1.3. Cấu trúc của dạy học bằng phương pháp thực nghiệm. ................. 9 1.1.4. Phối hợp PPTN và các phương pháp nhận thức khác trong DH vật lý...12 1.2. Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông . 13 1.2.1. Phương pháp thực nghiệm trong việc thực hiện mục tiêu dạy học......13 1.2.2. Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm và hướng dẫn học sinh hoạt động trong mỗi giai đoạn. ....................................................... 14 1.2.3. Những hoạt động của giáo viên và học sinh khi dạy học bằng PPTN. ...................................................................................................... 15

iii 1.3. Các hình thức dạy học bằng phương pháp thực nghiệm trong vật lý .. 18 1.3.1. Dạy học bằng PPTN trong bài học nghiên cứu tài liệu mới. ....... 18 1.3.2. Dạy học bằng PPTN trong bài học bài tập thí nghiệm ............... 20 1.3.3. Dạy học bằng PPTN thông qua thí nghiệm thực hành ................. 22 1.4. Dạy học giải quyết vấn đề .................................................................... 24 1.4.1. Bản chất của dạy học giải quyết vấn đề ....................................... 24 1.4.2. Tình huống có vấn đề trong dạy học vật lý. .................................. 25 1.4.3. Cấu trúc dạy học giải quyết vấn đề trong môn vật lý . ................. 26 1.4.4. Các điều kiện của dạy học giải quyết vấn đề. .............................. 29 1.4.5. Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề. ................................. 29 1.5. Tổ chức dạy học bằng PPTN theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý ..................................................................................... 30 1.5.1. Phối hợp PPTN và phương pháp GQVĐ trong dạy học vật lý ..... 30 1.5.2. Biện pháp dạy học bằng PPTN theo tinh thần giải quyết vấn đề . 31 1.6. Thực trạng việc dạy học bằng PPTN theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề ở một số trường THPT ở Nghệ An .................................................. 33 1.6.1. Mục đích điều tra. ......................................................................... 33 1.6.2. Phương pháp điều tra. .................................................................. 34 1.6.3. Nội dung và kết quả điều tra. ........................................................ 34 Kết luận chương 1 ........................................................................................... 36 Chương 2: Dạy học một số kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT chương trình chuẩn bằng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề ........................................................................ 37 2.1. Vị trí, đặc điểm chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 trung học phổ thông. .................................................................................................... 37 2.1.1. Vị trí của chương........................................................................... 37 2.1.2. Đặc điểm của chương. .................................................................. 37 2.2. Mục tiêu dạy học chương: “Động lực học chất điểm” ........................ 38 2.2.1.Về kiến thức:................................................................................... 38

iv 2.2.2. Về kĩ năng ...................................................................................... 39 2.3. Nội dung dạy học chương “Động lực học chất điểm” ......................... 40 2.4. Sơ đồ cấu trúc chương “Động lực học chất điểm” .............................. 43 2.5. Khả năng áp dụng các mức độ của dạy học bằng PPTN vào chương “Động lực học chất điểm”. .......................................................................... 44 2.6. Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 bằng PPTN theo tinh thần dạy học GQVĐ. ............. 46 2.6.1. Bài học xây dựng kiến thức mới ................................................... 46 2.6.2. Xây dựng tiến trình dạy học trong bài thực hành thí nghiệm Vật Lý .59 Kết luận chương 2 ........................................................................................... 67 Chương 3: Thực nghiệm sư phạm................................................................... 68 3.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .......................................... 68 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm .................................................... 68 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ............................................. 68 3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm.............................. 68 3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ................................................... 68 3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................. 68 3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm ........................................................... 69 3.3.1. Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ....................................... 69 3.3.2. Các bước chuẩn bị cho việc thực nghiệm sư phạm ...................... 69 3.3.3. Các bài thực nghiệm sư phạm....................................................... 69 3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ............................................... 70 3.4.1. Đánh giá định tính ........................................................................ 70 3.4.2. Đánh giá định lượng ..................................................................... 71 Kết luận chương 3 ........................................................................................... 79 Kết luận chung ................................................................................................ 80 Tài liệu tham khảo ........................................................................................... 82 Phụ lục .................................................................................................................

v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN

1. DH

Dạy học

2. DH GQVĐ

Dạy học giải quyết vấn đề

3. ĐC

Đối chứng

4. GQVĐ

Giải quyết vấn đề.

5. GV

Giáo viên.

6. HS

Học sinh.

7. PPDH

Phương pháp dạy học

8. PPTN

Phương pháp thực nghiệm

9. THCS

Trung học cơ sở

10. THPT

Trung học phổ thông

11. TN

Thực nghiệm

vi DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ, BẢNG, BIỂU Sơ đồ: Sơ đồ 1.1: Sơ đồ PPTN trong dạy học Vật lý ................................................... 9 Sơ đồ 1.2. Phân loại hệ thống bài tập thí nghiệm Vật lý ................................ 21 Sơ đồ 1.3. Quy trình tổ chức DH GQVĐ........................................................ 28

Hình vẽ: Hình 1.1: Cấu trúc của hoạt động học theo lý thuyết hoạt động..................... 16 Bảng: Bảng 3.1. Kết quả quan sát các biểu hiện của tính tích cực, tự lực: ............... 72 Bảng 3.2. Bảng phân phối thực nghiệm số HS đạt điểm xi ............................ 73 Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi ............................... 74 Bảng 3.4. Bảng lũy tích: số % HS đạt điểm ≤ xi ............................................. 76 Bảng 3.5. Bảng tham số thống kê ................................................................... 76

Biểu đồ: Biểu đồ 3.1. Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra...................................................... 74 Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi ...................... 75 Biểu đồ 3.3. Đường phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi ........................ 75 Biểu đồ 3.4. Đường lũy tích số % HS đạt điểm ≤ xi ....................................... 76

1

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Sự phát triển kinh tế - xã hội trong bối cảnh toàn cầu hóa đặt ra những yêu cầu mới đối với người lao động, do đó cũng đặt ra những yêu cầu mới cho sự nghiệp giáo dục thế hệ trẻ và đào tạo nguồn nhân lực. Một trong những định hướng cơ bản của việc đổi mới giáo dục là chuyển từ nền giáo dục mang tính hàn lâm, kinh viện, xa rời thực tiễn sang một nền giáo dục chú trọng việc hình thành năng lực hành động, phát huy tính chủ động, sáng tạo của người học. Định hướng quan trọng trong đổi mới phương pháp dạy học là phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo, phát triển năng lực hành động, năng lực cộng tác làm việc của người học. Đó cũng là xu hướng quốc tế trong cải cách PPDH ở trường phổ thông.

Với nước ta, yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đòi hỏi giáo dục và đào tạo nhất thiết phải tạo ra được những con người có kiến thức, kĩ năng và thái độ đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của nguồn nhân lực. Muốn nâng cao hiệu quả dạy học cần phải khai thác những mặt mạnh của phương pháp dạy học truyền thống và vận dụng linh hoạt những phương pháp dạy học tích cực nhằm rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.

Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề được coi là phương pháp tổng quát về phương hướng dạy học tìm tòi, nó phát huy tính tích cực hoạt động của học sinh, giúp học sinh chiếm lĩnh được các kiến thức khoa học sâu sắc, vững chắc, đảm bảo sự phát triển trí tuệ, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình học tập.

Phương pháp thực nghiệm là một phương pháp dạy học có nhiều ưu điểm, ngoài việc giúp học sinh lĩnh hội kiến thức một cách vững chắc nó còn rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hành, thí nghiệm và cao hơn là cho học sinh tìm tòi, phát hiện ra con đường nhận thức của Vật lý học. Điều này sẽ giúp cho học sinh phát triển năng lực tư duy, năng lực nhận thức, năng lực tự học và khả năng làm

2

việc theo nhóm. Tuy nhiên trong quá trình dạy học, giáo viên phải biết kết hợp nhịp nhàng nhiều PPDH khác nhau nhằm đem lại kết quả tốt nhất. Và sự phối hợp giữa PPTN với phương pháp giải quyết vấn đề trong dạy học cũng không nằm ngoài mục đích trên.

Chương “Động lực học chất điểm” trong chương trình Vật lý 10 THPT chương trình chuẩn là một chương chứa đựng nhiều nội dung kiến thức khó, trừu tượng đối với học sinh. Tuy nhiên đây lại là một chương rất quan trọng đối với phần Cơ học nói riêng và chương trình Vật lý phổ thông nói chung. Vấn đề lựa chọn PPDH phù hợp nhằm đem lại hiệu quả cao luôn được các giáo viên và các nhà quản lí giáo dục quan tâm.

Với những lý do trình bày trên trên, tôi chọn đề tài: Tổ chức dạy học chương "Động lực học chất điểm" Vật lý 10 trung học phổ thông bằng PPTN theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề.

2. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu vận dụng dạy học bằng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề vào dạy học chương “Động lực học chất điểm”, Vật lý 10 THPT nhằm nâng cao chất lượng dạy học.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài: + Lý thuyết dạy học bằng phương pháp thực nghiệm + Lý thuyết dạy học giải quyết vấn đề + Quá trình dạy học vật lý ở trường THPT 3.2. Phạm vi nghiên cứu: + Dạy học bằng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề trong môn vật lý + Nội dung kiến thức chương “ Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT theo chương trình chuẩn.

3

4. Giả thuyết khoa học Nếu có biện pháp tổ chức dạy học bằng PPTN theo tư tưởng của dạy học giải quyết vấn đề ở chương “Động lực học chất điểm’’ vật lý 10 chương trình chuẩn thì sẽ góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học vật lý cho học sinh THPT 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học bằng phương pháp thực nghiệm 5.2. Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học giải quyết vấn đề 5.3. Nghiên cứu mục tiêu, nội dụng, đặc điểm chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT chương trình chuẩn 5.4. Nghiên cứu, đề xuất biện pháp vận dụng dạy học bằng PPTN theo tinh thần giải quyết vấn đề vào một số bài học chương “Động lực học chất điểm’’ nhằm phát huy tính tích cực học tập của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học.

5.5. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT bằng PPTN theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề 5.6. Thực nghiệm sư phạm. Đánh giá kết quả nghiên cứu 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Đọc các tài liệu, phân tích, lựa chọn nội dung, hệ thống cơ sở lý luận của đề tài.

6.2. Phương pháp quan sát, phương pháp điều tra. + Điều tra thực trạng dạy học bằng PPTN theo tinh thần giải quyết vấn đề ở trường THPT 6.3. Thực nghiệm sư phạm: + Thực nghiệm sư phạm ở trường trung học phổ thông để kiểm chứng giả thiết khoa học và đánh giá tính khả thi kết quả nghiên cứu của đề tài.

6.4. Phương pháp thống kê: + Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm bằng thống kê toán học.

4

7. Đóng góp của luận văn - Về mặt lí luận: + Hệ thống hóa được nội dung lý luận về dạy học bằng phương pháp thực nghiệm, dạy học bằng phương pháp giải quyết vấn đề. + Đề xuất được các biện pháp tổ chức dạy học bằng PPTN theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề, vận dụng vào dạy học môn học Vật Lý ở trường phổ thông.

- Về mặt thực tiễn: Thiết kế được một số tiến trình dạy học bằng PPTN theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề đối với chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 chương trình chuẩn góp phần đổi mới PPDH vật lý ở trường trung học phổ thông.

8. Cấu trúc luận văn Ngoài phần Mở đầu, Tài liệu tham khảo, Phụ lục, nội dung luận văn có 3 chương: Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc sử dụng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần giải quyết vấn đề trong dạy học môn vật lý ở trường phổ thông Chương 2. Dạy học một số kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT chương trình chuẩn bằng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề Chương 3. Thực nghiệm sư phạm

5

NỘI DUNG Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc sử dụng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần giải quyết vấn đề trong dạy học môn vật lý ở trường phổ thông 1.1. Lý thuyết về dạy học bằng phương pháp thực nghiệm 1.1.1. Khái niệm về dạy học bằng phương pháp thực nghiệm Theo lí luận dạy học, quá trình dạy học được xem như là một quá trình kết hợp biện chứng giữa hoạt động dạy của giáo viên với hoạt động học của học sinh. Vì vậy bất cứ một phương pháp dạy học nào cũng là một hệ thống các hoạt động có định hướng của giáo viên nhằm tổ chức hoạt động nhận thức và hoạt động thực hành của học sinh, đảm bảo cho học sinh nắm vững nội dung trí dục và đạt được các mục tiêu dạy học đã đặt ra. Nói cách khác, các phương pháp dạy học là các cách thức hoạt động có tổ chức và tác động lẫn nhau của người giáo viên và của học sinh nhằm đạt được các mục tiêu dạy học đã đặt ra Phương pháp thực nghiệm Vật lý được hiểu theo hai cách. Cách thứ nhất cho rằng PPTN là khâu tiến hành thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết đã có hoặc để đo đạc độ chính xác cao một đại lượng Vật lý nào đó. Cách thứ hai hiểu theo nghĩa rộng hơn: PPTN bao gồm tất cả các khâu của quá trình nhận thức từ đặt vấn đề trên cơ sở các sự kiện thực nghiệm hoặc quan sát, đến khâu đề ra giả thuyết, tiến hành thí nghiệm kiểm tra giả thuyết, xử lí kết quả và rút ra kết luận về vấn đề nghiên cứu.

Trong DH Vật lý để giúp HS có thể bằng hoạt động của bản thân mà tái tạo, chiếm lĩnh tri thức thì cách tốt nhất là GV phỏng theo PPTN của các nhà khoa học, tổ chức cho HS hoạt động theo các giai đoạn sau : Giai đoạn 1: GV mô tả hoàn cảnh thực tiễn hay biểu diễn một vài TN và yêu cầu HS dự đoán diễn biến của hiện tượng, tìm nguyên nhân hoặc xác lập một mối quan hệ nào đó.

6

Giai đoạn 2: GV hướng dẫn gợi ý cho HS xây dựng một câu trả lời dự đoán ban đầu, dựa vào quan sát và kinh nghiệm bản thân, vào kiến thức đã có…(xây dựng giả thuyết).

Giai đoạn 3: Từ giả thuyết, dùng suy luận lôgíc hay suy luận toán học suy ra hệ quả: Dự đoán một hiện tượng trong thực tiễn, một mối quan hệ giữa các đại lượng Vật lý.

Giai đoạn 4: Xây dựng và thực hiện một phương án TN để kiểm tra dự đoán trên có phù hợp với thực nghiệm không.

Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức. HS vận dụng kiến thức để giải thích hay dự đoán một số hiện tượng trong thức tiễn để nghiên cứu các thiết bị kĩ thuật… + Phương pháp thực nghiệm giúp học sinh hình thành và hoàn thiện những phẩm chất tâm lí là nền tảng cho hoạt động sáng tạo. PPTN dạy cho học sinh tìm tòi sáng tạo theo con đường và kinh nghiệm hoạt động sáng tạo mà các nhà khoa học đã trải qua. Trong quá trình giải quyết những vấn đề đó, HS sẽ bộc lộ những nét đặc trưng của hoạt động sáng tạo và đồng thời hình thành, hoàn thiện ở bản thân những phẩm chất tâm lí là nền tảng cho hoạt động sáng tạo. + Phương pháp thực nghiệm cho phép gắn lý thuyết với thực tiễn. Việc học sinh trực tiếp đề xuất phương án và tiến hành thí nghiệm kiểm tra, trực tiếp các hiện tượng, làm việc với các thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo, giải quyết những khó khăn trong thực nghiệm tạo điều kiện cho các em nâng cao được năng lực thực hành, gần gũi hơn với đời sống và kỹ thuật, khái quát hóa các kết quả thực nghiệm, rút ra những kết luận có tính chất lý thuyết (như tính chất của sự vật, hiện tượng, quy luật diễn biến, quan hệ…). Hoạt động nhận thức theo phương pháp thực nghiệm làm cho học sinh thấy được sự gắn bó mật thiết giữa lý thuyết và thực tiễn. + Phương pháp thực nghiệm là phương pháp tìm tòi, giải quyết vấn đề, mà các nhà khoa học vật lý thường sử dụng. Phương pháp thực nghiệm sẽ giúp các em giải quyết vấn đề trong học tập, trên cơ sở đó nắm vững kiến thức, kỹ

7

năng, tích lũy kinh nghiệm, nắm vững phương pháp giải quyết vấn đề trong thực tiễn. + Việc áp dụng phương pháp thực nghiệm sẽ rèn luyện cho học sinh nhiều năng lực. Nó tích cực hóa đến mức tối đa hoạt động nhận thức của học sinh, tăng cường hứng thú đối với môn học. Nó thôi thúc trong học sinh một nhu cầu về hoạt động sáng tạo, bồi dưỡng cho các em cá tính sáng tạo.

Tuy nhiên, do thời gian của tiết học chỉ có 45 phút, các học sinh trong lớp có lực học khác nhau, do đó nguy cơ một bộ phận học sinh đứng ngoài những hoạt động, vì các em không đủ khả năng giải quyết các yêu cầu. Ngoài ra, PPTN không phải lúc nào cũng áp dụng được cho tất cả các kiểu bài học Vật Lý. Do đó trong dạy học cần có sự lựa chọn và phối hợp chặt chẽ phương pháp thực nghiệm với các phương pháp thực khác một cách hợp lí.

DH bằng PPTN là một hướng ưu tiên ở trường phổ thông. Để thực hiện mỗi giai đoạn của PP thực nghiệm, đòi hỏi phải có suy nghĩ sáng tạo và có kĩ năng, kĩ xảo nhiều mặt. Bởi vậy người GV phải tuỳ theo nội dung của mỗi kiến thức, tuỳ theo trình độ HS, tuỳ theo điều kiện trang thiết bị ở trường phổ thông mà vận dụng linh hoạt các mức độ sử dụng PP này. Đồng thời với mỗi bài học cụ thể, GV phải tính đến khả năng HS có thể thực hiện được giai đoạn nào, mức độ nào là có thể thành công nhất và tập trung khai thác rèn luyện khả năng cho HS ở mặt đó.

1.1.2. Nội dung của phương pháp thực nghiệm.

Galile được coi là ông tổ của vật lý thực nghiệm, người sáng lập ra vật lý thực nghiệm và các nhà khoa học sau này đã kế thừa và hoàn chỉnh hơn. Spaski đã nêu lên thực chất của phương pháp thực nghiệm của Galile như sau: Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng một giả thuyết (dự đoán). Giả thuyết đó không chỉ đơn thuần là sự tổng quát hóa các sự kiện thực nghiệm đã làm. Nó chứa đựng một cái gì mới mẻ, không có sẵn trong từng thí

8

nghiệm cụ thể. Bằng phép suy luận logic và bằng toán học, các nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên đoán một số các sự kiện mới trước đó chưa biết đến. Những hệ quả và sự kiện mới đó lại có thể dùng thực nghiệm mà kiểm tra lại được, và nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định giả thuyết, biến giả thuyết thành định luật chính xác. [18, 108] Ở nước ta cũng đã có rất nhiều bài viết khác nhau về phương pháp thực nghiệm. Theo tác giả Phạm Hữu Tòng: “Nếu nhà khoa học dựa trên việc thiết kế (nghĩ ra) phương án thí nghiệm khả thi và tiến hành thí nghiệm (thao tác với các vật thể, thiết bị dụng cụ, quan sát, đo đạc) để thu được thông tin và rút ra câu trả lời cho vấn đề đặt ra (nó là một nhận định về một tính chất, một mối liên hệ, một nguyên lí nào đó, cho phép đề xuất một kết luận mới hoặc xác minh một giả thuyết, một phỏng đoán khoa học nào đó) thì phương pháp nhận thức trong trường hợp này được gọi là phương pháp thực nghiệm”. [19, 125] Còn theo tác giả Nguyễn Đức Thâm và Nguyễn Ngọc Hưng thì phân biệt phương pháp thực nghiệm theo nghĩa rộng và nghĩa hẹp. “Theo nghĩa rộng, phương pháp thực nghiệm có thể bao gồm từ những ý tưởng ban đầu của các nhà khoa học cho đến kết luận cuối cùng. Theo nghĩa hẹp, phương pháp thực nghiệm có thể hiểu như sau: từ lý thuyết đã biết suy ra hệ quả và dùng thí nghiệm để kiểm tra hệ quả. Các nhà thực nghiệm không nhất thiết tự mình xây dựng giả thuyết mà giả thuyết đó đã có người khác đề ra rồi nhưng chưa kiểm tra được. Nhiệm vụ của nhà vật lý thực nghiệm lúc này là từ giả thuyết đã có suy ra hệ quả có thể kiểm tra được và tìm cách bố trí thí nghiệm khéo léo, tinh vi để qua sát được hiện tượng do lý thuyết dự đoán và thực hiện các phép đo chính xác”[18, 111]. Phương pháp thực nghiệm có thể hiểu theo nghĩa rộng hoặc nghĩa hẹp tùy theo quan điểm của mỗi người xem xét, gắn với lịch sử của vật lý học, cũng như tùy theo mục đích cụ thể của người vận dụng nó trong dạy học ở các bậc học khác nhau. Nhưng mặc dù phát biểu theo cách nào thì các yếu tố cơ bản của phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu khoa học cũng bao gồm:

9

+ Vấn đề cần giải đáp hoặc giả thuyết cần kiểm tra. + Xử lý một giả thuyết để có thể đưa nó vào kiểm tra bằng thực nghiệm. + Xây dựng (thiết kế) phương án thí nghiệm cho phép thu lượm thông tin cần thiết cho sự xác lập giả thuyết hoặc kiểm tra giả thuyết. + Tiến hành thí nghiệm và ghi nhận kết quả (quan sát, đo…). + Phân tích kết quả và kết luận.

1.1.3. Cấu trúc của dạy học bằng phương pháp thực nghiệm.

Cấu trúc hoạt động dạy học bằng phương pháp thực nghiệm có thể biểu diễn theo sơ đồ sau:

1. Xác định vấn đề học tập

2. Nêu dự đoán khoa học

3. Suy ra hệ quả logic

7.Áp dụng định luật

4.Xây dựng phương án TNKQ

6.Rút ra định luật mới

5.Tiến hành TNKQ

Sơ đồ 1.1: Sơ đồ PPTN trong dạy học Vật lý Ta hãy phân tích cấu trúc của từng hành động của sơ đồ: 1. Đề xuất vấn đề nghiên cứu.

10

Theo M.A. Đanilop và M.N.Xcatkin: “Vấn đề” là bài toán mà cách thức hoàn thành hay kết quả của nó chưa được học sinh biết trước, nhưng học sinh đã nắm được những kiến thức và kĩ năng xuất phát để từ đó thực hiện sự tìm tòi kết quả đó hay cách thức hình thành bài làm. Nói cách khác đó là câu hỏi mà học sinh chưa biết lời giải đáp nhưng có thể bắt tay vào tìm kiếm lời giải ”.[ 6,89] Theo I.Ia.Lecne: “Vấn đề là một câu hỏi nảy ra hay được đặt ra cho chủ thể mà chủ thể chưa biết lời giải từ trước, và phải tìm tòi sáng tạo lời giải nhưng chủ thể đã có một số phương tiện ban đầu để sử dụng thích hợp vào việc tìm tòi đó”.[10,27] Các thao tác: Quan sát thực tiễn, ghi chép số liệu quan sát, so sánh phân tích tổng hợp trên cơ sở những tri thức đã có kết hợp với trực giác nhận ra điều chưa giả quyết hoặc giải quyết chưa triệt để.

2. Hình thành giả thuyết khoa học.

Việc hình thành giả thuyết khoa học được dựa trên các dữ liệu đã có, đó là sự tích lũy về lượng. Đứng trước vấn đề nhận thức, người nghiên cứu biến đổi các dữ liệu trong óc, tìm thấy sự liên hệ giữa các biểu tượng đã có với các dữ kiện của vấn đề cần giải quyết, từ đó nảy sinh “ý tưởng” về phương pháp giải quyết vấn đề một cách trực giác. Khi đó, trong đầu người nghiên cứu có một loạt các thao tác tư duy được thực hiện: + Phân tích, so sánh các dữ kiện. + Đối chiếu, đánh giá các dữ kiện, biểu tượng đã có với câu hỏi nhận thức. + Khái quát hóa, trừu tượng hóa kết hợp với trực giác tiên đoán hướng phát triển, quy luật tồn tại của các dữ kiện và sự kiện đã có.

Kết quả là nêu ra được giả thuyết . Giả thuyết nêu ra phải thỏa mãn hai chức năng: Giải thích và tiên đoán. Giải thuyết phải sơ bộ giải thích được các sự kiện thực nghiệm đã biết. Quan trọng hơn giả thuyết phải có chức năng tiên đoán một hiện tượng mới chưa từng được biết đến. Giả thuyết là sự kết hợp giữa suy luận logic và trực giác.

11

3. Suy ra hệ quả logic.

Hệ quả logic được suy ra từ giả thuyết trong phương pháp thực nghiệm phải thỏa mãn hai điều kiện: + Tuân theo quy tắc logic và quy tắc toán học + Có thể kiểm tra bằng thí nghiệm Vật lý.

4. Tiến hành thí nghiệm kiểm tra. Đây là hành động đặc thù của phương pháp thực nghiệm. Các thao tác của hành động tiến hành thí nghiệm kiểm tra tính xác thực của hệ quả logic: a. Lập phương án thí nghiệm b. Tiến hành thí nghiệm Căn cứ vào phương án đã vạch, nhà nghiên cứu lắp ráp dụng cụ thí nghiệm theo sơ đồ và tiến hành thí nghiệm. Các thao tác cơ bản gồm: + Lắp ráp dụng cụ theo sơ đồ. + Tiến hành thí nghiệm, là xuất hiện hiện tượng và quan sát, đo đạc, ghi chép số liệu. c. Xử lý số liệu (kết quả thí nghiệm): Cách xử lý số kết quả thí nghiệm đã được vạch sẵn từ khi xây dựng phương án thí nghiệm. Thông thường có thể xử lí theo kiểu lập bảng, lập tỉ số, tính trung bình, vẽ đồ thị... Căn cứ vào kết quả thí nghiệm, người nghiên cứu đánh giá tính chân thực của hệ quả.

5. Rút ra kết luận Nếu kết quả thí nghiệm khẳng định hệ quả tức là khẳng định điều tiên đoán của giả thuyết thì tính chân thực của giả thuyết cũng được khẳng định. Nếu kết quả thí nghiệm phủ định giả thuyết, nghĩa là giả thuyết chỉ giải thích được sự kiện đã có, nhưng lại không phù hợp với sự kiện mới, người nghiên cứu phải xem lại hoặc là thí nghiệm hoặc là việc suy ra hệ quả logic có phạm sai lầm gì hoặc là phải xem lại chính bản thân giả thuyết để điều chỉnh, chừng nào có sự

12

phù hợp của kết quả thí nghiệm với hệ quả của giả thuyết, chừng đó giả thuyết nêu ra mới thành chân lý khoa học.

6. Áp dụng định luật, lý thuyết vào thực tiễn + Áp dụng định luật để nghiên cứu Vật lý + Áp dụng định luật (lý thuyết) Vật lý vào thực tiễn kĩ thuật và đời sống.

1.1.4. Phối hợp PPTN và các phương pháp nhận thức khác trong DH vật lý. Để đạt được mục tiêu trong dạy học bộ môn Vật lý, tùy vào trường hợp cụ thể GV có thể sử dụng phương pháp dạy học phù hợp nhất. Tuy nhiên trong một số bài học không nhất thiết GV chỉ sử dụng một phương pháp mà cần có sự phối hợp của một hay nhiều PPDH khác nhau, miễn sao mục tiêu dạy học được đảm bảo.

Trong quá trình dạy học Vật lý bằng PPTN ngoài các bước cần thiết, cơ bản đặc trưng của của phương pháp này, GV phải dựa vào nội dung từng bài học hay từng chi tiết cụ thể để áp dụng một cách linh hoạt các phương pháp dạy học khác, ví dụ như: phương pháp thí nghiệm tưởng tượng, phương pháp dạy học giải quyết vấn đề, phương pháp dạy học kiến tạo, phương pháp dạy học dự án...

Khi sử dụng các phương pháp dạy học người giáo viên cần quan tâm tới việc thu hút học sinh tham gia tích cực vào tiến trình của bài học. Chẳng hạn, trong các phương pháp dùng lời, giáo viên cuốn hút học sinh vào quá trình đàm thoại, vào việc thảo luận các phương pháp giải bài toán, các vấn đề được nêu ra... Khi sử dụng các phương pháp trực quan giáo viên yêu cầu học sinh soạn kế hoạch thí nghiệm, vẽ sơ đồ thiết bị, thực hiện các phương án thí nghiệm, lắp ráp các sơ đồ... Việc ứng dụng các phương pháp thực hành cho phép đưa vào các yếu tố nghiên cứu các bài tập sáng tạo...Việc áp dụng các PPDH Vật lý thường gắn liền với việc phát triển tư duy của học sinh, vì khi áp dụng một phương pháp dạy học cụ thể người giáo viên đồng thời đã dạy cho học sinh các thao tác logic nhất định và cũng gắn liền với việc giáo dục ở học sinh các phẩm chất như: chú ý, ý chí, hứng thú, yêu lao động.

13

Tuy nhiên, không một phương pháp dạy học nào được xem là vạn năng và thích hợp cho việc giải quyết mọi nhiệm vụ dạy học, vì vậy tuỳ thuộc vào mục tiêu của bài học, đặc điểm lứa tuổi của học sinh và các yếu tố khác để lựa chọn phương pháp dạy học thích hợp là một trong các biện pháp nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học. Thực tế dạy học Vật lý cũng cho thấy, không có một phương pháp dạy học nào được áp dụng tách biệt hoàn toàn với các phương pháp khác, chẳng hạn các phương pháp dùng lời thường kết hợp với việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn và các phương tiện trực quan. Việc giải các bài tập Vật lý (phương pháp thực hành) thường kết hợp với việc giải thích, minh hoạ bằng đồ thị... Hơn nữa, việc vận dụng một phương pháp dạy học còn tuỳ theo nội dung bài học, có thể có những biến dạng khác nhau, có tính chất và mức độ phức tạp khác nhau.

1.2. Phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông 1.2.1. Phương pháp thực nghiệm trong việc thực hiện mục tiêu dạy học Nghị quyết TW 2 (khóa VIII) của Đảng đã chỉ rõ: “Nhiệm vụ cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng những con người và

thế hệ thiết thực gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội… có ý thức cộng đồng và tính tích cực của cá nhân làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi…”.

Cụ thể hóa mục tiêu đào tạo con người mới theo Nghị quyết của Đảng, mục tiêu giáo dục THCS và THPT nêu rõ: bồi dưỡng cho học sinh các phương pháp nhận thức đặc thù của vật lý học, trước hết là PPTN vật lý.

Học là nhận thức, là tìm tòi sáng tạo, vì thế phương pháp nhận thức khoa học là hạt nhân của phương pháp dạy học. Do đó, PPTN có những đặc điểm riêng làm cho việc sử dụng nó trong dạy học vật lý trở thành một giải pháp tổng hợp nhằm thực hiện có hiệu quả mục tiêu dạy học.

14

1.2.2. Các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm và hướng dẫn học sinh hoạt động trong mỗi giai đoạn.

Bồi dưỡng cho học sinh PPTN có nghĩa là tổ chức cho học sinh hoạt động nhận thức theo các giai đoạn của PPTN của quá trình nhận thức khoa học. Vì vậy tốt nhất là giáo viên phỏng theo phương pháp thực nghiệm của các nhà khoa học mà tổ chức cho học sinh hoạt động theo các giai đoạn sau:

 Giai đoạn 1: Làm nảy sinh vấn đề.

Giáo viên tổ chức các tình huống học tập có vấn đề như: mô tả một hoàn cảnh thực tiễn, biểu diễn một vài thí nghiệm… và yêu cầu các em dự đoán diễn biến của hiện tượng hoặc xác lập mối liên hệ nào đó. Tóm lại là nêu lên một câu hỏi mà học sinh chưa biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòi mới trả lời được.

Từ đó, kích thích hứng thú học tập của học sinh.

 Giai đoạn 2: Xây dựng dự đoán (giả thuyết).

Giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho học sinh xây dựng một câu trả lời dự đoán ban đầu dựa vào sự quan sát, vào kinh nghiệm của bản thân, vào những kiến thức đã có… ( ta gọi là xây dựng giả thuyết ). Những dự đoán này có thể còn thô sơ, có vẻ hợp lý nhưng chưa chắc chắn. Người giáo viên phải hướng dẫn các em biết dự đoán có căn cứ, giúp học sinh lập luận, loại trừ các dự đoán chưa có căn cứ vững chắc, chọn lựu và xây dựng dự đoán hợp lí hơn cả.

 Giai đoạn 3: Từ dự đoán suy luận rút ra hệ quả logic có thể kiểm tra được.

Giả thuyết được nêu dưới dạng một phán đoán: đó là một nhận định có thể mang tính bản chất khái quát. Tính đúng đắn của giả thuyết cần phải được kiểm tra. Việc kiểm tra trực tiếp một nhận định khái quát thường không thể mà thay vào đó là kiểm tra hệ quả của nó. Hệ quả logic được suy luận từ giả thuyết trong phương pháp thực nghiệm phải thỏa mãn 2 điều: + Tuân theo quy tắc logic hoặc toán học.

15

+ Có thể kiểm tra bằng thí nghiệm vật lý.

Các phép suy luận logic và toán học phải dẫn đến kết luận có dạng: + Biểu thức toán học biểu diễn sự phụ thuộc của các đại lượng vật lý mà những đại lượng này phải đo được trực tiếp ( ví dụ: nhiệt độ, thể tích…). + Một khẳng định tồn tại hay không tồn tại một hiện tượng nào đó có thể quan sát được trực tiếp hoặc quan sát gián tiếp qua sự biến đổi của một đại lượng vật lý nào đó.

Việc suy ra hệ quả logic có thể gồm một số trong các thao tác sau: phân tích, so sánh đối chiếu, suy luận suy diễn, cụ thể hóa.

 Giai đoạn 4: Đề xuất và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra hệ quả dự đoán. Đây là hành động đặc thù của phương pháp thực nghiệm. Trong giai đoạn này bao gồm các thao tác sau: a. Đề xuất phương án thí nghiệm. b. Tiến hành thí nghiệm.

 Giai đoạn 5: Rút ra kết luận (Hợp thức hóa kết quả nghiên cứu).

Nội dung của giai đoạn này bao gồm: + Tổ chức cho học sinh hoặc nhóm học sinh báo cáo kết quả nghiên cứu của mình trước lớp. + Tổ chức cho học sinh (các nhóm học sinh) trao đổi, tranh luận, đánh giá kết quả nghiên cứu của bạn, thí nghiệm có kiểm tra được đúng điều dự đoán không, cần bổ sung điều chỉnh thế nào. + Giúp học sinh chuẩn xác hóa các kết luận, rút ra kiến thức.

* Giai đoạn 6: Vận dụng kiến thức mới.

1.2.3. Những hoạt động của giáo viên và học sinh khi dạy học bằng PPTN.

1.2.3.1. Những hoạt động nhận thức vật lý của học sinh. * Hoạt động học là một hoạt động đặc thù của con người nhằm tiếp thu

16

những tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm mà loài người đã tích lũy được, đồng thời phát triển những phẩm chất năng lực của người học.

Theo lý thuyết hoạt động, hoạt động học có cấu trúc, gồm nhiều thành phần có quan hệ và tác động lẫn nhau: Động cơ

Hoạt động

Mục đích

Hành động

Phương tiện

Thao tác

Điều kiện Hình 1.1: Cấu trúc của hoạt động học theo lý thuyết hoạt động.

* Đối với hoạt động học tập vật lý của học sinh ở trường phổ thông thì các hành động được dùng phổ biến là: + Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng.

Phân tích một hiện tượng phức tạp ra thành những hiện tượng đơn giản. + Xác định những giai đoạn diễn biến của hiện tượng. + Bố trí một thí nghiệm để tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện xác định. + Tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các sự vật hiện tượng. + Mô hình hóa những sự kiện thực tế quan sát được dưới dạng những khái niệm, những mô hình lý tưởng để sử dụng chúng làm công cụ của tư duy. + Đo một đại lượng vật lý. Tìm mối quan hệ hàm số giữu các đại lượng vật lý, biểu diễn bằng công cụ toán học. + Giải thích một hiện tượng thực tế. + Xây dựng một giả thuyết.

17

+ Từ giả thuyết, suy ra một hệ quả. + Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả). + Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật vật lý. Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động. + Đánh giá kết quả hành động. + Tìm những phương pháp chung để giải quyết một loại vấn đề.

* Còn trong mục tiêu bồi dưỡng PPTN cho học sinh, để lĩnh hội được PPTN thì học sinh cần phải có kỹ năng thực hiện những thao tác và hành động chính của PPTN. 1. Đo đạc: học sinh đo đạc những đại lượng biến thiên nhanh, đo gián tiếp các đại lượng, biết cách tính sai số tuyệt đối, tương đối và đánh giá độ chính xác của phép đo. Biết vẽ đồ thị. Biết sử dụng đồ thị tra cứu những thông tin cần thiết 2. Quan sát: Quan sát hiện tượng diễn biến nhanh, quan sát quá trình có nhiều hơn 2 đại lượng biến thiên, biết khống chế điều kiện để đơn giản hóa quá trình. Mô tả kết quả quan sát bằng bảng số, đồ thị từ đó rút ra những nhận xét.

Và quan sát để đưa ra giả thuyết sơ bộ.

3. Thí nghiệm vật lý: Biết sử dụng các hành động và các thao tác trong việc tiến hành thí nghiệm theo chỉ dẫn; Bước đầu có hiểu biết và kỹ năng đề xuất phương án thí nghiệm nhằm kiểm tra giả thuyết; rút ra kết luận về vấn đề nghiên cứu.

4. Về các thao tác tư duy: Biết phân tích, so sánh các kết quả quan sát và đo đạc, thí nghiệm; biết tổng hợp khái quát hóa để rút ra kết luận đơn giản.

5. Những hiểu biết về lý thuyết phương pháp thực nghiệm và vận dụng.

HS hiểu được những khâu cơ bản của PPTN, bước đầu biết sử dụng PPTN xây dựng một vài định luật đơn giản, tự lực nghiên cứu một vấn đề đơn giản bằng phương pháp thực nghiệm.

Như vậy, khi hướng dẫn HS nhận thức vật lý bằng PPTN thì hành động và thao tác đặc thù của nhận thức vật lý đã nêu trên có cơ hội thực hiện; HS được

18

bồi dưỡng, rèn luyện tư duy lý thuyết và thực nghiệm – tư duy vật lý.

1.2.3.2. Những hoạt động của GV khi hướng dẫn HS chiếm lĩnh kiến thức theo PPTN vật lý.

- Xây dựng tình huống có vấn đề.

- Lựa chọn một logic nội dung bài học thích hợp.

- Rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hiện những thao tác cơ bản, những hành động phổ biến.

- Lựa chọn và cung cấp cho học sinh những phương tiện, công cụ cần thiết để thực hiện các hành động.

- Định hướng hành động tư duy học sinh theo các giai đoạn của PPTN. Việc định hướng hành động tư duy học sinh được thực hiện thông qua các câu hỏi. Có 3 kiểu định hướng thường sử dụng: + Định hướng tái tạo: là kiểu định hướng trong đó GV hướng học sinh vào việc huy động, áp dụng những kiến thức, cách thức hoạt động học sinh đã nắm được hoặc đã được người dạy chỉ ra một cách tường minh, để học sinh có thể thực hiện nhiệm vụ mà họ đảm nhận. + Định hướng tìm tòi: GV không chỉ ra cho HS một cách tường minh các kiến thức và cách thức hoạt động cần áp dụng, mà GV chỉ đưa ra cho HS những gợi ý sao cho HS có thể tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng những kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để giải quyết nhiệm vụ mà họ đảm nhận. + Định hướng khái quát chương trình hóa: là kiểu định hướng phối hợp các đặc điểm của hai kiểu định hướng trên, trong đó GV cũng gợi ý cho học sinh tự tìm tòi nhưng chú ý giúp cho HS ý thức được đúng đường lối khái quát của việc tìm tòi giải quyết vấn đề và sự định hướng theo các bước hợp lí.

1.3. Các hình thức dạy học bằng phương pháp thực nghiệm trong vật lý 1.3.1. Dạy học bằng PPTN trong bài học nghiên cứu tài liệu mới.

1.3.1.1. Những lưu ý khi dạy học bằng PPTN thông qua nghiên cứu tài liệu mới.

19

Không thể dạy học bằng PPTN một cách thuần túy mà phải dạy thông qua việc vận dụng phương pháp đó để xây dựng một đơn vị tri thức nào đó. Như vậy, yêu cầu của bài học là HS vừa nắm được những tri thức cơ bản vừa nắm được phương pháp ở mức độ nào đó về lý thuyết và thực hành.

Tiến trình xây dựng tri thức vật lý phải phỏng theo việc tạo ra tri thức ấy của nhà bác học, học sinh tham dự vào việc “khám phá lại” tri thức trong điều kiện nhà trường.

So với các bài học khác, bài học tường minh PPTN thực hiện đồng thời hai nội dung dạy học: dạy tri thức về sự kiện và dạy tri thức về phương pháp.

Bài học không cho phép nêu ra định luật dưới dạng thông báo, buộc học sinh phải công nhận mà phải tạo ra nó. Vì vậy, các bài học tường minh PPTN được lựa chọn sao cho thí nghiệm kiểm tra hệ quả logic của giả thuyết có nội dung tương tự với thí nghiệm thực hành.

Các tri thức của vật lý được xây dựng bằng một số hữu hạn các phương pháp nhận thức khoa học bộ môn, vì thế bài học tường minh PPTN là hạn chế.

1.3.1.2. Logic của bài học tường minh phương pháp thực nghiệm.

“Vấn đề nhận thức” ở bài học tường minh là nội dung của PPTN. Nội dung này được giới thiệu, trình bày một cách tự nhiên, làm sao HS cảm thấy không quá xa lạ. Một số hành động ứng với mức độ áp dụng là: sử dụng, giải quyết, dự đoán, thiết kế, chứng minh…

Quy trình bài học tường minh PPTN có thể qua các bước sau:

Bước 1: Đặt vấn đề, nêu ví dụ làm nổi lên vấn đề cần nhận thức: bằng cách nào người ta xây dựng các định luật Vật Lý hoặc cách thức, phương pháp tạo ra định luật Vật lý là gì?

Bước 2: Cho HS được trả qua tất cả các giai đoạn của PPTN khi GV sử dụng chính phương pháp đó để xây dựng một định luật Vật lý nào đó.

Bước 3: Khái quát những giai đoạn chính trong quá trình trên, lập thành sơ đồ cấu trúc của phương pháp thực nghiệm.

20

Chương “Động lực học chất điểm” với một số nội dung gắn liền với thực nghiệm là điều kiện thuận lợi để bồi dưỡng, củng cố, vận dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học vật lý.

1.3.2. Dạy học bằng PPTN trong bài học bài tập thí nghiệm 1.3.2.1. Phân loại bài tập thí nghiệm vật lý.

1.3.2.1.1. Bài tập thí nghiệm định tính.

Những bài tập này không có các phép đo đạc, tính toán định lượng, công cụ để giải là những phương suy luận logic trên cơ sở các định luật, khái niệm vật lý và những quan sát định tính. + Bài tập thí nghiệm, quan sát và giải thích hiện tượng: là những bài tập yêu cầu học sinh: làm thí nghiệm theo chỉ dẫn, quan sát theo mục tiêu đã chỉ sẵn, mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có. + Bài tập thiết kế phương án thí nghiệm: Nội dung của loại bài tập này là: học sinh căn cứ vào yêu cầu của bài toán, vận dụng các định luật một cách hợp lý, thiết kế phương án thí nghiệm để đo đạc một đại lượng vật lý nào đó, xác định sự phụ thuộc giữa các thông số vật lý.

1.3.2.1.2. Bài tập thí nghiệm định lượng.

Những bài tập này yêu cầu học sinh đo đạc đại lượng vật lý với các thiết bị, tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng. Có thể chia làm 3 mức độ. + Mức độ 1: Cho thiết bị, hướng dẫn cách làm thí nghiệm, yêu cầu học sinh làm thí nghiệm tìm quy luật, đo đạc đại lượng. + Mức độ 2: Cho thiết bị, học sinh thiết kế phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm tìm quy luật hoặc đo đạc. + Mức độ 3: Yêu cầu học sinh tự chon thiết bị, thiết kế phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật.

Có thể tóm tắt sự phân loại bài tập thí nghiệm vật lý trong trường phổ thông bằng sơ đồ sau:

21

Bài tập thí nghiệm vật lý

Bài tập TN định tính

Làm TN, quan sát, mô tả, giải thích

Bài tập TN định lượng

Thiết kế phương án TN

Thiết lập, minh họa định luật

Đo lường đại lượng vật lý

Ba mức độ

1. Điều gì xẩy ra nếu...?

2. Tại sao lại xẩy ra như vậy?

1. Làm thế nào để đo...với các thiết bị...?

2. Nêu phương án đo...với các thiết bị

MĐ1. Cho thiết bị hướng dẫn cách làm TN. Yêu cầu đo đặc, tìm quy luật.

MĐ2. Cho thiết bị. Yêu cầu lập PATN, làm TN đo đạc, tìm quy luật.

MĐ3. Yêu cầu lựa chọn thiết bị, lập PATN, làm TN đo đạc, tìm quy luật hoặc chứng minh một quy luật

Sơ đồ 1.2. Phân loại hệ thống bài tập thí nghiệm Vật lý 1.3.2.2. Phương pháp dạy học bằng bài tập thí nghiệm vật lý.

Bài tập thí nghiệm vật lý có thể sử dụng trong những hình thức dạy học khác nhau:

22

+ Bài học vật lý có sử dụng bài tập thí nghiệm ở trên lớp. Đa số các giờ học, bài tập vật lý được sử dụng sau khi học sinh học xong tài liệu mới. Giờ học bài tập vật lý có thể chia làm hai giai đoạn: giai đoạn xây dựng phương pháp giải bài tập, giai đoạn rèn luyện kỹ năng. Các bài tập thí nghiệm được sử dụng trong giai đoạn thứ hai. Sau khi học sinh đã làm thành thạo các bài tập, tỏ ra nắm vững các kiến thức cơ bản thuộc một phần nào đó và phương pháp vận dụng chúng giải các bài toán cụ thể thông thường, giáo viên cho học sinh các bài tập thí nghiệm về nhà. Trong giờ học làm bài tập vật lý là sự thảo luận của học sinh về các lời giải khác nhau, giáo viên đóng vai trò trọng tài. + Quan sát và thí nghiệm vật lý ở nhà.

Thời gian trên lớp rất hạn chế, mặt khác bài tập thí nghiệm thường chiếm thời gian lớn của tiết học, vì vậy hầu hết các bài tập thí nghiệm được học sinh giải ở nhà; giờ bài tập lên lớp chỉ là giúp học sinh tháo gỡ những khó khăn mà đa số các em gặp phải. + Trong các cuộc tham quan, dã ngoại học tập. Đối tượng nghiên cứu của vật lý học có mặt ở mọi lúc, mọi nơi. Vì vậy, nhận thức vật lý cũng có thể tiến hành trong mọi hoàn cảnh nếu giáo viên biết gợi ý cho học sinh suy nghĩ, biết đặt câu hỏi phù hợp với hoàn cảnh.

1.3.3. Dạy học bằng PPTN thông qua thí nghiệm thực hành 1.3.3.1. Vai trò của thí nghiệm đối với việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh.

Thí nghiệm có vai trò hết sức to lớn trong việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm và phát triển tư duy cho học sinh. Các kỹ năng (đo đạc các đại lượng, lựa chon, lắp ráp, tiến hành thí nghiệm, quan sát, ghi số liệu, xử lý số liệu, lập bảng biểu, vẽ đồ thị, rút ra kết luận…) là những thao tác hết sức cơ bản của phương pháp thực nghiệm.

23

Có thể chia thí nghiệm thực tập thành các loại sau (căn cứ vào điều kiện và địa điểm thí nghiệm): thí nghiệm thực tập ở trường và ở nhà.

Thí nghiệm thực tập ở trường có thể chia thành hai loại căn cứ vào mục đích thí nghiệm: + Thí nghiệm trực diện nghiên cứu là những thí nghiệm được tiến hành đồng loạt trên lớp theo cùng mục đích, cùng một loại thiết bị, cùng một nhịp độ dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Thí nghiệm trực diện được tiến hành khi học sinh chưa đủ cơ sở lý thuyết và kỹ năng thực hành để tiến hành thí nghiệm về vấn đề nghiên cứu. Vai trò của giáo viên không thể vắng mặt trong hình thức thí nghiệm này. Giáo viên là người hướng dẫn trực tiếp, là trọng tài phân tích kết quả giữa các nhóm thí nghiệm, là người tổng kết thí nghiệm. + Thí nghiệm thực hành: là những thí nghiệm diễn ra ở phòng thí nghiệm, được tiến hành sau khi học sinh đã tích lũy được những kiến thức nhất định. Thí nghiệm thực hành tổng hợp luân phiên được tiến hành theo từng nhóm học sinh.

Mỗi nhóm có một nội dung thí nghiệm khác nhau với thiết bị, mục đích, yêu cầu và phương pháp thí nghiệm riêng nhằm củng cố ôn tập, khắc sâu và nâng cao một nội dung và kiến thức nào đó của giáo trình Vật Lý và rèn luyện những kỹ năng, kỹ xảo nhất định. Ở đây đòi hỏi tính tự lực của học sinh cao hơn, sự hướng dẫn của giáo viên có thể gián tiếp (thông qua tài liệu hướng dẫn) hoặc trực tiếp.

Hai hình thức thí nghiệm thực tập trên đều có những tác dụng khác nhau đối với việc thực hiện các nhiệm vụ của dạy học và đặc biệt có tác dụng để bồi dưỡng năng lực nhận thức bằng phương pháp thực nghiệm cho học sinh, chúng bổ sung và hỗ trợ nhau.

1.3.3.2. Phương pháp hướng dẫn học sinh tiến hành các thí nghiệm thực hành.

Thí nghiệm thực hành nếu cứ thực hiện như cách làm truyền thống thì mục đích chỉ dừng lại ở mục đích là củng cố kiến thức lý thuyết có liên quan và rèn luyện kỹ năng kỹ xảo thực hành thí nghiệm. Nghĩa là việc bồi dưỡng PPTN

24

chỉ dừng lại ở việc bồi dưỡng hành động thực hiện thí nghiệm theo hướng dẫn có sẵn, HS không phải thực hiện các giai đoạn nêu dự đoán, suy ra hệ quả logic, xây dựng phương án thí nghiệm là những khâu rất quan trọng của PPTN gắn liền với năng lực thí nghiệm cần được quan tâm. Để làm được điều đó, cần xây dựng các bài thí nghiệm thực hành nâng cao đó là chuyển thí nghiệm thực hành thành bài tập thí nghiệm. Sau đây là những gợi ý về phương pháp hướng dẫn học sinh khi tiến hành các thí nghiệm thực hành. a. Công tác chuẩn bị: - Giáo viên: chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm đầy đủ cho mỗi bài thí nghiệm, bản hướng dẫn để mỗi HS nghiên cứu trước nội dung thí nghiệm.

- Học sinh: chuẩn bị các cơ sở lý thuyết trước khi làm thí nghiệm. b. Hướng dẫn thí nghiệm thực hành.

Trong giờ thực hành, học sinh được chia thành các nhóm học sinh.

Giáo viên đi từng bàn kiểm tra việc chuẩn bị của HS, các vướng mắc của học sinh được giáo viên trực tiếp giải quyết. Các báo cáo thí nghiệm của học sinh phải được GV đánh giá ngay để kịp thời bổ sung những vướng mắc.

1.4. Dạy học giải quyết vấn đề 1.4.1. Bản chất của dạy học giải quyết vấn đề Trong hệ các phương pháp dạy học nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh, dạy học GQVĐ là một phương pháp có thể áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh khác nhau ở nhiều vùng miền khác nhau. Vậy dạy học GQVĐ là gì? Vấn đề này đã được nhiều nhà khoa học quan tâm.

Theo I.Ia.Lecne: “Dạy học nêu vấn đề là phương pháp dạy học trong đó học sinh tham gia một cách có hệ thống vào quá trình giải quyết các vấn đề và các bài tập có vấn đề được xây dựng theo nội dung tài liệu học trong chương trình”. [11,22] Theo Nguyễn Văn Khải thì: “Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề được xem như hệ thống các quy tắc áp dụng các thủ pháp dạy học có tính đến logic

25

của các thao tác tư duy và các quy luật của hoạt động nhận thức của học sinh. Sự khác nhau cơ bản giữa dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề với dạy học truyền thống là ở mục đích và nguyên tắc tổ chức quá trình dạy học. Mục đích của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là làm cho học sinh nắm vững không chỉ các cơ sở khoa học mà chính cả quá trình thu nhận các kiến thức và các sự kiện khoa học, sự phát triển của năng lực nhận thức và sáng tạo của học sinh. Nguyên tắc cơ bản tổ chức dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là nguyên tắc hoạt động tìm kiếm học sinh, tức là nguyên tắc tự HS tìm kiếm các sự kiện khoa học, các hiện tượng, định luật, các phương pháp nghiên cứu khoa học, các phương pháp ứng dụng kiến thức vào thực tế ”.[7, 52] Theo Phạm Thị Phú: “Dạy học GQVĐ là quá trình dạy học được giáo viên tổ chức phỏng theo quá trình nhận thức sáng tạo vật lý, trong đó học sinh đóng vai trò là nhà nghiên cứu (trong các điều kiện của dạy học) có sự giúp đỡ trực tiếp hay gián tiếp của giáo viên”. [12, 11] Như vậy, có nhiều cách diễn đạt khác nhau với những tên gọi không giống nhau song đều nói lên bản chất của dạy học GQVĐ là một phương pháp dạy học trong đó GV tổ chức cho học sinh tự lực xây dựng tìm kiếm tri thức mới dưới sự hướng dẫn giúp đỡ của giáo viên.

Dạy học GQVĐ không chỉ là một phương pháp đơn nhất thuần tuý, nó có thể xâm nhập vào tất cả các phương pháp khác làm cho tính chất của các phương pháp đó trở nên tích cực hơn. Giáo viên có thể tổ chức áp dụng phương pháp này ở những mức độ khác nhau sao cho có thể phát huy đựoc tính tích cực của học sinh.

1.4.2. Tình huống có vấn đề trong dạy học vật lý.

Tình huống có vấn đề đó là trở ngại về trí tuệ con người, xuất hiện khi họ chưa biết cách giải thích hiện tượng, sự kiện, quá trình của thực tế, khi chưa thể đạt tới mục đó bằng cách thức hành động quen thuộc. Tình huống này kích thích

26

con người tìm tòi cách giải thích hay hành động mới, tình huống có vấn đề là quy luật của hoạt động nhận thức, sáng tạo có hiệu quả. Tình huống có vấn đề quy định sự khởi đầu của tư duy, hành động của tư duy tích cực sẽ diễn ra trong suốt quá trình nêu và giải quyết các vấn đề.

Như vậy: nội dung cơ bản của dạy học GQVĐ là đặt ra trước học sinh một hệ thống tình huống có vấn đề, những điều kiện đảm bảo việc giải quyết các vấn đề đó và những chỉ dẫn nhằm đưa học sinh vào con đường tự lực giải quyết các vấn đề đã đặt ra. Bằng con đường đó không những học sinh thu được kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới mà còn rèn luyện được năng lực tự lực nhận thức và phát triển được năng lực sáng tạo.

1.4.3. Cấu trúc dạy học giải quyết vấn đề trong môn vật lý .

Quá trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề có thể chia làm 3 giai đoạn: 1.4.3.1. Đặt vấn đề xây dựng bài toán nhận thức. Đây là giai đoạn đặt học sinh vào tình huống có vấn đề, mục đích chính của giai đoạn này là: + Làm xuất hiện trước HS mâu thuẫn nhận thức, giúp học sinh xác định rõ nhiệm vụ nhận thức và tiếp nhận nó, tức là tạo ra nhu cầu nhận thức ở HS. + Kích thích ở học sinh hứng thú nhận thức sao cho các em phấn khởi, sẵn sàng giải quyết vấn đề một cách liên tục. + Đặt học sinh trước những khó khăn vừa sức, những khó khăn này khiến các em phải căng óc ra suy nghĩ giải quyết nhưng không được khó quá để làm mất hứng thú của học sinh. Khó khăn có thể giải quyết được sẽ củng cố niềm tin của học sinh.

1.4.3.2. Giai đoạn giải quyết vấn đề. a) Các công việc của giai đoạn này là:

27

Đề xuất các giả thuyết - Lập kế hoạch giải quyết vấn đề - Thực hiện kế hoạch. b) Mục đích của giai đoạn này là: - Đưa học sinh vào con đường tự lực, khai thác tri thức.

- Làm cho học sinh quen dần với phương pháp khoa học trong nghiên cứu giải quyết vấn đề.

- Để đạt mục đích của giai đoạn này bao gồm hai yếu tố cơ bản: xây dựng giả thuyết và kiểm tra giả thuyết.

Giả thuyết là một vấn đề giả sử có, đề ra để giải thích một hiện tượng nào đó và đòi hỏi phải được xác minh bằng thí nghiệm hoặc bằng những luận chứng khoa học. Trước một tình huống có vấn đề học sinh đề ra được nhiều giả thuyết khác nhau và GV hướng dẫn HS tiến hành luận chứng cho giả thuyết, nghĩa là chọn lọc một cách có căn cứ một trong các giả thuyết đã đề ra làm con đường đáng tin nhất để giải quyết vấn đề.

Khi đã chọn được một giả thuyết tương đối có triển vọng rồi thì phải kiểm chứng các giả thuyết đó. Đối với vật lý học việc kiểm chứng các giả thuyết thường được thực hiện nhờ thí nghiệm. Chú ý tiến hành thí nghiệm ngắn gọn, hợp lí, kết luận rút ra từ thí nghiệm xuất hiện một cách logic và nằm trong phạm vi kiến thức mà học sinh có thể hiểu được.

1.4.3.3. Kiểm tra, vận dụng kết quả.

Các công việc cụ thể của giai đoạn này là: a) Thảo luận kết quả và đánh giá. b) Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết đã nêu. c) Phát biểu kết luận. d) Đề xuất vấn đề mới.

Trong giai đoạn này chú ý cho học sinh vận dụng sáng tạo các tri thức đã thu nhận được, tức là vận dụng để giải quyết những tình huống mới, khai thác với những tình huống mới gặp phải khi thu nhận kiến thức.

28

Sơ đồ 1.3. Quy trình tổ chức DH GQVĐ

GIAO NHIỆM VỤ (VẤN ĐỀ)

Làm rõ vấn đề học tập (GV – HS: thảo luận) - Xác định mục tiêu - Làm rõ các khái niệm Hướng dẫn công việc (GV) - Tìm tài liệu và địa chỉ tìm kiếm thông tin - Định kế hoạch thời gian Tổ chức nhóm (GV - HS) - Hướng dẫn làm việc nhóm - Cách thức liên hệ với GV Làm việc nhóm - Đề xuất giả thuyết – Ý tưởng kiểm chứng giả thuyết được chọn - Phân công trách nhiệm, thời hạn cho cuộc họp nhóm tiếp theo...

GIẢI QUYẾT NHIỆM VỤ

Làm việc cá nhân (GV - HS) - Tìm kiếm, đọc tài liệu - Tổng hợp vấn đề cho cuộc họp nhóm tiếp theo Nhóm hoàn thành nhiệm vụ - Phân công viết bài báo cáo - Nhóm thồn qua báo cáo

HOÀN TẤT (GV – HS)

Đánh giá - Nhóm báo cáo, GV và HS đánh giá - GV đọc các báo cáo, đánh giá Hệ thống hóa kiến thứ - GV hệ thống và làm rõ kiến thức mới - HS tham gia bổ sung, đặt câu hỏi

29

1.4.4. Các điều kiện của dạy học giải quyết vấn đề.

- Nội dung tri thức khoa học (bao gồm cả kĩ năng, phương pháp) phải chứa đựng yếu tố mới mẻ mà trước khi giải quyết vấn đề HS chưa biết, tri thức ấy được tạo ra trong quá trình giải quyết vấn đề không thể bằng tư duy tái tạo, mà phải có sự nỗ lực tư duy của chủ thể vượt qua những “ Vùng phát triển gần” do GV tạo ra trong điều kiện của dạy học.

- Thiết bị dạy học: Thí nghiệm Vật lý - hạt nhân của hành động kiểm tra xác nhận giả thuyết. Do đó dụng cụ thí nghiệm là tiền đề vật chất quan trọng cho việc thực hiện dạy học giải quyết vấn đề.

- Trình độ khoa học và kĩ năng phạm của giáo viên quyết định thành công của dạy học GQVĐ.

Câu hỏi định hướng là yếu tố quan trọng trong dạy học GQVĐ, đó hệ thống câu hỏi định hướng hành động nhận thức của HS. Câu hỏi phải đạt được các yêu cầu sau đây: Yêu cầu về logic học: Diễn đạt chính xác về ngữ pháp sao cho thỏa mãn luật đồng nhất nghĩa là đối tương câu hỏi phải rõ ràng, tránh tình trạng HS không xác định rõ đối tượng câu hỏi dẫn đến hỏi một đường trả lời một nẻo.

Yêu cầu về nội dung khoa học: Câu hỏi phải đảm bảo câu trả lời đúng là dần từng bước GQVĐ đặt ra.

Yêu cầu về phương pháp dạy học: Câu hỏi phải thực hiện được chức năng định hướng hành động nhận thức theo chu trình sáng tạo Vật lý nghĩa là phải đảm bảo câu trả lời đúng với hi vọng của GV. 1.4.5. Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề.

Tùy theo mức độ tham gia của học sinh vào quá trình nghiên cứu và giải quyết vấn đề người ta phân chia dạy học giải quyết vấn đề thành bốn mức độ.

30

Mức 1: Giáo viên nêu vấn đề, nêu cách giải quyết vấn đề; học sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề theo hướng dẫn của giáo viên. Giáo viên đánh giá kết quả làm việc của học sinh.

Mức 2: Giáo viên nêu vấn đề, gợi ý để học sinh tìm ra cách giải quyết vấn đề. Học sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề. GV và học sinh cùng đánh giá.

Mức 3: Giáo viên cung cấp thông tin tạo tình huống, học sinh phát hiện và xác định vấn đề nảy sinh, tự lực đề xuất các giả thuyết và lựa chọn giải pháp, học sinh thực hiện cách giải quyết vấn đề với sự giúp đỡ của giáo viên khi cần.

Giáo viên cùng học sinh đánh giá.

Mức 4: Học sinh tự lực phát hiện vấn đề nảy sinh trong hoàn cảnh của mình hoặc của cộng đồng, lựa chọn vấn đề phải giải quyết. Học sinh giải quyết vấn đề, tự đánh giá chất lượng và hiệu quả.

1.5. Tổ chức dạy học bằng PPTN theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học vật lý 1.5.1. Phối hợp PPTN và phương pháp GQVĐ trong dạy học vật lý Như đã nói ở trên, trong quá trình dạy học không phải kiến thức Vật lý nào cũng có thể áp dụng PPTN, và trong quá trình người học lĩnh hội và tiếp nhận tri thức sự phối hợp giữa các PPDH với nhau là rất cần thiết. Vậy khi dạy học bằng PPTN theo tinh thần của dạy học giải quyết vấn đề ta cần phải có những điều kiện nào về nội dung, phương pháp hay các thiết bị dạy học. a) Về nội dung: Nội dung bài học phải phù hợp với phương pháp dạy học bằng thực nghiệm. Trong quá trình đi tìm và lĩnh hội tri thức, người học phải trải qua các bước cơ bản của dạy học bằng PPTN. Người học phải biết vấn đề đặt ra là gì và con đường nào để trả lời, giải thích được vấn đề ấy.

Giai đoạn giải quyết vấn đề bao gồm một chuỗi các tình huống học tập, mỗi tình huống gồm các hành động kế tiếp sau: Giả thuyết → hệ quả logic → thí nghiệm kiểm tra → kết luận.

31

Nội dung kết luận chính là một nội dung kiến thức mới mà bài học phải đưa lại cho học sinh b) Thiết bị thí nghiệm: Xác định rõ logic của tiến trình dạy học, trong đó việc sử dụng thí nghiệm phải là bộ phận hữu cơ của quá trình dạy học, là hành động đặc thù của phương pháp thực nghiệm, nhằm giải quyết một nhiệm vụ cụ thể trong tiến trình nhận thức. Trước mỗi thí nghiệm phải đảm bảo cho học sinh ý thức được sự cần thiết của thí nghiệm và hiểu rõ mục đích thí nghiệm. c) Về phương pháp: PPTN là phương pháp tìm tòi, giải quyết vấn đề, có thể áp dụng để giải quyết những vấn đề từ nhỏ đến lớn, rất sát với thực tiễn, ở mọi trình độ, không đòi hỏi vốn kiến thức quá nhiều. Trong dạy học Vật lý bằng PPTN nên làm sao cho thiết bị được sử dụng dưới nhiều hình thức, lúc nhanh, lúc chậm phù hợp với quá trình nhận thức; các hiện tượng mới phải được tạo ra một cách đột ngột, bất ngờ, học sinh không dự kiến được. Nếu có điều kiện cần sáng tạo và sử dụng thiết bị để mô tả hiện tượng trong những trường hợp đặc biệt, tạo ra những hiện tượng có vẻ nghịch lí, nhằm giúp học sinh thấy rõ hơn bản chất của vấn đề.

Như vậy, dạy học bằng PPTN theo tinh thần giải quyết vấn đề sẽ thúc đấy các hoạt động sáng tạo, hoạt động nhóm, rèn luyện tư duy và kĩ năng nhận xét, phản biện cho HS, giúp HS đạt được mục tiêu học tập trong bộ môn Vật lý.

1.5.2. Biện pháp dạy học bằng PPTN theo tinh thần giải quyết vấn đề 1.5.2.1. Cách tạo vấn đề (mâu thuẫn).

Vấn đề là làm thế nào để tạo ra mâu thuẫn? Sử dụng thiết bị như thế nào để tạo ra mâu thuẫn? Đó là những quy trình, những thủ thuật cụ thể mà giáo viên phải vận dụng trong thực tiễn giảng dạy. Nếu không giải quyết được những vấn đề này thì những tư tưởng, quan điểm có tầm quan trọng chiến lược đặt ra trong lí luận dạy học sẽ không có điều kiện thể hiện trong thực tiễn nhà trường.

32

Có thể sử dụng các loại tình huống có vấn đề mà lý luận dạy học đã nêu ra như: Tình huống bất ngờ, tình huống xung đột, tình huống lựa chọn, tình huống bác bỏ, … Bằng các phương tiện dạy học như bài tập Vật lý, thí nghiệm Vật lý, chuyện kể Vật lý, các thí dụ sinh động, hấp dẫn, lý thú về ứng dụng Vật lý trong đời sống, kỹ thuật, sản xuất,… được trình bày một cách tự nhiên để HS dùng vốn tri thức kỹ năng của mình xem xét giải quyết, và công việc đã làm xuất hiện lỗ hỏng mà HS không vượt qua được, lỗ hỏng đó chính là nội dung tri thức mới.

HS mong muốn giải quyết vấn đề bởi câu hỏi đặt ra thú vị ở ý nghĩa thiết thực, ở hiện tượng gần gũi quen thuộc tưởng chừng như đã hiểu rõ mà trước đó không chú ý… HS chấp nhận giải quyết vấn đề tìm ra câu trả lời mà giáo viên đặt ra.

Giai đoạn giải quyết vấn đề kết thúc (cũng chính là pha chuyển giao nhiệm vụ nhận thức). Để xác định được phương pháp sử dụng thiết bị dạy học, nhằm xây dựng tình huống có vấn đề phải bắt đầu từ sự phân tích nội dung kiến thức được quy định trong các tài liệu học tập. Kiến thức trình bày trong các tài liệu này bao giờ cũng chứa đựng những mâu thuẫn giữa những vấn đề mà học sinh đã biết và những vấn đề mới mà học sinh sẽ học.

Nhìn chung, tình huống có vấn đề không phải có thể tạo ra dễ dàng qua một vài thao tác biểu diễn thí nghiệm, giới thiệu tranh hoặc mô hình. Đó thường là kết quả của một quá trình phát triển ít nhiều phức tạp, chế biến câu hỏi và phải có thời gian mà không thể xảy ra một cách nhanh chóng.

1.5.2.2. Giải quyết vấn đề trong DH bằng PPTN - Với bài học nghiên cứu tài liệu mới, sau khi HS đã tiếp nhận được vấn đề cần giải quyết, tức là trong đầu HS xuất hiện mâu thuẫn thông qua thí nghiệm Vật Lý hoặc một số hiện tượng quen thuộc liên quan tới bài học.

Dựa vào kinh nghiệm sống và những hiểu biết của bản thân HS sẽ đưa các dự đoán, tức là đề xuất giả thuyết.

33

Với sự hướng dẫn của GV, HS sẽ tiến hành kiểm tra dự đoán bằng cách sử dụng thí nghiệm, tức là HS đang trên con đường khám phá, giải quyết vấn đề đặt ra bằng PPTN. Tiến hành thí nghiệm, HS sẽ ghi nhận được các số liệu, xử lí các số liệu và cho kết quả. Từ kết quả đó HS sẽ rút ra được kết luận. Kết luận đó sẽ khẳng định hoặc bác bỏ giả thuyết đề ra. Giáo viên có vai trò định hướng để HS rút ra được kết luận chính xác. Sau khi rút ra được kết luận, với sự bổ sung của GV, HS sẽ có kết luận cuối cùng, nghĩa là học sinh đã giải quyết được vấn đề đặt ra từ đầu bài học.

Các bài học lựa chọn dạy học bằng PPTN không nhiều, bởi lúc đó HS phải được trải qua tất cả các giai đoạn của phương pháp này, nghĩa là tiến trình xây dựng tri thức Vật Lý phải phỏng theo việc tạo ra tri ấy của nhà bác học. Một số bài học ta chỉ sử dụng PPTN trong một vài chi tiết của tiến trình dạy học. Và giai đoạn hay được sử dụng nhất là “thí nghiệm kiểm tra” trong PPTN. Ở bài thí nghiệm thực hành thông thường, trong tài liệu hướng dẫn chi tiết các thao tác thí nghiệm, HS không cần phải xây dựng phương án thí nghiệm và phương án xử lý số liệu thí nghiệm. Cái mới của dạy học bằng PPTN theo tinh thần GQVĐ là cho HS phương pháp suy luận trong sự vận dụng tổng hợp các phương pháp nhận thức khoa học. Kết quả HS không những có phương pháp, kỹ năng giải quyết một nhiệm vụ cụ thể được giao, củng cố các kiến thức liên quan trực tiếp mà còn được bồi dưỡng năng lực GQVĐ trên bình diện tổng quát.

1.6. Thực trạng việc dạy học bằng PPTN theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề ở một số trường THPT ở Nghệ An 1.6.1. Mục đích điều tra.

Trong quá trình dạy học các giáo viên và học sinh luôn gặp phải những khó khăn là việc sử dụng các thiết bị, các thí nghiệm Vật Lý sao cho đúng mục đích sử dụng. Vì vậy tôi đã tìm hiểu thực trạng các thí nghiệm Vật Lý, các quá

34

trình dạy và học của giáo viên cũng như học sinh ở một số trường THPT tỉnh Nghệ An, qua những thông tin đó sẽ giúp tôi xây dựng PPTN theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề đáp ứng tốt nhu cầu thực tế.

1.6.2. Phương pháp điều tra.

- Điều tra GV: Trao đổi trực tiếp, tham khảo giáo án, dùng phiếu điều tra.

- Điều tra HS: Trao đổi trực tiếp, thông qua các bài kiểm tra.

- Dự giờ của một số GV. 1.6.3. Nội dung và kết quả điều tra.

1.6.3.1. Tình hình dạy học chương “ Động lực học chất điểm ”.

Kết quả điều tra như sau:

- Về tình hình dạy học của GV: + Về giáo án: GV đã phát huy vai trò của SGK, sách GV và các sách tham khảo khác. Tuy nhiên, đôi khi vai trò tổ chức, định hướng của GV chưa thể hiện rõ. + Về phương pháp dạy học: Đã có những chuyển biến về phương pháp, không còn quá nặng sử dụng phương pháp truyền thụ một chiều, tuy nhiên việc tiến hành bài học hầu như đều được diễn đạt bằng lời GV: Mô tả hiện tượng, yêu cầu học sinh dự đoán kết quả, tìm phương án thí nghiệm, nhấn mạnh cho HS ghi nhớ những nội dung quan trọng của bài… Việc đổi mới PPDH như PPTN đã đi vào thực tế, nhưng do thiếu các dụng cụ thí nghiệm trực quan nên chủ yếu việc dạy kết hợp thí nghiệm chỉ được thực hiện vào những tiết dự giờ, thao giảng và thường chỉ lựa chọn những bài đã có thí nghiệm sẵn có, dễ làm, dễ thành công. + Khi dạy học GV hầu hết không dùng thí nghiệm. Không để cho HS tham gia thiết kế thí nghiệm mà thông báo luôn sơ đồ, mô tả hiện tượng diễn ra và yêu cầu HS giải thích hiện tượng. Do vậy không phát huy được tính tích cực, sáng tạo của HS, khiến HS chưa hình dung hết về hiện tượng, chưa gây được hứng thú học tập cho HS.

35

- Về tình hình học tập của HS: + Qua tìm hiểu cho thấy, HS luôn có nhu cầu rất lớn trong việc học với thí nghiệm, đặc biệt là các thí nghiệm có chứa các tình huống có vấn đề, các thí nghiệm khác với SGK, có những tình huống mà HS chưa từng gặp… + Trong giờ học bài mới, HS còn thụ động trong việc tiếp thu kiến thức mới, ngại suy nghĩ chỉ quen ngồi nghe giảng và đợi GV đọc để ghi chép lại. + HS ít được quan sát, tiến hành thí nghiệm trên lớp khi xây dựng kiến thức mới nên không có hứng thú trong học tập dẫn tới không hiểu bài hoặc hời hợt. Khi vận dụng kiến thức vào tình huống hơi khác với lý thuyết đã học thì tỏ ra lúng túng, thiếu tự tin.

1.6.3.2. Những khó khăn và sai lầm mà HS gặp phải khi học chương “Động lực học chất điểm ”.

Qua trao đổi trực tiếp và phân tích bài làm của HS, đối chiếu với những nhận xét thu được khi đánh giá các bài kiểm tra và vở bài tập của HS, chúng tôi nhận thấy HS thường mắc phải những khó khăn chủ yếu sau: - Chương này gồm nhiều kiến thức về cơ học, đòi hỏi HS phải nắm thật chắc các kiến thức và có khả năng suy luận cao.

- Khả năng hiểu và sử dụng ngôn ngữ vật lý của HS còn yếu nên gặp nhiều khó khăn khi giải các bài tập về phần này.

- HS không nắm được điều kiện áp dụng các định luật Niutơn.

- Đặc biệt HS còn lúng túng khi áp dụng các công thức về lực cơ học vào việc giải bài tập và các bài toán liên quan.

36

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Phương pháp thực nghiệm là phương pháp tìm tòi, giải quyết vấn đề của các nhà nghiên cứu vật lý. Dạy học bằng phương pháp thực nghiệm sẽ giúp HS giải quyết vấn đề trong học tập, trên cơ sở đó nắm vững kiến thức, kỹ năng, tích lũy kinh nghiệm, nắm vững phương pháp giải quyết vấn đề trong thực tiễn.

Việc áp dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý theo tinh thần giải quyết vấn đề trong học tập làm cho học sinh có nhiều năng lực. Nó tích cực hóa đến mức tối đa hoạt động nhận thức của học sinh, cho phép hình thành kiến thức sâu sắc và bền vững, tăng cường hứng thú đối với môn học. Nó thôi thúc trong học sinh một nhu cầu về hoạt động sáng tạo, bồi dưỡng cho các em cá tính sáng tạo, kiến thức được hình thành bền vững.

Sự kết hợp giữa phương pháp thực nghiệm và phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề sẽ giúp học sinh có được năng lực nhận thức, năng lực tư duy khoa học, năng lực giải quyết vấn đề và còn rèn luyện cho các em phương pháp xây dựng các giả thuyết khoa học, phương pháp kiểm tra giả thuyết khi gặp một vấn đề mới trong cuộc sống, rèn luyện cho các em sự kiên trì, tự giác trong học tập cũng như nghiên cứu khoa học đồng thời sẽ rèn luyện cho các em phương pháp ghi nhớ kiến thức khoa học. Điều này sẽ đảm bảo cho kiến thức của học sinh được hình thành một cách khoa học, bền vững, sẽ làm cho học sinh tự tin, tích cực chủ động trong việc tiếp nhận các tình huống học tập mới.

Những nghiên cứu về lý luận và thực tiễn trong chương sẽ là cơ sở để tôi xây dựng tiến trình dạy học một số kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT bằng PPTN theo tinh thần DH giải quyết vấn đề ở chương 2.

37

Chương 2: Dạy học một số kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT chương trình chuẩn bằng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần dạy học giải quyết vấn đề 2.1. Vị trí, đặc điểm chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 trung học phổ thông.

2.1.1. Vị trí của chương Chương “Động lực học chất điểm” là chương thứ hai trong chương trình Vật lý 10 THPT. Ngay sau khi kết thúc chương I: “Động học chất điểm”, HS đã biết về tính chất chuyển động của các vật đối với một số chuyển động đơn giản nhưng chưa hiểu được nguyên nhân gây ra các chuyển động đó. Chương “Động lực học chất điểm” nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến đổi trạng thái chuyển động của vật và nguyên nhân làm biến đổi trạng thái của chuyển động đó.

2.1.2. Đặc điểm của chương.

Cơ học là một phần của vật lý học nghiên cứu hiện tượng chuyển động cơ học của các vật, tức là nghiên cứu sự thay đổi vị trí của vật thể trong không gian đối với các vật thể khác theo thời gian. Cơ học gồm các phần: Động học nghiên cứu những đặc trưng của chuyển động và những dạng chuyển động khác nhau; Động lực học nghiên cứu mối liên hệ của chuyển động với sự tương tác giữa các vật; Tĩnh học là một phần của động lực học nghiên cứu trạng thái cân bằng của các vật.

Cho đến nay, nhiều nhà khoa học, các chuyên gia xây dựng chương trình và tác giả sách giáo khoa theo khuynh hướng chú trọng tính logic của vật lý học cho rằng, nghiên cứu vật lý phải lấy việc nghiên cứu cơ học làm nền tảng để tiếp tục nghiên cứu các hiện tượng nhiệt, điện, từ, quang,… sau này.

38

Trong chương trình vật lý phổ thông của nước ta, cơ học được chia thành 5 phần: Động học, động lực học, Tĩnh học, Các định luật bảo toàn, Dao động và sóng cơ học.

Chương “ Động lực học chất điểm” trình bày ba định luật Niutơn. Đó là cơ sở quan trọng, cơ bản của cơ học cổ điển. Ngoài ra trong chương này còn đề cập đến những lực hay gặp trong cơ học: lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát.

Các định luật Niutơn được vận dụng để khảo sát một số chuyển động đơn giản dưới tác dụng của những lực nói trên.

2.2. Mục tiêu dạy học chương: “Động lực học chất điểm” Nếu như ở chương: “ Động học chất điểm” HS đã được tìm hiểu về các dạng chuyển động, cách xác định vị trí của các vật trong không gian tại những thời điểm khác nhau và mô tả các tính chất của chuyển động bằng các phương trình toán học nhưng chưa xét đến nguyên nhân chuyển động thì ở chương này, chương: “ Động lực học chất điểm” HS sẽ dần hiểu được nguyên nhân vì sao vật này đứng yên? Vật kia chuyển động. Vật này chuyển động thẳng đều, vật kia chuyển động có gia tốc? Hoàn chỉnh khái niệm lực, các lực cơ học; tìm hiểu và xây dựng các định luật.

Cụ thể như sau: 2.2.1.Về kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa lực và nêu được lực là đại lượng vec tơ - Nêu được quy tắc tổng hợp lực và phân tích lực - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm dưới tác dụng của nhiều lực - Nêu được quán tính của vật là gì và nêu được một số ví dụ trong thực tế - Phát biểu được định luật 1 Niutơn, hiểu được nguyên nhân vì sao một vật đứng yên hay chuyển động thẳng đều và lấy ví dụ chứng tỏ lực không phải là nguyên nhân duy trì chuyển động.

39

- Nêu được mỗi quan hệ giữa lực, khối lượng được thể hiện trong định luật II Niutơn như thế nào và viết đuợc hệ thức của định luật này.

- Phát biểu được định luật III Niutơn và viết được hệ thức của định luật này, hiểu được vì sao lực và phản lực không cân bằng nhau.

- 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 điển của lực đàn hồi của lò xo. Phát biểu được định luật Húc và viết được hệ thức của định luật này.

- Hiểu được cơ sở khoa học để chế tạo lực kế và một số ứng dụng của lò xo trong đời sống và kĩ thuật.

- Phân biệt được lực ma sát trượt, ma sát nghỉ, ma sát lăn; viết được công thức xác định lực ma sát trượt, ma sát nghỉ cực đại.

- Nêu được một số cách làm giảm hoặc tăng ma sát.

2.2.2. Về kĩ năng - Vận dụng được quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực của hai lực đồng quy hay để phân tích một lực thành hai lực đồng quy theo hai phương cho trước - Vận dụng được định luật I Niutơn và khái niệm quán tính để giải thích một số hiện tượng đơn giản.

- Chỉ ra được điểm đặt của cặp “lực và phản lực”. Phân biệt cặp lực này với cặp lực cân bằng - Vận dụng phối hợp định luật I, định luật II, định luật III Niutơn để giải các bài tập trong bài.

- Vận dụng được mỗi 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 - Giải thích được một cách định tính sự rơi tự do và chuyển động của các hành tinh, vệ tinh bằng lực hấp dẫn - Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập trong bài học

40

- Vận dụng được định luật Húc để giải được các bài tập đơn giản về sự biến dạng của lò xo - Giải thích được lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn như thế nào, giải thích được một số ứng dụng trong thực tế của lực hướng tâm - Xác định được lực hướng tâm trong từng trường hợp cụ thể và giải được bài toán về chuyển động tròn đều khi vật chịu tác dụng của một hoặc hai lực - Xác định được hệ số ma sát trượt bằng thực nghiệm * Về thái độ - Luôn hứng thú khi đến giờ học, lắng nghe, suy nghĩ, thảo luận sôi nổi tìm lời giải đáp - Có thái độ hợp tác với giáo viên, có niềm tin vào tri thức khoa học, thể hiện được tính tự lập trong hoạt động học của mình.

2.3. Nội dung dạy học chương “Động lực học chất điểm” Có thể tóm tắt nội dung dạy học chương “Động lực học chất điểm” như sau: Thứ tự bài học Bài 9: Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của

Nội dung kiến thức + Lực. Cân bằng lực + Tổng hợp lực

chất điểm

+ Điều kiện cân bằng của chất điểm Phân tích lực

Bài 10: Ba định luật Niu-tơn

+ Thí nghiệm lịch sử của Ga-li-lê + Định luật I Niu-tơn; quán tính + Định luật II Niu-tơn + Khối lượng và mức quán tính + Trọng lực. Trọng lượng * Định luật III Niu-tơn + Sự tương tác giữa các vật + Định luật; Lực và phản lực

41

Bài 11: Lực hấp dẫn. Định luật * Lực hấp dẫn vạn vật hấp dẫn

+ Định luật vạn vật hấp dẫn + Hệ thức * Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn

Bài 12: Lực đàn hồi của lò xo. * Hướng và điểm đặt của lực đàn hồi của lò xo * Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Định luật Húc Húc + Thí nghiệm + Giới hạn đàn hồi của lò xo + Định luật Húc Bài 13: Lực ma sát

* Lực ma sát trượt * Lực ma sát lăn (Đọc thêm) * Lực ma sát nghỉ (Đọc thêm)

Bài 14: Lực hướng tâm

* Lực hướng tâm + Định nghĩa + Công thức: Fht = maht =

mv 2 = mω2r r

* Chuyển động li tâm (Đọc thêm) Bài 15: Bài toán về chuyển

* Khảo sát chuyển động ném ngang

động ném ngang

+ Chọn hệ tọa độ + Phân tích chuyển động ném ngang + Xác định các chuyển động thành phần * Xác định chuyển động của vật + Dạng quỹ đạo:

g 2 x 2v o

+ Thời gian chuyển động:

2h g

+ Tầm ném xa: L = xmax = vot = vo

2h g

42

* Thí nghiệm kiểm chứng Bìa 16: Thực hành: Đo hệ số

* Mục đích

ma sát

* Cơ sở lí thuyết * Dụng cụ thí nghiệm * Lắp ráp thí nghiệm * Trình tự thí nghiệm + Xác định góc nghiêng giới hạn để vật bắt đầu trượt trên mặt phẳng nghiêng. + Đo hệ số ma sát trượt * Báo cáo thực hành

“Động lực học chất điểm” là một chương rất quan trọng trong phần học thuộc Vật lý lớp 10 ở học kỳ một. Với phần kiến thức của chương này sẽ áp dụng để giải những bài tập cơ học cổ điển ở chương trình THPT, đồng thời áp dụng để giải thích những hiện tượng trong cuộc sống, mặt khác kiến thức ở chương này HS sẽ gặp lại rất nhiều lần trong cả ba khối lớp.

Các định luật Niu-tơn là các định luật quan trọng trong cơ học cổ điển, nó có rất nhiều ứng dụng trong đời sống cũng như trong các lãnh vực khoa học khác.

Các lực cơ học lại chi phối toàn bộ các hoạt động thuộc lãnh vực cơ học, do đó kiến thức này rất là quan trọng. Nên các định luật Niu-tơn và các lực cơ học đó là những kiến thức mà HS phải biết và vận dụng chúng một cách thành thạo.

Nhìn chung, kiến thức phần này rất quan trọng và cũng tương đối khó đối với HS, có thể nói nó chính là linh hồn để giải quyết các vấn đề đã và sẽ học trong chương trình, bên cạnh đó nó còn có tác dụng để HS như là kiến thức nền cho HS khi học tập môn vật lý.

43 2.4. Sơ đồ cấu trúc chương “Động lực học chất điểm” Các định luật Niutơn

Tổng hợp lực và phân tích lực Tổng hợp lực

Phân tích lực

Quy tắc tổng hợp lực

Quy tắc hình bình hành lực

Định luật I Niu tơn

Định luật II Niu tơn

Quán tính

Khái niệm khối lượng

Định luật III Niu tơn Lực và phản lực

Các lực cơ học

Lực hấp dẫn

ĐL vạn vật hấp dẫn Trọng lực

LỰC

Lực đàn hồi

Lực ma sát

Lực hướng tâm

ĐL Húc

Có 3 loại lực ma sát

Chuyển động li tâm

Lực ma sát nghỉ

Lực ma sát lăn

Lực ma sát trượt

44

2.5. Khả năng áp dụng các mức độ của dạy học bằng PPTN vào chương “Động lực học chất điểm”.

2.5.1. Các mức độ dạy học PPTN ở trường THPT. Nội dung của PPTN rất phức tạp, đó là sự thống nhất biện chứng giữa tư duy lí thuyết và tư duy thực hành. Dạy học bằng PPTN ở trường phổ thông khó có thể cho HS hiểu và vận dụng trọn vẹn phương pháp này mà chỉ bước đầu cho HS làm quen với PPTN bằng cách HS được trải qua toàn bộ các khâu của PPTN, hiểu được các giai đoạn chính, tham gia vào một số khâu và rèn luyện một số thao tác tư duy và thực hành vừa sức để các em có thể vận dụng PPTN giải quyết một số vấn đề nhỏ hợp với năng lực của HS phổ thông.

Trong điều kiện DH phổ thông ở chúng ta hiện nay, việc HS tham gia vào toàn bộ các hành động của PPTN để xây dựng tri thức mới trong các bài học là rất khó khăn. Chính vì vậy dạy học PPTN chỉ có thể thực hiện ở một số những mức độ nhất định. Căn cứ vào hoạt động của HS trong các giai đoạn của PPTN , dạy học bằng PPTN ở trường phổ thông được phân làm 4 mức độ sau: TT Mức độ

Mức độ 1

Mức độ 2

Mức độ 3

HS

HS

HS

HS

HS

chứng

tham

chứng

tham

chứng

kiến

gia

kiến

gia

kiến

Các

(bắt

(khuyến

tham gia

HS

HS

chứng

tham

kiến

gia

(bắt

buộc)

khích)

giai

HS

Mức độ 4

(bắt

buộc)

buộc)

đoạn 1

Xác định vấn đề nhận thức

X

X

X

X

45 2

Nêu dự đoán khoa học

3

Suy hệ

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

ra quả

lôgic 4

Xây dựng phương án

thí

nghiệm kiểm tra 5

Tiến hành thí

X

X

X

nghiệm kiểm tra 6

Rút kiến

ra X

X

X

X

X

X

X

X

thức mới 7

Vận dụng kiến thức mới

X

46 2.5.2. Các mức độ dạy học bằng PPTN ở chương “Động lực học chất điểm”.

Khi nghiên cứu về nội dung của các bài học, mục tiêu của chương, của bài, về phương tiện thiết bị dạy học chúng tôi nhận thấy có thể vận dụng dạy học PPTN vào một số bài học, một số kiến thức thuộc chương này. Khả năng cụ thể như sau:

Mức Bài Tiết độ TT Tên bài (hoặc một nội dung) số PPCT áp dụng 1 9 16 Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của 2 chất điểm 2 10 17,18 Định luật 2 Niutơn 2 3

11

19

Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn

4

12

20

Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc

3

5

13

21

Lực ma sát

3

6

14

22

Lực hướng tâm

7

15

23

Bài toán về chuyển động ném ngang

1

24

Bài tập

2

8 9

16

25,26 Thực hành : Đo hệ số ma sát

3

2.6. Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 bằng PPTN theo tinh thần dạy học GQVĐ.

2.6.1. Bài học xây dựng kiến thức mới

Giáo án 1: Bài 9: TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM

I. CHUẨN KIẾN THỨC - KỸ NĂNG 1. Kiến thức - Phát biểu được định nghĩa các khái niệm: lực, các lực cân bằng, tổng hợp lực, hợp lực, phân tích lực, lực thành phần.

- Nêu được quy tắc tổng hợp và phân tích lực.

47 - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm dưới tác dụng của nhiều lực.

- Phân biệt giá của lực và phương của lực, tổng hợp lực và phân tích lực, hợp lực và lực thành phần.

2. Kĩ năng - Biết biểu diễn vectơ lực - Trải qua các giai đoạn của PPTN vật lý để xây dựng quy tắc hình bình hành lực, tham gia các giai đoạn: suy ra hệ quả logic, quan sát thí nghiệm, rút ra kết luận.

- Giải được một số bài toán đơn giản về tổng hợp và phân tích lực như trong sgk.

II. CHUẨN BỊ - Giáo viên: Chuẩn bị thí nghiệm biểu diễn: Bộ thí nghiệm cơ học biểu diễn trên bảng từ gồm: 2 lực kế, hộp quả cân loại 50 g, dây không dãn, thước thẳng có độ chia nhỏ nhất 1mm, giới hạn đo 20cm, bút dạ, giấy trắng, bảng từ thẳng đứng.

- Học sinh: + Ôn lại khái niệm lực và các lực cân bằng ( Vật Lý 8 THCS) + Ôn tập các công thức lượng giác đã học

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1 (6 phút): Củng cố kiến thức xuất phát. Đặt vấn đề nhận thức

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

1. Nhìn vào hình 9.1 - Lực gây ra sự biến đổi vận SGK: Vật nào làm cho Quan sát hình, suy tốc và gây biến dạng cho vật cung biến dạng? Vật nghĩ trả lới câu hỏi. nào tác dụng vào mũi (Thực hiện C1) tên làm mũi tên bay đi? + Lực có thể gây ra những tác dụng gì?

Tái hiện, trả lời + Lực được biểu diễn

48 Tái hiện, trả lời như thế nào?

2. Khi nào thì một vật đứng yên? Khi nào thì một vật chuyển động thẳng đều? + Hai lực cân bằng là Tái hiện, trả lời gì? + Đơn vị của lực?

Trả lời câu hỏi.

Trong bài học này, chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về lực.

Nếu một vật đồng thời chịu t/d của nhiều lực thì t/d của chúng sẽ như thế nào? Điều kiện cân bằng của một chất điểm là gì? Đó là Tập trung lắng nội dung quan trọng mà nghe, ghi nhận bài học này sẽ giải nhiệm vụ, mục tiêu bài học. quyết?

- Lực là đại lượng vectơ - Vật chịu tác dụng của các lực cân bằng.

- Hai lực có cùng điểm đặt, cùng độ lớn, cùng phương, ngược chiều.

- Đơn vị của lực là Niutơn, kí hiệu N

Hoạt động 2: (4 phút) Chính xác hóa khái niệm lực và các lực cân bằng

Hoạt động của giáo viên 1. Gia tốc là gì? Nếu dùng thuật ngữ gia tốc, có thể phát biểu kết quả tác dụng của lực như thế nào? + Chính xác hóa định nghĩa lực 2. Nếu dùng thuật ngữ gia tốc có thể phát biểu định nghĩa

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

I. Lực. Cân bằng lực.

Tái hiện khái 1. Lực. niệm gia tốc * Định nghĩa: lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng Trả lời của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng. * Đơn vị của lực là niutơn (N). * Giá của lực: là đường thẳng mang véc tơ lực.

Suy nghĩ, trả lời 2. Cân bằng lực.

49 các lực cân bằng là gì? + Chính xác hóa và thông báo khái niệm trạng thái cân bằng.

3. Thông báo KN giá của lực + Chính xác hóa đặc Suy nghĩ, trả lời điểm hai lực cân câu hỏi C2 bằng. + Yêu cầu HS làm C2

* Các lực cân bằng là các lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không gây ra gia tốc cho vật. * Điều kiện cân bằng của hai lực: là hai lực phải cùng tác dụng lên một vật (cùng điểm dặt), cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

Hoạt động 3: (20 phút) Xây dựng qui tắc tổng hợp lực bằng PPTN Vật Lý

Hoạt động của giáo viên

Xác định vấn đề: Nếu một vật đồng thời chịu tác dụng của nhiều lực thì ta xem xét tác dụng đó như thế nào? Quan sát hình 9.4 SGK: Tác dụng của hai lực ⃗ , ⃗ sẽ

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

II. Tổng hợp lực.

Lắng nghe, suy 1. Thí nghiệm. nghĩ Thực hiện thí nghiệm theo hình 9.5.

2. Định nghĩa.

Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng xem xét như thế nào? Ta sẽ trả thời vào cùng một vật lời câu hỏi này bằng PPTN. bằng một lực có tác dụng - Hướng dẫn HS nêu dự đoán: giống hệt các lực ấy.

Cộng hai vectơ trong toán học Suy luận tương Lực thay thế này gọi là được thực hiện thế nào? Lực tự, nêu dự đoán hợp lực. cũng là đại lượng vectơ.

- Xây dựng phương án thí 3. Qui tắc hình bình nghiệm kiểm tra dự đoán của Quan sát hình hành.

HS. Yêu cầu HS quan sát hình 9.5 vẽ, thảo luận, Nếu hai lực đồng qui làm thành hai cạnh của phát biểu SGK và nêu phương án thí một hình bình hành, thì nghiệm. đường chéo kể từ điểm - Gợi ý: Vì sao vòng nhẫn đồng qui biểu diễn hợp đứng yên? lực của chúng.

- Nếu tổng hợp 2 lực tuân theo

50 quy tắc hình bình hành thì lực Suy nghĩ, trả lời tổng hợp phải có đặc điểm gì?

- Biểu diễn thí nghiệm kiểm tra hệ quả: + Bố trí TN như hình 9.5, dùng hai lực kế tròn (thay cho ròng rọc và nhóm quả cân) tạo lực F1, F2.

Quan sát, nhận xét + Biểu diễn ⃗ , ⃗ , ⃗ theo cùng tỉ lệ xích trên giấy chuyên dụng + Dán giấy này lên bảng, ⃗ ngay , dựng hình tạo bởi ⃗ trên tờ giấy đó bằng bút dạ màu (tím, xanh, đỏ...). Vẽ đường chéo hình bình hành, ⃗ chính là biểu diễn lực . + Yêu cầu HS quan sát, đo ⃗ ⃗ đạc để so sánh và - Hợp thức hóa: Làm thí nghiệm với các giá trị khác nhau của F1, F2 cũng có kết quả tương tự.

Thực hiện thí nghiệm.

Vậy, tổng hợp lực là gì?

Muốn tổng hợp hai lực đồng quy ta làm thế nào?

Chính xác hóa. Phát biểu Yêu cầu HS thực hiện C3.

Yêu cầu HS thực hiện C4.

→

→

→

F = F1 + F2

Quan sát, cho một vài HS thực hiện.

Để dễ so sánh ta vẽ các vectơ chính xác - Phát biểu

Suy nghĩ Phát biểu

Đọc, suy nghĩ và trả lời

Hoạt động 4 (5 phút): Tìm hiểu điều kiện cân bằng của chất điểm.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

- Như vậy nếu một vật đồng thời chịu

III. Điều kiện cân bằng của chất Suy nghĩ, trả lời. điểm.

Muốn cho một chất điểm đứng

51 tác dụng của nhiều cân bằng thì hợp lực của các lực lực thì có thể xem tác dụng lên nó phải bằng không: → → → → → xét tác dụng của F = F1 + F2 + ... + Fn = 0 chúng như thế nào?

- Với KN hợp lực, Xem lại điều kiện hãy phát biểu chính cân bằng, phát xác điều kiện cân biểu. bằng của chất điểm.

- Hợp thức hóa.

Hoạt động 5 (8 phút): Tìm hiểu qui tắc phân tích lực.

Hoạt động của giáo viên Quay lại hình 9.5.

Vì sao vòng nhẫn cân bằng?

Thông báo định nghĩa phân tích lực.

Lực thành phần.

Phân tich lực là phép làm ngược với tổng hợp lực.

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

IV. Phân tích lực.

Trả lời: Vì hợp lực 1. Định nghĩa. tác dụng lên nó bằng Phân tích lực là thay thế một không. lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.

Các lực thay thế gọi là các lực thành phần.

Ghi nhận phép phân tích lực.

2. Phân tích một lực thành hai lực thành phần trên hai phương cho trước.

Ghi nhận cách sử dụng qui tắc hình bình hành để thực hiện phép phân tích lực. Áp dụng qui tắc hình bình hành để phân tích lực trong một số trường hợp.

Giới thiệu cách sử dụng qui tắc hình bình hành để thực hiện phép phân tích lực.

Cho vài ví dụ cụ thể để học sinh áp dụng áp dụng.

Giới thiệu cách sử Ghi nhận cách sử dụng quy tắc hình dụng quy tắc hình

Chú ý: Phân tích lực là phép ngược lại với tổng hợp lực, do đó cũng tuân theo quy tắc hình bình hành. Tuy nhiên, chỉ khi biết được một lực có tác dụng cụ thể theo hai phương nào thì mới phân tích lực đó theo hai phương ấy.

52 bình hành trong khi phân tích một lực thành hai lực trwn hai phương cho trước.

bình hành trong khi phân tích một lực thành hai lực trwn hai phương cho trước.

Hoạt dộng 6 (2 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã Tóm tắt lại những kiến thức học trong bài. đã học trong bài.

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập từ Ghi các bài tập về nhà.

5 đến 8 SGK và 9.5, 9.6 SBT Vật Lý 10.

IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Giáo án 2: Bài 12: LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO. ĐỊNH LUẬT HÚC I. Chuẩn kiến thức – kĩ năng 1. Kiến thức: - Xác định được phương, chiều ( hướng), điểm đặt của lực đàn hồi.

- Nắm được độ lớn của lực đàn hồi thông qua định luật Húc. Biểu thức định luật Húc đối với độ biến dạng của lò xo.

- Hiểu được cơ sở chế tạo một số lực kế, cân đĩa và nhiều ứng dụng của lò xo trong thực tế đời sống

2. Kỹ năng: - Biết làm thí nghiệm với lò xo để nêu dự đoán về điểm đặt, hướng, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Nêu phương án thí nghiệm và biết làm thí nghiệm với lò xo để kiểm tra dự đoán về các đặc điểm lực đàn hồi của lò xo.

- Nêu được các giai đoạn cơ bản của PPTN xây dựng định luật Vật Lý - Xác định được độ cứng của lò xo qua thí nghiệm, làm được các bài tập cơ bản trong bài - Biết sử dụng lực kế để đo lực và thận trọng với giới hại đo.

II. Chuẩn bị:

53

1. Giáo viên: Bộ thí nghiệm bao gồm: Một lò xo, một số quả cân 50g, một giá đỡ, một thước thẳng có độ chia nhỏ nhất là mm. Một sợi dây cao su và một quả bóng, một số phiếu học tập.

2. Học sinh: Mỗi học sinh chuẩn bị một lò xo dễ kéo ra, nén lại và một lò xo bú bi Ôn lại kiến thức lực đàn hồi ở lớp 6, nội dung định luật 3 Niutơn.

III. Tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động 1: (7 phút) Kiểm tra bài cũ và xác định nhiệm vụ nhận thức Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Câu hỏi kiểm tra bài cũ: - Phát biểu định luật vạn vật hấp -Phát biểu nội dung định dẫn và viết hệ thức của lực hấp

luật và viết hệ thức.

dẫn?

- Biểu thức:

- Ta đã được học về định luật 3

⃗ = − ⃗

Niutơn, Một em hãy nhắc lại nội

- Lực và phản lực không

dung định luật, nêu biểu thức?

cân bằng nhau.

Cho biết lực và phản lực có cân

- Người ta thường

bằng nhau không? Vì sao? Người

dùng lực kế lò xo để

ta thường sử dụng dụng cụ nào để đo lực. đo lực? Đặt vấn đề - Trên bàn mỗi nhóm có một số lò - Lắng nghe, tái hiện và xo. Hãy quan sát và nêu các tính chất của lò xo mà em đã học ở lớp 6?

Gợi ý: Độ biến dạng của lò xo là gì? Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện khi nào? Đặt vào đâu? Độ

phát biểu.

Nội dung chính

54 lớn lực đàn hồi của lò xo phụ thuộc vào yếu tố nào?

Lắng nghe, suy nghĩ

- Độ lớn của lực đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng như thế

Tiếp nhận vấn đề đặt ra

nào? Biểu thức ra sao?

Bằng PPTN chúng ta hãy nghiên cứu để trả lời câu hỏi trên.

Hoạt động 2: (5 phút)Tìm hiểu hướng và điểm đặt của lực đàn hồi của lò xo Hỗ trợ của GV

Hoạt động của HS

Nội dung chính 1.Hướng và điểm đặt của lực đàn hồi của lò xo.

Cho HS đưa lò xo đã chuẩn bị lên bàn.

Kéo giãn lò xo theo hưỡng dẫn của GV

Các em hãy dùng hai tay của mình kéo giãn lò xo ra

HS tái hiện lại kiến thức định luật 3 Niu

Hỏi: Hai tay có chịu tơn và lực đàn hồi của tác dụng của lò xo lò xo đã học ở THCS - Lực đàn hồi của lò xo xuất không? Vì sao? Lực này để trả lời câu hỏi của hiện khi nó bị ngoại lực tác gọi là lực gì?

Lực này xuất hiện khi nào? Đặt vào đâu? Lực

GV

dụng gây biến dạng.

- Điểm đặt: Vào vật tiếp xúc (gắn) với lò xo.

này có phương, chiều như thế nào?

- Hướng ngược với hướng ngoại lưc gây ra biến dạng.

55

Hoạt động 3: (23 phút)Nghiên cứu định luật Húc bằng PPTN Vật lý Hỗ trợ của GV

Hoạt động của HS

Nội dung chính 2. Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc.

Vậy độ lớn của lực đàn hồi được xác định như thế nào?

2.1. Thí nghiệm:

- Cho HS nêu dự đoán HS có thể dự đoán: Tỉ - Xác định độ lớn của lực đàn về quan hệ định lượng lệ thuận, tỉ lệ nghịch,...

hồi của lò xo

giữa lực đàn hồi và độ biến dạng lò xo.

Tỉ lệ thuận?

Tỉ lệ nghịch?

Tỉ lệ khác? Để biết được điều đoán

HS căn cứ vào việc - Dự đoán: Độ lớn lực đàn hồi

có đúng không chúng ta kéo lò xo và dự đoán tỉ của lò xo tỉ lệ thuận với độ cần phải tiến hành thí lệ

biến dạng của lò xo

nghiệm kiểm tra dự đoán.

GV giới thiệu các dụng

HS thảo luận và xây

cụ thí nghiệm và yêu dựng phương án thí cầu

HS

xây

dựng nghiệm với các thiết bị

phương án thí nghiệm

có sẵn.

Gợi ý: Đo độ biến dạng như thế nào? Đo lực đàn

- Phương án thí nghiệm: Treo

hồi như thế nào? Cách

lò xo vào giá. Lần lượt treo 1,

xử lí số liệu?

2, 3 quả cân vào đầu duới của lò xo làm lò xo biến dạng. Đo

GV bổ sung, chính xác

độ biến dạng và lực đàn hồi

56 hóa câu trả lời của HS

tương ứng:

- Các nhóm hãy triển - HS tiến hành thí khai thí nghiệm và báo nghiệm

theo

Lần

P

∆l

Fđh

(N)

(mm)

(N)

nhóm,

1

0,5

cáo kết quả (GV phát điền kết quả thí nghiệm

2

1

phiếu ghi kết quả)

3

1,5

vào phiếu

GV theo dõi các nhóm

- Tiến hành thí nghiệm - HS điền kết quả thí

Vì sao

nghiệm vào phiếu. Đại

P = Fđh , ∆l = l – l0

diện nhóm báo cáo kết quả thí nghiệm. Rút ra

 Từ đó ta có kết luận kết luận khẳng định

hay bác bỏ dự đoán.

như thế nào?

Trường hợp lò xo bị - Kết luận: Lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với

nén thì sao?

ĐVĐ: Chúng ta vừa đưa độ biến dạng của lò xo. ra kết luận, vậy liệu có

- Kết luận: Độ lớn lực đàn hồi

HS quan sát hình 12.3 của lò xo tỉ lệ thuận với độ xo luôn tỉ lệ thuận với và trả lời. biến dạng của lò xo.

phải lực đàn hồi của lò

độ

biến

dạng

hay

Fđh ~ ∆l

không? Để trả lời câu hỏi đó chúng ta tiếp tục Băn khăn suy nghĩ, tiếp làm thí nghiệm sau.

GV đưa lò xo bút bi cho các nhóm và hướng dẫn:

nhận nhiệm vụ

57 - Lần 1: Kéo nhẹ rồi - Tiến hành theo sự buông tay ra.

hưỡng dẫn của GV

- Lần 2: Kéo mạnh tay

2.2. Giới hạn đàn hồi của lò

rồi buông tay ra.

xo

Hãy quan sát và đưa ra nhận xét về hình dạng - Đưa ra nhận xét và của lò xo qua hai lần rút ra kết luận. kéo. Từ đó ta rút ra kết luận như thế nào?

Mỗi lò xo có một giới đàn

GV: Từ kết quả của thí

hồi nhất định. Vượt qua giới

nghiệm cùng với kết - Tham gia phát biểu

hạn đó lò xo mất khả năng

luận vừa nêu các em hãy

đàn hồi.

việc

tiến

hành

phát biểu về mỗi quan

2.3. Định luật Húc:

hệ định lượng giữa lực

Trong giới hạn đàn hồi độ

đàn hồi của lò xo và độ biến dạng của nó?

lớn lực đàn hồi tỉ lệ với độ

GV: Chính xác hóa các

biến dạng của lò xo

câu trả lời và nói với các

Fđh = k ∆l

em đó chính là nội dung

k : là độ cứng của lò xo

của định luật Húc.

(N/m)

Lưu ý cho học sinh

∆l = l − l 0 : là độ biến

trường hợp đối với sợi

dạng của lò xo (m)

dây cao su và quả bóng rồi đưa sợi dây cao su

Theo dõi điều lưu ý

và ra làm cụ thể cho HS của GV thấy

58

Hoạt động 4: (7 phút) Ứng dụng định luật Húc.

Hỗ trợ của GV

Hoạt động của HS

Nội dung chính 2.4. Ứng dụng:

Người ta dựa vào định

Theo dõi và trả lời - Chế tạo lực kế

luật vật lý nào để chế tạo câu hỏi của GV lực kế? Cân đĩa? Em hãy nêu thêm một số ứng dụng của lò xo trong thực tế cuộc sống, kĩ thuật và giải thích?

Giới thiệu một số lực VD: Bộ phận giảm xóc kế, một số cân lò xo cho của xe máy, hệ thống HS và lưu ý với họ giới cung tên, gắn vào chân - Chế tạo cân đĩa hạn đo.

chống xe máy, xe đạp.

Cho HS xác định độ cứng của lò xo mà GV đã tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán và cách xác định độ cứng của

-

một lò xo bất kỳ

của lò xo thông qua số

Xác định độ cứng

liệu mà GV đã tiến hành.

- Xác định độ cứng của lò xo: Cho HS làm bài tập 3,4 thông qua phiếu học tập

Các nhóm theo dõi trả lời câu hỏi của GV

k=

Fđh 0,5 = = 50( N / m) ∆l 0,01

59

Hoạt động 5: (3 phút) Tổng kết bài học và ra bài tập về nhà GV đặt câu hỏi: Qua bài trên các em hiểu thế nào là lực đàn hồi? Lực đàn hồi có phương? Chiều? Điểm đặt? Độ lớn? Phát biểu lại nội dung định luật Húc. Khi sử dụng lực kế cần phải chú ý điều gì? Mỗi em về nhà hãy tự chế tạo cho mình một lực kế.

Yêu cầu HS hoàn thành bài tập trong SGK và sách bài tập Vật lý và ôn lại các khái niệm về lực ma sát, các loại lực ma sát, vai trò tác hại của lực ma sát và cách làm tăng, giảm ma sát trong thực tế ở THCS

IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY 2.6.2. Xây dựng tiến trình dạy học trong bài thực hành thí nghiệm Vật Lý Giáo án 3: Bài 16:

THỰC HÀNH: ĐO HỆ SỐ MA SÁT (2 tiết)

1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Chứng minh được các công thức (16.1) và (16.2) trong SGK, từ đó nêu được phương án thực nghiệm đo hệ số ma sát trượt theo phương pháp động lực học bằng lực kế và bằng mặt phẳng nghiêng.

- Thực hành cách làm tăng, giảm ma sát

1.2. Kĩ năng: - Rèn luyện kĩ năng thực hành, lắp ráp được thí nghiệm theo phương án đã chọn, biết cách sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số điều khiển bằng nam châm điện để đo chính xác khoảng thời gian chuyển động của vật - Biết cách tính và viết đúng kết quả phép đo, với các chữ số có nghĩa cần thiết

2. CHUẨN BỊ 2.1.

Giáo viên: - Chia lớp thành từng nhóm, mỗi nhóm gồm 5 HS - Một tấm ván, một miếng gỗ, một lực kế có giới hạn đo phù hợp

60 - Mặt phẳng nghiêng có gắn thước đo gọc và quả dọi - Nam châm điện có hộp công tắc đóng ngắt.

- Một chiếc ke vuông ba chiều đề xác định vị trí ban đầu của vật - Trụ kim loại đường kính 3cm, cao 3cm - Đồng hồ đo thời gian hiện số, chính xác 0,001 s - Cổng quang điện E; Thước thẳng 1000 mm

2.2. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về lực lực ma sát - Chuẩn bị giấy bút để ghi kết quả theo mẫu và viết báo cáo

3. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: (10 phút) Kiểm tra bài cũ và xác định nhiệm vụ nhận thức Hoạt động của GV Em hãy phân biệt: Lực ma sát trượt,

Hoạt động của HS Các nhóm lắng nghe câu hỏi của

lực ma sát nghỉ, lực ma sát lăn? Công giáo viên và trả lời thức xác định lực ma sát trượt?

- Lực ma sát trượt xuất hiện khi

Người ta thường xác định hệ số ma

một vật trượt trên bề mặt vật

sát trượt bằng cách nào?

khác - Lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên bề mặt vật khác - Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi một vật chịu lực tác dụng và có xu hướng trượt trên bề mặt vật khác - Công thức xác định lực ma sát trượt:

Fmst = µN - Người ta thường sử dụng phương

61 pháp thực nghiệm để đo hệ số ma sát - Đặt vấn đề: Vậy cụ thể phương trượt. pháp đó như thế nào? Chúng ta hãy đi vào nội dung bài học hôm nay.

- Nghe GV đặt vấn đề và tiếp nhận nhiệm vụ nhận thức

Hoạt động 2: (35phút) Thiết kế phương án và đo hệ số ma sát trượt

Hỗ trợ của GV

Hoạt động của HS

A. Đo hệ số ma sát bằng lực kế

A. Đo hệ số ma sát bằng lực kế

* Cho mẩu gỗ và tấm ván, hãy trình - Lắng nghe, tiếp nhận, thảo luận xây bày cách xác định hệ số ma sát dựng phương án trượt?

- Gợi ý: Từ công thức xác định lực - Lắng nghe ma sát trượt ta suy ra hệ số ma sát - Trả lời: trượt được xác định như thế nào?

µ=

Fmst N

- Muốn xác định được µ cần phải - Suy nghĩ, thảo luận, trả lời câu hỏi xác định các đại lượng nào? Cách của GV: xác định?

- TL: Muốn xác định được µ ta cần xác định độ lớn Fmst và N

- Xác định Fmst và N bằng cách nào?

- TL: Ta dùng lực kế móc vào mẩu gỗ rồi kéo cho mẩu gỗ chuyển động thẳng đều, khi đó giá trị lực kéo đúng bằng

- Tại sao lại như thế? Hãy phân tích giá trị lực ma sát trượt, giá trị áp lực các lực tác dụng lên vật lúc đó.

chính bằng giá trị trọng lực tác dụng vào vật.

62 - Ta có thể phân tích các lực tác dụng vào vật như sau:

Fk

Fmst

P

Vật chuyển động thẳng đều nên hợp lực tác dụng vào vật bằng 0 B. Đo hệ số ma sát bằng cách dùng B. Đo hệ số ma sát trượt bằng cách mặt phẳng nghiêng

dùng mặt phẳng nghiêng.

* Cho HS giải bài toán thực - Tiếp nhận nhiệm vụ, thảo luận, xây nghiệm : Hãy xác định hệ số ma sát dựng phương án. trượt giữa kim loại với kim loại nhờ mặt

nghiêng và các thiết bị cần

thiết( GV nhắc thêm các thiết bị đã chuẩn bị nói ở phần chuẩn bị của GV) - Nêu các câu hỏi gợi ý :

- Suy nghĩ. trả lời :

+ Khi vật trượt trên mặt phẳng Khi vật trượt trên mặt phẳng nghiêng nghiêng thì có những khả năng nào thì có hai khả năng có thể xảy ra : có thể xảy ra ?

+ Vật chuyển động thẳng đều + Vật chuyển động nhanh dần đều

Hãy nêu cách tiến hành thí nghiệm trong các trường hợp trên B1. Trường hợp vật chuyển động B1. Trường hợp vật chuyển động thẳng thẳng đều

đều

- Khi vật chuyển động thẳng đều thì - Khi vật chuyển động thẳng đều thì độ lực ma sát trượt được xác định như lớn lực ma sát trượt chính bằng thành thế nào ? - Áp lực của mẩu gỗ lên phần

song

song

c ủa

trọng

lực

63 mặt phẳng nghiêng được xác định như thế nào ?

Fmst = P sinα = mgsinα - Lúc này áp lực chính bằng thành phần vuông góc với trọng lực

- Từ đó suy ra µ = ?

- Từ đó suy ra µ = tanα

Hãy trình bày các bước tiến hành thí Các nhóm thảo luận và nêu các nghiệm

phương án thí nghiệm

- Nhận xét các nhóm trả lời, rồi bổ Lắng nghe sung chỗ con thiếu sót B2.

Trường hợp vật chuyển động B2. Trường hợp vật chuyển động thẳng

thẳng nhanh dần đều

nhanh dần đều Lắng nghe, suy nghĩ, thảo luận phương

Khi vật chuyên động nhanh dần đều án xác định µ ⃗

thì µ được xác định như thế nào?

Gợi ý: Khi vật chuyển động nhanh

⃗

⃗

⃗

dần đều thì gia tốc của vật thu được

⃗

xác định như thế nào?

Hãy phân tích các lực tác dụng lên vật khi đó? Phương trình động lực - Các lực tác dụng vào vật bao gồm: học được viết như thế nào? Chọn Fmst, N, P ; P được phân tích ra làm chiều dương như thế nào? Từ đó suy hai thành phần P// và P ra a?

- Phương trình động lực học được viết:

P// = ? P = ? Fmst = ?

N + P + Fmst = ma - Chọn chiều dương là chiều chuyển

động của vật, do N cân bằng với P ta có: − µP cos α + P sin α = ma

 

− µmg cos α + mg sin α = ma

a = g (sin α − µcósα )

64



µ = tan α −

a g sin α

- Vậy muốn xác định µ ta cần phải - Muốn xác định µ ta cần xác định a và xác định các đại lượng nào?

α

- Gia tốc a được xác định như thế - Từ công thức : nào?

s = v0t +

at 2

 do vật bắt đầu

chuyển động nên: v 0 = 0



a =

2s t2

 Đo s , đo t ta xác định được a - Đo α ta sẽ xác định được µ - Đo s như thế nào? Đo t như thế Đọc tài liệu, thảo luận, trả lời câu hỏi nào? Đo α như thế nào ?

của giáo viên

- Nhận xét, bổ sung

Lắng nghe để hiểu vấn đề

Hoạt động 3 : (20 phút) Thực hành đo hệ số ma sát trượt Hỗ trợ của GV

Hoạt động của HS

- Phân lớp ra thành 10 nhóm: 5 nhóm Các nhóm lắng nghe sự phân công làm phương án A, 5 nhóm làm của GV phương án B2 sau đó đổi lại, phương án B1 xem như một bài tập về nhà.

- Gọi nhóm trưởng lên nhận thiết bị - Nhóm trưởng lên nhận thiết bị và và mẫu báo cáo thực hành

mẫu cho cả nhóm cùng làm

* Thực hành đo hệ số ma sát trượt * Thực hành đo hệ số ma sát trượt bằng lực kế

bằng lực kế

- Cách đo này đơn giản hơn, GV quan Tiến hành đo, Ghi kết quả vào phiếu sát HS chỗ nào còn lúng túng thí giúp

đỡ các em

65 * Thực hành đo hệ số ma sát trượt * Thực hành đo hệ số ma sát trượt bằng cách dùng mặt phẳng nghiêng

bằng cách dùng mặt phẳng nghiêng

- Với cơ sở khoa học như trên, các - Các nhóm tiến hành lắp ráp và thực thiết bị đã cho, các nhóm hãy lắp ráp hành thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm - GV quan sát, từng nhóm, khi cần thì - Các nhóm tập trung làm, khi có gợi ý cho các em theo bộ câu hỏi định vướng mắc thì thảo luận để hiểu và hướng:

làm, nếu chưa hiểu, chưa làm được thì nhờ GV hướng dẫn

+ Cách xác định α0 như thế nào? + Cách xác định α như thế nào? + Xác định s0 như thế nào? + Xác định s như thế nào?

- Học sinh chú ý làm, xong 1 thí

+ Xác định t như thế nào?

nghiệm rồi thì đảo lại. Ghi kết quả thu

- GV bao quát toàn bộ lớp học, nhắc được vào phiếu học sinh đo kết quả ít nhất 4 lần và ghi vào phiếu - Nhắc HS làm xong thì lau chùi xếp - Sau khi đã tiến hành xong các gọn và bàn giao cho cán bộ thiết bị

phương án đo, các nhóm làu chùi, xếp gọn để bàn giao

Hoạt động 4: (10 phút) Xử lí số liệu Hỗ trợ của GV

Hoạt động của HS

- Em hãy nhắc lại cách tính giá trị - Giá trị trung bình: trung bình, sai sồ, và cách ghi kết

µ=

µ1 + µ 2 + ......µ n n

66 quả

- Sai số: ∆µ =

µmax − µmin 2

- Yêu cầu các nhóm tính giá trị trung - Cách ghi : µ = µ ± ∆µ bình, sai số, giá trị của µ trong các trường hợp đã tiến hành đo

- Làm theo sự yêu cầu của GV

Hoạt động 5 : (10 phút) Vận dụng, củng cố Hỗ trợ của GV

Hoạt động của HS

Cho HS làm bài tập số 3 trong SGK

Làm bài tập số 3

Hoạt động 6 : (5 phút) Nhận xét, góp ý về tiết thực hành, hướng dẫn về nhà Hỗ trợ của GV

Hoạt động của HS

- Yêu cầu HS về nhà làm báo cáo - Lắng nghe, ghi nhận nhiệm vụ thực hành, hạn nộp ở tiết sau

- Ghi bài tập về nhà và những chuẩn

- Nhận xét, góp ý về tiết thực hành

bị cho bài sau

- Đọc bài ôn tập chương - Ôn lại kiến thức điều kiện cân bằng của một chất điểm

IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

67

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 Trong quá trình nghiên cứu về dạy học bằng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần phát hiện và giải quyết vấn đề, chúng tôi nhận thấy: - Phát huy tính tích cực của học sinh là một trong những mục tiêu hàng

đầu trong quá trình dạy học. Do đó đòi hỏi giáo viên phải nắm vững các phương pháp dạy học hiện đại để có sự lựa chọn phương pháp dạy học phù hợp, vận dụng linh hoạt các biện pháp phát huy tính tích cực của học sinh vào các giờ dạy để phát huy được tính tích cực nhận thức của học sinh.

- Phương pháp dạy học thực nghiệm và giải quyết vấn đề là các phương pháp dạy học có ưu thế trong việc phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh. Vì vậy cần áp dụng rộng rãi, thường xuyên các phương pháp dạy học này ở các trường THPT để góp phần đẩy mạnh mục tiêu đổi mới phương pháp giảng dạy của Bộ giáo dục và Đào tạo.

- Dựa trên cơ sở lí luận và tình hình thực tiễn dạy học ở các trường THPT đã trình bày ở chương 1, ở chương 2 chúng tôi đã phân tích nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm” và soạn thảo tiến trình dạy học các bài : Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm; Lực

đàn hồi của lò xo. Định luật Húc; Thực hành đo hệ hệ số mát, theo định hướng phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS đồng thời nâng cao chất lượng học tập của các em .

- Từ cơ sở lý luận và thực tiễn ở chương 1 và những nội dung đã trình bày ở chương này chúng tôi cho rằng việc hướng dẫn cho HS học tập một số kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 theo tiến trình đã xây dựng là phù hợp với lý luận dạy học hiện đại, phù hợp với mọi đối tượng HS. Chúng tôi hy vọng khi đưa vào thực nghiệm sẽ phát huy được tính tích cực, tự lực của HS và nâng cao chất lượng, kết quả học tập của các em. Kết quả thực nghiệm sư phạm sẽ được chúng tôi trình bày cụ thể ở chương 3.

68

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 3.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm mục đích kiểm nghiệm tính khả thi và tính hiệu quả của các tiến trình dạy học đã nêu ra trong chương 2, kiểm nghiệm tính đúng đắn của giả thuyết khoa học.

3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm Để đạt được các mục đích nêu trên, thực nghiệm sư phạm giải quyết các nhiệm vụ sau: - Đánh giá các tình huống có vấn đề được đề xuất trong chương 2 có thực sự kích thích được hoạt động học tập của học sinh hay không? Có tác dụng làm cho các em hứng thú học tập và học tập đạt hiệu quả hay không?

- Đánh giá, kiểm tra tính hiệu quả của các họat động dạy học được nêu ra trong mỗi tiến trình dạy học.

Tóm lại, nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm là để kiểm tra việc áp dụng dạy học PPTN trong chương “Động lực học chất điểm” Vật Lý 10, chương trình chuẩn theo tinh thần dạy học GQVĐ có tác dụng làm tăng hiệu quả của quá trình dạy học hay không?

3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm Căn cứ vào mục đích của TNSP, chúng tôi lựa chọn đối tượng TNSP là HS lớp 10 Trường THPT Đô Lương 3, huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An. Lớp TN: 10A3; Lớp ĐC: 10A4

3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm Ở các lớp TN, GV dạy theo giáo án mà chúng tôi đã soạn, các giáo án này có áp dụng tiến trình tổ chức dạy học bằng PPTN theo tinh thần phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm góp phần phát huy tính tích cực chủ động của học sinh. Còn các lớp ĐC dạy theo giáo án mà GV đã soạn và thường dùng.

69 Cuối đợt TN, chúng tôi giao cho HS bài kiểm tra để sơ bộ đánh giá hiệu quả của tiến trình tổ chức dạy học bằng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần dạy học GQVĐ nhằm góp phần phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh sau khi học xong chương này.

3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm 3.3.1. Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng Vấn đề quan trọng có ảnh hưởng đến kết quả thực nghiệm là việc lựa chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm. Do đó, chúng tôi lựa chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm có sĩ số bằng nhau, đều học chương trình vật lý 10 THPT và có trình độ gần tương đương nhau.

Chọn lớp thực nghiệm giảng dạy HS lớp 10A3 có 38 HS và chọn lớp

đối chứng là lớp 10A4 có 38 HS, cả hai lớp đều thuộc trường THPT Đô Lương 3 – Đô Lương - Nghệ An. Đây là hai lớp đều học chương trình Vật lý 10 chương trình chuẩn. Trình độ của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng là tương đương nhau. Đa số HS có lực học trung bình và trung bình khá về môn tự nhiên.

3.3.2. Các bước chuẩn bị cho việc thực nghiệm sư phạm - Xây dựng hệ thống bài học trong chương “Động lực học chất điểm” và thiết kế các kế hoạch dạy học các bài học đó.

- Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong thời gian 2 tháng, bắt đầu từ đầu tháng 10 năm 2016 đến hết tháng 11, năm học 2016 - 2017.

3.3.3. Các bài thực nghiệm sư phạm + Bài 9: Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm. + Bài 12: Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc.

Với mỗi tiết dạy chúng tôi đều chú ý thực hiện:

70 - Dạy theo đúng tiến trình và tinh thần của giáo án, tuyệt đối không đảo lộn thứ tự các tiết học.

- Chú ý quan sát, theo dõi, bao quát những cử chỉ, thái độ tâm sinh lý của HS để nắm bắt kịp thời các diễn biến diễn ra trong giai đoạn tiếp theo.

- Tạo không khí sư phạm vui vẻ, nhẹ nhàng, tôn trọng, khích lệ động viên kịp thời để HS mạnh dạn, hứng thú, tích cực xây dựng bài.

3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 3.4.1. Đánh giá định tính Để đánh giá những biểu hiện về thái độ, tính tích cực và tự lực của HS trong giờ học, chúng tôi căn cứ vào việc quan sát thái độ, hành động và s ự hoàn thành nhiệm vụ của các em trong quá trình học tập. Việc so sánh các năng lực của HS trong nhóm TN và ĐC sẽ biết được mức độ tích cực học tập của HS, từ đó đánh giá hiệu quả về mặt định tính của một tiết học.

Qua thực tế giảng dạy và kết quả từ các bài kiểm cho thấy: + Các tiết dạy ở lớp dùng PP thực nghiệm theo tinh thần GQVĐ đã lôi cuốn được sự chú ý của học sinh, các em tích cực suy nghĩ, tranh luận và cảm thấy tự tin hơn và mong muốn được sáng tạo. + Các dự đoán, giả thuyết mà học sinh được thực nghiệm xác nhận là nguồn động viên khích lệ đối với các em. + Qua một số giờ dạy học thực nghiệm và một số bài đầu học sinh còn lúng túng, song ở bài học sau học sinh đã dần quen đã có tác dụng dẫn học sinh đi đến kiến thức mới và đó chính là dấu hiệu để đánh giá tư duy phát triển. + Chúng tôi đã sử dụng các câu hỏi để kiểm tra miệng ở cuối giờ học

để củng cố kiến thức ở các lớp thì lớp thực nghiệm có số % học sinh trả lời đúng nhiều hơn, diễn đạt mạch lạc và rõ ràng hơn. Điều đó chứng tỏ học sinh ở các lớp thực nghiệm hiểu và nắm vững kiến thức hơn so với các lớp đối chứng.

71 3.4.2. Đánh giá định lượng 3.4.2.1. Yêu cầu chung về xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm * Để phân tích và xử lý định lượng kết quả học tập chúng tôi thực hiện các bước sau: - Lập bảng thống kê kết quả các bài kiểm tra trong quá trình TN; tính

điểm trung bình cộng của lớp TN và lớp ĐC - Lập bảng xếp loại học tập, vẽ biểu đồ xếp loại học tập qua mỗi bài kiểm tra, để so sánh kết quả học tập giữa các lớp TN và ĐC. - Lập bảng phân phối tần suất , vẽ đồ thị các đường biểu diễn sự phân phối tần suất của nhóm TN và nhóm ĐC qua mỗi bài KT để tiếp tục so sánh kết quả học tập.

- Tính toán các tham số thống kê theo các công thức sau: * Điểm trung bình cộng là tham số đặc trưng cho sự hội tụ của bảng số liệu.

Lớp thực nghiệm:

X =

 ni xi ; nTN

Lớp đối chứng: Y =

 ni yi nĐC

Trong đó: xi là các giá trị điểm của nhóm thực nghiệm; ni là số HS đạt điểm kiểm tra xi hoặc yi ; yi là các giá trị điểm của nhóm đối chứng; nTN ,nĐC là số HS của lớp thực nghiệm và đối chứng được kiểm tra.

* Phương sai S2 và độ lệch chuẩn δ là tham số đo mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng. + Phương sai của nhóm thực nghiệm và đối chứng: 2 STN =

 ni ( xi − X )2 ; nTN − 1

2 S ĐC =

 ni ( yi − Y )2 nĐC − 1

+ Độ lệch chuẩn của nhóm thực nghiệm và đối chứng.

2 δ TN = STN ;

2 δ ĐC = S ĐC

* Hệ số biến thiên V chỉ mức độ phân tán của các giá trị quanh giá trị trung bình cộng X và Y :

72 VTN =

δ TN X

100 ( % ) ;

VĐC =

* Tính hệ số Studen (t) theo các công thức:

δ ĐC Y

t=

100 ( % )

X −Y S

nĐC nTN nĐC + nTN

- Lập bảng xếp loại học tập theo 5 mức: Kém, yếu, trung bình, khá, giỏi.

- Vẽ biểu đồ xếp loại để so sánh kết quả học tập giữa nhóm TN và ĐC. 3.4.2.2. Đánh giá hiệu quả dạy học đối với việc phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh qua các biểu hiện trong giờ học.

Dựa trên sự quan sát của GV cộng tác và đánh giá các biểu hiện của tính tích cực và tự lực của HS trong hoạt động nhóm ta có bảng tổng hợp sau:

Bảng 3.1. Kết quả quan sát các biểu hiện của tính tích cực, tự lực: Những dấu hiệu

TN

ĐC

(38)

(38)

1.Số HS tập trung, chú ý nghe giảng.

91%

75%

2. Số HS ghi chép bài

94%

85%

4

1,7

4. Số HS chủ động tham gia bày tỏ ý kiến, thảo luận xây dựng bài

3,1%

1,4%

5. Bình quân số lần HS trả lời đúng những điều đã học

7/10

4/10

6. Số HS tham gia thảo luận nhóm, làm thí nghiệm

90%

39%

7. Số HS chuẩn bị nội dung được giao

79%

57%

8. Số lượt HS vận dụng được kiến thức vào giải bài tập và

8/10

6/10

3. Bình quân số lần giơ tay của HS trong tiết học

giải thích được các hiện tượng thực tế Qua trên có thể thấy ở lớp TN học sinh rất có hứng thú tham gia vào quá trình học tập một cách tích cực, chủ động. Trong quá trình hoạt động nhóm, HS rất tích cực trả lời phiếu học tập, trao đổi những vấn đề chưa hiểu, tiến hành thí nghiệm, phân tích kết quả thí nghiệm, tác phong của HS hầu hết là rất nghiêm túc, có tinh thần hợp tác làm việc và hoàn thành các công việc

được giao.

73 3.4.2.3. Đánh giá hiệu quả dạy học bằng PPTN theo tinh thần DH GQVĐ với việc phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh qua bài kiểm tra.

Sau khi tổ chức cho HS làm bài kiểm tra ở hai khối thực nghiệm và đối chứng chúng tôi tiến hành chấm bài và xử lí kết quả thu được theo các phương pháp thống kê toán học.

- Điểm của HS i là xi. Điểm kiểm tra được làm tròn đến 1 điểm.

- Bảng phân phối thực nghiệm: số HS đạt điểm xi.

- Bảng phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi.

- Bảng bảng lũy tích: số % HS đạt điểm ≤ xi.

- Tính các tham số thống kê: X , S 2 , S , V theo các công thức: + Điểm trung bình của các bài kiểm tra: X =

1 10  fi x i n i =1

(với f : số HS đạt điểm xi, n là số HS tham gia bài kiểm tra) + Phương sai:

S2 =

+ Độ lệch chuẩn:

S=

+ Hệ số biến thiên:

 f (x − X )

V =

i

2

i

n −1

 f (x − X ) i

2

i

n −1 S .100% X

( V: cho biết mức độ phân tán của số liệu) Sau khi kiểm tra ở hai lớp thực nghiệm và đối chứng chúng tôi thu thập và xử lý số liệu theo phương pháp thống kê toán học.

Sau đây chúng tôi trình bày việc xử lý kết quả:

Bảng 3.2. Bảng phân phối thực nghiệm số HS đạt điểm xi Lớp

Số HS đạt điểm xi 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ĐC

0

0

2

3

3

6

8

7

4

4

1

TN

0

0

0

1

2

4

6

8

8

6

3

74

9 8 7

Số học sinh

6 5

ĐC TN

4 3 2 1 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Điểm số

Biểu đồ 3.1. Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi Lớp

Số % HS đạt điểm xi 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ĐC

0

0

5.3

7.9

7.9

15.8 21.1 18.4 10.5 10.5

2.6

TN

0

0

0

2.6

5.3

10.5 15.8 21.1 21.1 15.8

7.9

75

Số % học sinh đạt điểm xi

25 20 15 ĐC TN

10 5 0 0

1

2

3

4

5 Điểm số

6

7

8

9

10

Điểm xi

Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi

Biểu đồ 3.3. Đường phân phối tần suất: số % HS đạt điểm xi

76

Bảng 3.4. Bảng lũy tích: số % HS đạt điểm ≤ xi Số % HS đạt điểm xi trở xuống

Lớp

0

1

2

ĐC

0

0

5.3

TN

0

0

0

3

4

5

6

7

8

9

10

13.2 21.1 36.8 57.9 76.3 86.6 97.4

100

2.6

100

7.9

18.4 34.2 55.3 76.3 92.1

Biểu đồ 3.4. Đường lũy tích số % HS đạt điểm ≤ xi Bảng 3.5. Bảng tham số thống kê Lớp

Số HS

X

S2

S

V (%)

ĐC

38

6,05

4,11

2,03

33,48

TN

38

7,13

3,09

1,76

26,65

Dựa vào những tham số đã tính toán ở trên, đặc biệt từ bảng tham số thống kê (Bảng 3.4) và đường luỹ tích (Biểu đồ 3.3) có thể rút ra kết luận sơ b ộ:

77 - Điểm trung bình của các bài kiểm tra của HS lớp thực nghiệm (7,13) cao hơn so với HS ở lớp đối chứng (6,05).

- Đường luỹ tích ứng với lớp thực nghiệm nằm về phía dưới đường luỹ tích lớp đối chứng.

- Hệ số biến thiên của lớp thực nghiệm (26,65%) thấp hơn so với lớp

đối chứng (33,48%) cho thấy mức độ phân tán khỏi điểm trung bình của lớp thực nghiệm nhỏ hơn mức độ phân tán của lớp đối chứng.

Như vậy kết quả học tập của lớp thực nghiệm cao hơn kết quả học tập của lớp đối chứng.

Qua tính toán và phân tích kết quả ở trên, chúng tôi thấy rằng điểm trung bình cộng của lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng. Kết quả này có phải do ngẫu nhiên không? Hay do áp dụng tiến trình dạy học đem lại?

Để trả lời câu hỏi trên, cần phải tiến hành phép kiểm định các giả thiết thống kê với mức ý nghĩa α (với sai số là α).

- Giả thiết H0: X TN = X ĐC giả thiết thống kê (kết quả ở trên là ngẫu nhiên) - Giả thiết H1: X TN > X ĐC đối giả thiết thống kê

Để tiến hành kiểm định, chúng tôi Dùng phương pháp kiểm định SStudent để kiểm định về sự khác nhau giữa hai điểm trung bình của học sinh ở hai lớp thực nghiệm và đối chứng.

Giá trị đại lượng kiểm định t được tính theo công thức: t =

X TN − X

ĐC

S T2N S2 + ĐC nTN nĐC

Ta đã biết: X TN = 7,13 ; X ĐC = 6, 05 ; STN = 1, 76 ; S ĐC = 2, 03 ; nTN = 38 ; nĐC = 38 ;

Thay các giá trị vào công thức trên, ta tính được t = 2,48.

Chọn mức ý nghĩa α = 0,05, tra bảng giá trị của hàm Laplace: φ (t α ) =

1 − 2α = 0,45, ta có tα = 1,65.

2

78 So sánh với kết quả tính toán qua thực nghiệm ta thấy: t > tα, nên ta có thể bác bỏ giả thiết H0 và chấp nhận giả thiết đối với H1. Như vậy điểm trung bình cộng của nhóm thực nghiệm cao hơn điểm trung bình cộng của nhóm đối chứng là thực chất, không phải do ngẫu nhiên. Điều đó cho phép kết luận tiến trình dạy học có sử dụng BTĐT đã mang lại hiệu quả cao hơn so với tiến trình dạy học thông thường. . Như vậy việc tổ chức dạy học bằng PPTN theo tinh thần dạy học GQVĐ đã phát triển tích cực, chủ động, sáng tạo của HS trong học tập. Các biện pháp mà chúng tôi đề xuất trong bài học là hoàn toàn phù hợp với học sinh THPT và góp phần nâng cao chất lượng dạy học.

Từ những nhận định trên, chúng tôi cho rằng đề tài nghiên cứu có tính khả thi và có thể phát triển, nhân rộng không chỉ trong dạy học chương “Động lực học chất điểm” Vật Lý 10 mà còn có thể vận dụng vào việc giảng dạy các

chương khác của chương trình Vật Lý THPT.

79

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 Từ kết quả TNSP tôi rút ra được một số kết luận sau: - HS có khả năng thích ứng với việc sử dụng phương pháp thực nghiệm theo tinh thần “phát hiện và giải quyết vấn đề” do chúng tôi đưa ra.

-Trên cơ sở sử dụng các thí nghiệm, phương pháp mới và các bước lên lớp theo các bài giảng được thiết kế đã làm cho HS hào hứng hơn trong việc học tập, nắm bắt kiến thức mới và giải bài tập vận dụng dễ dàng hơn, góp phần phát huy tính tích cực, tự lực và năng lực sáng tạo cho HS. Từ đó giúp cho HS nhận ra sự liên hệ hữu cơ giữa các kiến thức Vật Lý và thực tiễn cuộc sống.

- Trong quá trình học tập, HS có điều kiện được trao đổi, được trình bày ý kiến của mình. Qua đó rèn luyện cho HS khả năng tư duy logic và phát triển năng lực sáng tạo.

Qua kết quả phân tích thực nghiệm cho phép khẳng định : Việc tổ chức dạy học theo tiến trình đã soạn thảo đã phát huy được tính tích cực và tự chủ của HS và góp phần nâng cao chất lượng kiến thức của HS. Do điều kiện thời gian chúng tôi chỉ tiến hành TN 2 tiết ở mỗi lớp được chọn làm thực nghiệm, đối tượng thực nghiệm còn ít vì vậy kết quả của TNSP có tính khái quát chưa cao.

Mục đích của thực nghiệm đã đạt được và giả thuyết khoa học nêu ra

đã được kiểm nghiệm.

80

KẾT LUẬN CHUNG Với đề tài này tôi đã hoàn thành được các công việc sau: - Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc thiết kế các tiến trình dạy học vật lý bằng PPTN theo tinh thần dạy học GQVĐ, trên cơ sở đó soạn thảo tiến trình dạy học một đơn vị kiến thức Vật Lý cụ thể.

- Đã soạn thảo được 3 tiến trình dạy học ở chương “Động lực học chất

điểm” của chương trình lớp 10 chương trình chuẩn như sau: tiến trình dạy học bài “Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm”, tiến trình dạy học bài “Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc” và tiến trình dạy học bài thực hành thí nghiệm Vật lý “Thực hành : Đo hệ số ma sát”. Các tiến trình này được soạn thảo theo hướng “phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo của học sinh”, các tình huống học tập vật lý và định hướng hoạt động học của

HS theo tiến trình nhận thức khoa học một kiến thức vật lý, phù hợp với mục

đích yêu cầu của chương trình về việc nắm các các kiến thức đó của HS và phù hợp với trình độ của HS. Các tiến trình đó là cơ sở để tác giả tổ chức cho HS hoạt động học tập tự lực, sáng tạo. Trong ba tiến trình dạy học đó thì tôi có những cải tiến về thiết bị thí nghiệm, phương án thí nghiệm và vai trò của các thí nghiệm trong dạy học.

- Đã thực nghiệm sư phạm 2 tiến trình đã soạn thảo trên các lớp TN. - Kết quả của thực nghiệm cho thấy các tiến trình được xây dựng đều có tính khả thi.. Chất lượng học tập của HS các lớp thực nghiệm có dấu hiệu

được nâng lên, các HS này có được phương pháp học tập tốt hơn, phát triển được năng lực tự học và năng lực sáng tạo giải quyết vấn đề.

Tuy nhiên, việc dạy học theo phương pháp mới này thì: - Cả GV và HS đều phải đầu tư rất nhiều thời gian và công sức.

- Tốn nhiều thời gian hơn thời gian quy định của chương trình cho mỗi kiến thức nhưng tác giả đã khắc phục được khó khăn này nhờ vào các tiết bám sát.

- Lớp học quá đông nên những lúc thực hành rất mệt.

81 Để việc dạy học theo phương pháp mới này đạt được hiệu quả cao thì cần phải có: - Lớp học phải có số lượng học sinh ít, khoảng 30 HS là vừa.

- Cần có phòng thí nghiệm bộ môn, dụng cụ thí nghiệm chính xác.

- Lòng đầy nhiệt tình của GV. - Với HS khá giỏi thì phương pháp này sẽ có hiệu quả cao hơn.

Một số ý kiến đề xuất 1. Tăng cường cơ sở vật chất và trang thiết bị, đồ dùng thí nghiệm (tăng số lượng bộ dụng cụ cho một bài thí nghiệm để tạo điều kiện cho HS có thể thực hiện thí nghiệm).

2. Điều chỉnh số lượng HS trong mỗi lớp từ 25 - 30 HS tạo điều kiện cho việc tổ chức hoạt động học tập của HS theo nhóm, tạo điều kiện để GV có thể theo dõi, hướng dẫn kiểm tra hoạt động của các nhóm cho tốt.

3. Đối với GV, cần tự nghiên cứu thêm về các phương pháp dạy học mới, trong đó dạy học bằng PPTN theo tinh thần giải quyết vấn đề là một trong những phương pháp khả thi và hiệu quả cao mà GV cần ưu tiên nghiên cứu và áp dụng.

Chúng tôi sẽ tiếp tục thử nghiệm hướng đề tài ở các bài khác của chương trình vật lý phổ thông từ đó có thể thiết kế các bài dạy tốt hơn, góp phần tích cực vào việc triển khai chương trình dạy học theo hướng tiếp cận năng lực trong dạy học vật lý ở trường phổ thông.

82

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2007), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên môn vật lý 10, Nhà xuất bản Giáo dục.

[2]. Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2007), Vật lý 10 (Ban cơ bản), NXB Giáo dục.

[3]. Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2007), Bài tập Vật lý 10 (Ban cơ bản), NXBGD. [4]. Lương Duyên Bình, Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2007), Sách giáo viên Vật lý 10 (Ban cơ bản), Nhà xuất bản Giáo dục.

[5]. Vũ Cao Đàm (1999), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội.

[6]. M. A. Đanilôp và M. N. Xcatkin (1983), Lý luận dạy học của trường phổ thông, NXBGD Hà Nội.

[7]. Nguyễn Văn Khải (Chủ biên - 2008), Lý luận dạy học vật lý ở trường phổ thông, Nhà xuất bản Giáo dục.

[8]. Nguyễn Quang Lạc (1995), Lý luận dạy học hiện đại ở trường phổ thông,

Đại học Vinh.

[9]. Nguyễn Quang Lạc – Lê Thị Thu Hiền (2015), Những tiếp cận hiện đại của lí luận và phương pháp dạy học vật lý. Nhà xuất bản Đại học sư

phạm.

[10]. I. Ia. Lence (1977), Dạy học nêu vấn đề, NXBGD Hà Nội.

[11]. Nguyễn Thị Nhị (2016), Đo lường và đánh giá trong dạy học vật lý.

Nhà xuất bản Đại học Vinh.

[12]. Phạm Thị Phú (2002), Nghiên cứu vận dụng các phương pháp nhận thức vào dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lý trung học phổ thông,

ĐHV, Đề tài cấp bộ.

83

[13]. Phạm Thị Phú - Bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh nhằm nâng cao hiệu quả dạy học cơ học lớp 10 phổ thông trung học -

Luận án tiến sỹ giáo dục - Đại học sư phạm Vinh 1999.

[14]. Phạm Thị Phú – Đinh Xuân Khoa (2015), Giáo trình phương pháp luận nghiên cứu Vật lý. Nhà xuất bản Đại học Vinh.

[15]. Phạm Thị Phú (2015), Chuyển hóa phương pháp nhận thức Vật lý thành phương pháp dạy học Vật lý. Nhà xuất bản Đại học Vinh.

[16]. Nguyễn Đình Thước (2011), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học dạy học vật lý. Nhà xuất bản Đại học Vinh.

[17]. Nguyễn Đình Thước (2013), Sử dụng bài tập để phát triển tư duy của học sinh trong dạy học vật lý. Nhà xuất bản Đại học Vinh.

[18]. Nguyễn Đức Thâm – Nguyễn Ngọc Hưng (2001), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lí ở trung học phổ thông, NXB

Đại học quốc gia Hà Nội.

[19]. Phạm Hữu Tòng (2004), Dạy học Vật lý ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, Nhà xuất bản ĐHSP.

[20]. Phạm Hữu Tòng, Phạm Xuân Quế, Nguyễn Đưc Thâm (2005), Tài liêu bồi dưỡng thường xuyên giáo viên THPT chu kỳ 3 (2004 - 2007), Viện

nghiên cứu sư phạm.

[21]. Đỗ Hương Trà (2011), Các kiểu tổ chức dạy học hiện đại trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông. Nhà xuất bản Đại học sư phạm.

PL1

PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1 PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH (Phiếu này dùng vào mục đích nghiên cứu khoa học. Không sử dụng để đánh giá HS Mong các em vui lòng trả lời các câu hỏi sau)

1. Thông tin cá nhân Họ và tên: ........................................................Nam/nữ:............... Lớp: .............

Trường....................................................................................................

2. Nội dung phỏng vấn: Em hãy điền dấu "×'' vào các ô vuông mà em cho là thích hợp để trả lời mỗi câu hỏi dưới đây.

Câu 1. Em vui lòng cho biết các vấn đề sau về bộ môn Vật lý Em có hứng thú học môn Vật lý không?

Trong giờ Vật lý, em có chú ý nghe giảng không?

Có tự phát biểu không ?

Có hiểu bài ngay trên lớp không?

Câu 2. Theo em những yếu tố nào sau đây ảnh hưởng đến khả năng nhận thức của em về môn Vật lý (Có đánh "×'' ; Không viết 0 ) : Không có sách giáo khoa

Phương pháp giảng bài của GV

Không có tài liệu tham

Không có thí nghiệm

khảo Hạn chế của bản thân

Hoàn cảnh gia đình

PL2

Câu 3. Mức độ tham gia các hoạt động của em khi học môn Vật lý (đánh dấu "×'' vào ô mà em đồng ý).

Thường Thỉnh Chưa xuyên thoảng bao giờ

Các hoạt động Nêu thắc mắc Tham gia thảo luận nhóm Tham gia trực tiếp làm thí nghiệm Tự giải bài tập mà không cần sự hướng dẫn của GV Giải bài tập có sự hướng dẫn của GV Chuẩn bị bài mới trước khi đến lớp

Câu 4. Em có những tài liệu nào phục vụ cho học môn Vật lý.

- SGK [ ]

- Sách bài tập[ ]

- Sách tham khảo [ ]

Câu 5. Em thường học Vật lý theo những cách nào?

- Theo SGK [ ]

- Theo vở ghi [ ]

- Đọc thêm tài liệu tham khảo [ ]

Câu 6. Giáo viên vật lý của em có thường xuyên sử dụng thí nghiệm trong quá trình giảng dạy không?

- Thường xuyên [ ]

- Thỉnh thoảng [ ]

- Chưa bao giờ [ ]

Câu 7. Trong một học kỳ, bạn được học thí nghiệm thực hành bao nhiêu lần? ……..lần/

học kỳ

Câu 8. Theo em thì: - Những phương pháp dạy học nào em thấy hứng thú học và dễ tiếp thu?: + Thuyết trình [ ] + Đàm thoại [ ] + Dạy học theo PPTN [ ] + Giải quyết vấn [ ] + Các PP khác [ ] - Những phương pháp dạy học nào mà em thấy hiểu bài hơn, thích học hơn?: ..........................................................................................................................................................

Để học tốt môn Vật lý, em có đề nghị gì? ..........................................................................................................................................................

Ngày ..... tháng ........ năm 2016

PL3

PHỤ LỤC 2 MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM

PL4

PHỤ LỤC 3 CÁC ĐỀ KIỂM TRA ĐỀ KIỂM TRA SỐ 01 (15 phút) I. Trắc nghiệm khách quan: Câu 1. Có hai lực đồng qui có độ lớn bằng 9N và 12N.Trong số các giá trị sau đây, giá trị nào có thể là độ lớn của hợp lực ?

A. 25N B. 15N C. 2N D. 1N Câu 2. Lực 10N là hợp lực của cặp lực nào dưới đây ? Cho biết góc giữa cặp lực đó.

A. 3 N, 15 N ;1200 C. 3 N, 6 N ;600 B. 3 N, 13 N ;1800 D. 3 N, 5 N ; 00 Câu 3. Cho hai lực đồng qui có cùng độ lớn 30 ( N ) . Hỏi góc giữa hai lực bằng bao nhiêu thì hợp lực cũng có độ lớn bằng 30 ( N ) ?

A. 1200

B. 600

C. 300

D. 450

Câu 4. Cho ba lực đồng qui (tại điểm O), đồng phẳng ⃗ , ⃗ , ⃗ lần lượt hợp 0, 0 0 với trục Ox những góc 0 60 , 120 và có độ lớn tương ứng là F1 = F3 = 2F2 = 10N như trên hình vẽ 1. Tìm hợp lực của ba lực trên? ⃗

⃗

⃗

O

A. 10N B. 30N C. 15N II. Phần tự luận: Một vật được treo như hình vẽ : Biết vật có m = 1kg, α = 30˚. Lấy g = 9,8m/s2 Bỏ qua ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng.

Tính độ lớn lực căng của dây treo?

D. 40N

α

PL5

ĐỀ KIỂM TRA SỐ 02 (15 phút) I. Trắc nghiệm khách quan: Câu 1: Chọn đáp án đúng. Phải treo một vật có trọng lượng bằng bao nhiêu vào một lò xo có độ cứng k = 100N/m để nó dãn ra được 10cm. Lấy g = 10m/s2. ?

A. 1000N

B. 100N

C. 10N

D. 1N

Câu 2: Phải treo một vật có khối lượng bằng bao nhiêu vào lò xo có độ cứng K = 100N/m để lò xo dãn ra được 10cm ? Lấy g = 10m/s2 A. 1kg

B. 10kg

C. 100kg

D. 1000kg

Câu 3: Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 30cm. Khi lò xo có chiều dài 36cm thì lực dàn hồi của nó bằng 5N. Tìm chiều dài của lò xo khi lực đàn hồi của nó bằng 10N. A. 12cm

B. 18cm

C. 40cm

D. 48cm

Câu 4: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30cm, khi bị nén lò xo dài 24cm và lực đàn hồi của nó bằng 5N. Hỏi khi lực đàn hồi của lò xo bằng 10N thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu?

A. 48cm

B. 18cm.

C. 22cm

D. 40cm

II. Phần tự luận: 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 31cm. Khi treo thêm quả cân 200g nữa thì lò xo dài 33cm. Lấy g = 10m/s2. Xác định chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo?