Nghiên cứu, sử dụng bài tập chương "các định luật bảo toàn" nhằm phát huy tính tích cực, chủ động trong học tập vật lý của học sinh lớp 10

NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, CHỦ ĐỘNG TRONG HỌC TẬP VẬT LÝ CỦA HỌC SINH LỚP 10 Cán bộ hướng dẫn NGUYỄN TIẾN DŨNG LONG XUYÊN 05/2008 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học An Giang, Khoa sư phạm cùng quí thầy cô đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành được khóa luận. Tôi xin gởi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Tiến Dũng, nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy mà tôi đã học hỏi thêm được rất nhiều về phương pháp nghiên cứu khoa học và biết cách tự mình nghiên cứu một vấn đề khoa học một cách nghiêm túc và đúng đắn. Tôi xin cảm ơn gia đình và những bạn bè thân đã giúp đỡ tạo cho tôi nhiều điều kiện thuận lợi để tôi để có thể hoàn thành được khoá luận. MỤC LỤC MỤC LỤC ........................................................................................... TRANG Phụ bìa....................................................................................................................i Lời cảm ơn ............................................................................................................ ii Danh mục các chữ viết tắt ................................................................................... iii Phần 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG..............................................................1 1. Lý do chọn đề tài .................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu............................................................................... 2 3. Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu ..................................... 2 4. Phạm vi nghiên cứu................................................................................. 2 5. Giả thuyết khoa học ................................................................................ 2 6. Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................. 3 7. Đóng góp của đề tài................................................................................. 3 8. Các phương pháp nghiên cứu.................................................................. 3 9. Tóm tắt hoạt động nghiên cứu ................................................................ 3 Phần 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU..............................................................4 Chương I: cơ sở lý luận ................................................................................4 I. Cơ sở tâm lý của hoạt động dạy học ........................................................... 4 1. Hoạt động dạy học ............................................................................ 1.1 Hoạt động dạy .............................................................................. 4 1.2 Hoạt động học .............................................................................. 4 1.3 Hoạt động dạy học ....................................................................... 4 2. Khái niệm tính tích cực ............................................................................ 5 2.1 Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh ............... 5 2.2 Những biểu hiện và mức độ của tính tích cực của học sinh........ 5 2.3 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh ......................... 6 2.4 Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh .... 6 3. Khái niệm tính chủ động......................................................................... 7 4. Mối quan hệ giữa tích cực và chủ động .................................................. 7 5. Quan hệ giữa phát huy tính tích cực, chủ động học tập với những đặc điểm lứa tuổi học sinh trung học phổ thông.......................................... 8 II. Cơ sở về lý luận dạy học ............................................................................10 1. Khái niệm bài tập Vật lý ........................................................................10 2. Nhiệm vụ dạy học Vật lý ở trường phổ thông .......................................12 3. Mục đích, yêu cầu của chương “Các định luật bảo toàn”-Vật lý 10 cơ bản .....................................................................................................13 4. Bài tập trong dạy học Vật lý nhằm phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh ..................................................................................13 4.1 Vai trò của bài tập Vật lý trong việc phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh ......................................................13 4.2 Phương pháp giải bài tập Vật lý.................................................14 4.3 Những yêu cầu chung đối với dạy học BTVL ...........................15 4.4 Hoạt động của giáo viên và học sinh khi gải BTVL..................16 III. Cơ sở thực tiễn .........................................................................................16 Chương II: Xây dựng hệ thống bài tập chương“Các định luật bảo toàn” Vật lý 10_cơ bản........................................................18 I. Mức độ nội dung kiến thức mà học sinh cần nắm vững........................18 1. Động lượng và định luật bảo toàn động lượng.....................................18 2. Công và công suất .................................................................................20 3. Động năng .............................................................................................21 4. Thế năng................................................................................................22 5. Cơ năng .................................................................................................23 II. Một số bài tập trong chương “Các định luật bảo toàn” .......................24 1. Bài 1 ......................................................................................................24 2. Bài 2 ......................................................................................................25 3. Bài 3 ......................................................................................................28 4. Bài 4 ......................................................................................................29 5. Bài 5 ......................................................................................................30 6. Bài 6 ......................................................................................................32 7. Bài 7 ......................................................................................................34 8. Bài 8 ......................................................................................................35 9. Bài 9 ......................................................................................................37 10. Bài 10 ..................................................................................................38 11. Bài 11 ..................................................................................................40 III. Soạn thảo tiến trình dạy học với các bài tập vật lý trong chương “Các định luật bảo toàn” ............................................................41 1. Giáo án 1: giải bài tập về tính động lượng, định luật bảo toàn động lượng ..............................................................................................41 2. Giáo án 2: giải bài tập công, công suất..................................................49 3. Giáo án 3: giải bài tập về động năng, thế năng, cơ năng .......................56 Chương III: Thực nghiệm sư phạm .........................................................63 I. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng thực nghiệm sư phạm ..........................63 1. Mục đích ................................................................................................63 2. Nhiệm vụ ................................................................................................63 3. Đối tượng thực nghiệm ..........................................................................63 II. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .......................................................63 1. Chọn mẫu ...............................................................................................63 2. Phương pháp tiến hành...........................................................................63 III. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.................................................63 1. Lựa chọn tiêu chí đánh giá .....................................................................64 2. Kết quả thực nghiệm sư phạm ...............................................................64 2.1. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm....................................64 2.2. Phân tích số liệu thực nghiệm sư phạm .................................64 Phần 3: KẾT LUẬN .....................................................................................69 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................70 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTVL : bài tập vật lý GV : giáo viên HS : học sinh ĐC : đối chứng TN : thực nghiệm THPT : trung học phổ thông PPDH : phương pháp dạy học TNSP : thực nghiệm sư phạm Trang 1 PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU 1/ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Giáo dục có vai trò rất to lớn trong việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao. Chính vì thế trong tình hình của đất nước ta hiện nay giáo dục phải được xem là mục tiêu quan trọng hàng đầu.Trong quan điểm đầu tiên của các quan điểm chỉ đạo phát triển giáo dục Đảng và Chính phủ ta cũng đã xác định rằng “giáo dục là quốc sách hàng đầu”. Mục tiêu phát triển giáo dục đến năm 2010 của bậc trung học phổ thông được Chính phủ ta xác định là: “ Thực hiện chương trình phân ban hợp lý nhằm đảm bảo cho học sinh có học vấn phổ thông, cơ bản theo một chuẩn thống nhất, đồng thời tạo điều kiện cho sự phát triển nhân lực của mỗi học sinh, giúp học sinh có hiểu biết về kỹ thuật…”[5]. Để đáp ứng được mục tiêu này thì trong quá trình dạy học đòi hỏi phải không ngừng đổi mới, hiện đại hoá phương pháp, nội dung dạy học về các lĩnh vực khoa học tự nhiên, khoa học xã hội nhân văn nhằm phát triển năng lực tự học cho các em, để các em có khả năng chiếm lĩnh được các kiến thức mới và nhanh chóng tiếp thu được cái mới khi vào đời. Quá trình dạy học ở trường trung học hiện nay tồn tại rất nhiều mâu thuẫn. Cụ thể là :“ Trong học sinh, mâu thuẫn giữa một bên là tư duy cụ thể phát triển và một bên là tư duy trừu tượng kém phát triển”[14]. Đa số các em còn thiên về cách học thuộc lòng, quen làm với các mẫu đã cho sẵn…do đó mà khả năng phân tích, tổng hợp của các em còn yếu. Và "mâu thuẫn giữa khối lượng tri thức đang được đổi mới tăng lên phức tạp và thời gian học tập không thể tăng lên được" [14], thực tế việc giảng dạy các môn khoa học tự nhiên nói chung và bộ môn Vật lý nói riêng ở trường phổ thông vẫn còn quá phụ thuộc vào các phương pháp dạy học cổ truyền, nhồi nhét kiến thức cho học sinh vì thế mà các em không thể phát huy được năng lực của mình và còn nhiều mâu thuẫn nữa. Chỉ có giải quyết tốt các mâu thuẫn này thì mới nâng cao được chất lượng giáo dục từ đó mới phát triển tốt được nền giáo dục ở Việt Nam. Và để giải quyết các mâu thuẫn này thì cũng đòi hỏi phải đổi mới phương pháp, nội dung dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của người học. Bản chất của hướng này là khơi gợi, phát huy năng lực tìm tòi, sáng tạo … của người học thông qua việc tạo điều kiện cho họ giải quyết vấn đề. Là một sinh viên sư phạm Vật lý tôi nhận thấy rằng việc dạy học các môn khoa học ở nhà trường không chỉ là giúp cho học sinh có được một số kiến thức cụ thể nào đó mà quan trọng hơn trong quá trình dạy các kiến thức cụ thể đó phải rèn luyện cho học sinh tiềm lực để khi ra trường họ có thể tự học tập, có khả năng giải quyết các vấn đề nhằm đáp ứng những đòi hỏi đa dạng của cuộc sống. Môn Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, giải các bài tập là một trong những hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, kích thích tính tích cực, chủ động… của học sinh. Do vậy để nâng cao được chất lượng dạy học, phát huy được năng lực của học sinh trong dạy học nói chung và trong dạy học Vật lý nói riêng thì ta phải vận dụng nhiều phương pháp và biện pháp dạy học khác nhau. Trong đó việc giải bài tập là một trong những biện pháp đó. Bởi vì các bài tập Vật lý có tầm quan trọng trong việc “ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn, rèn luyện cho các em vận dụng kiến thức một cách khái quát, thói quen làm việc tự lực…”[19]. Trang 2 Về việc sử dụng BTVL để phát huy những năng lực của học sinh cũng đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu, nhưng nghiên cứu việc sử dụng bài tập Vật lý nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh trong chương các định luật bảo toàn thì chưa có đề tài nào nghiên cứu về vấn đề này. Vì những lý do trên nên tôi quyết định lựa chọn đề tài: “ Nghiên cứu, sử dụng bài tập chương “ Các định luật bảo toàn” nhằm phát huy tính tích cực, chủ động trong học tập Vật lý của học sinh lớp 10”. 2/ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu sử dụng bài tập trong dạy học chương “ Các định luật bảo toàn” của Vật lý 10 và xây dựng một số bài tập nhằm phát huy tính tích cực và chủ động cho học sinh. 3/ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU • Khách thể nghiên cứu - Nhiệm vụ, mục đích dạy học và phương pháp dạy học Vật lý ở trường THPT. - Nội dung và phương pháp dạy học các đề tài riêng biệt của giáo trình Vật lý. - Sử dụng bài tập trong dạy học Vật lý. - Tổ chức dạy học Vật lý ở trường THPT. - Phương pháp và kỹ thuật thực nghiệm Vật lý ở trường phổ thông. - Giáo viên Vật lý và học sinh lớp 10 THPT. - Quy chế kiểm tra đánh giá học sinh trung học. • Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu các dạng bài tập của chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình Vật lý 10 THPT cơ bản. - Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc sử dụng bài tập trong giảng dạy Vật lý nhằm phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh. 4/ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Xây dựng và sử dụng một số bài tập Vật lý thuộc chương “Các định luật bảo toàn”_ Vật lý 10 THPT cơ bản. - Khả năng áp dụng các dạng bài tập này vào việc giảng dạy Vật lý ở các trường THPT thuộc địa bàn tỉnh An Giang. 5/ GIẢ THUYẾT KHOA HỌC - Nếu xây dựng được các dạng bài tập hay, giải quyết được nhiều vấn đề thực tiễn sẽ giúp cho giáo viên rất nhiều trong việc giảng dạy phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh, giúp cho giáo viên kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh toàn diện hơn, chính xác hơn. 6/ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc đổi mới phương pháp dạy học trong dạy học Vật lý. Trang 3 - Nghiên cứu những yêu cầu chung đối với việc dạy học BTVL, đề xuất những biện pháp nhằm góp phần phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh trong việc sử dụng BTVL. - Xây dựng một số bài tập thuộc chương “ Các định luật bảo toàn”. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm các bài tập đã xây dựng nhằm đánh giá kết quả và rút ra kết luận. 7/ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI - Nếu đề tài này thành công nó sẽ là một tài liệu tham khảo thiết thực cho các giáo viên. Góp phần khẳng định tính khả thi của việc sử dụng bài tập vào việc giảng dạy nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh. 8/ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU a) Phương pháp đọc sách và tài liệu tham khảo - Để tìm cơ sở lý luận cho việc nghiên cứu đề tài và sử dụng những kết quả nghiên cứu để vận dụng vào nghiên cứu đề tài tôi đã tiến hành đọc một số sách, báo, tài liệu, công trình nghiên cứu đã có… nhằm: • Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học về việc sử dụng BTVL theo tinh thần đổi mới PPDH. • Nghiên cứu những chính sách, văn kiện của Đảng, Nhà nước, Bộ giáo dục về việc nâng cao chất lượng giáo dục. b) Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Tiến hành thực nghiệm sư phạm có đối chứng để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng bài tập Vật lý trong quá trình dạy học. c) Phương pháp điều tra giáo dục - Điều tra thực trạng của việc sử dụng BTVL: những thuận lợi, khó khăn của việc sử dụng bài tập trong dạy học Vật lý ở trường THPT. d) Phương pháp thống kê toán học - Tôi sử dụng phương pháp này nhằm xử lý các số liệu thu thập được từ đó có cơ sở rút ra những kết luận phù hợp. 9/ TÓM TẮT HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU 15/10/2007 – 05/11/2007 : Xây dựng đề cương chi tiết. 06/11/2007 - 30/11/2007 : Hoàn thành đề cương chi tiết. 01/12/2007 – 30/03/2008 : Hoàn thành hệ thống bài tập và tiến hành thực nghiệm. 10/04/2008 – 30/04/2008 : Hoàn chỉnh khoá luận và viết báo cáo. Trang 4 PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN I. Cơ sở tâm lý của hoạt động dạy học 1. Hoạt động dạy học: 1.1. Hoạt động dạy “Hoạt động dạy là hoạt động của người lớn tổ chức và điều khiển hoạt động của trẻ nhằm giúp chúng lĩnh hội nền văn hóa – xã hội, tạo ra sự phát triển tâm lý, hình thành nhân cách của chúng” [4]. Muốn trẻ lĩnh hội được nền văn hóa – xã hội, phát triển tâm lý và hình thành nhân cách thì hoạt động dạy của người lớn phải vạch ra được mục đích, phải có được những yếu tố tâm lý cần có trong hoạt động dạy và phải bằng cách nào đó đạt được mục đích mà hoạt động dạy đã vạch ra. Như vậy muốn tạo ra được tính tích cực trong hoạt động của học sinh. Thì người thầy phải có trình độ tổ chức và điều khiển hoạt động học. Phải làm sao cho các em vừa ý thức được đối tượng cần lĩnh hội, vừa biết cách chiếm lĩnh được đối tượng đó. Để hoạt động dạy được tiến hành một cách có hiệu quả thì ngoài mục đích và những cách thức để thực hiện được mục đích thì người dạy cần phải có những yếu tố tâm lý cần thiết. Một yếu tố bao trùm, cơ bản đó chính là nhân cách của người thầy giáo, được xem là công cụ chủ yếu để tiến hành hoạt động dạy được thể hiện trong lương tâm, trách nhiệm, trình độ và tay nghề trong hoạt động dạy - học. 1.2. Hoạt động học “Hoạt động học là hoạt động đặc thù của con người được điều khiển bởi mục đích tự giác là lĩnh hội những tri thức, kĩ năng, kỹ xảo mới, những hình thức hành vi và những dạng hoạt động nhất định”[4]. Có nhiều cách học khác nhau, thông thường được diễn ra theo hai cách: • Cách học thứ nhất: là nhằm vào việc nắm các khái niệm, kĩ năng mới, xem đó là mục đích trực tiếp của mình . • Cách học thức hai: cách tiếp thu các tri thức và kỹ năng trong khi thực hiện các mục đích khác còn gọi là học một cách ngẫu nhiên. Học theo cách thứ nhất và cách thứ hai thì cũng đều hướng một cách khách quan vào việc hình thành nhân cách học sinh nhưng trong đó học theo cách thứ nhất là yếu tố trực tiếp nhất. 1.3. Hoạt động dạy học: “Hoạt động dạy học là một quá trình hoạt động thống nhất giữa giáo viên và học sinh, trong đó giáo viên giữa vai trò hướng dẫn, tổ chức, điều khiển hoạt động của học Trang 5 sinh, học sinh giữ vai trò tự tổ chức, tự điều khiển hoạt động học của mình nhằm thực hiện các nhiệm vụ dạy học”[14]. * Đặc điểm của hoạt động dạy học: “Hoạt động dạy học ở trường trung học góp phần quan trọng vào việc thực hiện mục tiêu giáo dục trung học”[14]. “Hoạt động dạy học ở trường trung học được tiến hành với nội dung dạy học có tính hệ thống ngày càng cao và mức độ ngày càng sâu”[14]. “Hoạt động dạy học được tiến hành với sự tham gia tích cực của học sinh - chủ thể nhận thức có nhiều kinh nghiệm sống, có năng lực nhận thức phát triển hơn trước so với cùng tuổi”[14]. “Hoạt động dạy học ở trường trung học được diễn ra với sự tác động qua lại ngày càng cao giữa vai trò tích cực, chủ động của học sinh và vai trò chủ đạo của giáo viên”[14]. 2. Khái niệm tính tích cực 2.1. Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh “Theo quan điểm triết học tính tích cực nhận thức thể hiện thái độ cải tạo của chủ thể nhận thức đối với đối tượng nhận thức. Theo tâm lý học tính tích cực nhận thức được hiểu là thái độ cải tạo của chủ thể đối với khách thể thông qua sự huy động ở mức độ cao của các chức năng tâm lí nhằm giải quyết những vấn đề học tập- nhận thức” [15]. Tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS thể hiện ở sự tích cực hoạt động trí tuệ tức là tập trung suy nghĩ để trả lời câu hỏi nêu ra, kiên trì tìm cho được lời giải của một bài toán khó. “HS phát biểu, diễn đạt quan điểm, trình bày và tranh luận về những phát hiện mới của mình. Hơn nữa, trong tiến trình giờ học HS rất tự chủ khi trình bày vấn đề, lớp học tranh luận thật tích cực và hào hứng”[12]. Như vậy tính tích cực nhận thức của học sinh là yếu tố không thể thiếu trong hoạt động dạy của người thầy giáo, học sinh có tích cực nhận thức thì mới có thể tự mình chiếm lĩnh các tri thức và phát triển toàn diện được. Do đó phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức của học sinh là một trong các biện pháp không thể thiếu của người thầy giáo trong quá trình dạy học. 2.2. Những biểu hiện và mức độ của tính tích cực của HS * Biểu hiện của tính tích cực: Để giúp GV phát hiện được HS có tích cực hay không theo Thái Duy Tiên: Phát huy tính tích cực của người học [trực tuyến]. Đọc từ: cần dựa vào một số dấu hiệu sau đây: - HS chú ý trong học tập. - HS hăng hái tham gia vào mọi hoạt động học tập( thể hiện ở việc hăng hái phát biểu ý kiến, ghi chép…) - HS hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề GV trình bày chưa đủ rõ. Trang 6 - HS hiểu bài, ghi nhớ tốt những điều đã học. - HS hứng thú, có ý chí quyết tâm vượt khó khăn trong học tập. - HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận thức các vấn đề mới. - HS mong muốn đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học. * Mức độ tính tích cực học sinh: Theo Thái Duy Tiên: Phát huy tính tích cực của người học. Đọc từ - Tự giác học tập hay bị bắt buộc bởi những tác động bên ngoài( gia đình, bạn bè…) - Thực hiện yêu cầu của thầy giáo theo yêu cầu tối thiểu hay tối đa. - Tích cực nhất thời hay thường xuyên liên tục. - Tích cực tăng lên hay giảm dần? - Có kiên trì vượt khó hay không? Vì thế, tùy theo việc huy động những chức năng tâm lý mà người ta phân loại tính tích cực như sau: + Bắt chước: HS bắt chước hành động, thao tác của GV, của bạn bè. Trong hành động bắt chước cũng phải có sự cố gắng của thần kinh và cơ bắp. + Tìm tòi: HS tìm cách độc lập, tự lực giải quyết bài tập nêu ra, mò mẫm cách giải khác nhau để tìm cho được lời giải hợp lý nhất. + Sáng tạo: HS nghĩ ra cách giải mới, độc đáo, đề xuất những giải pháp có hiệu quả, có sáng kiến lắp đặt thí nghiệm để chứng minh bài học. Dĩ nhiên mức độ sáng tạo của HS là có giới hạn nhưng đó là mầm móng để phát triển trí sáng tạo về sau này. 2.3. Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh Để nâng cao chất lượng dạy học trong dạy học Vật lý thì tích cực hóa hoạt động nhận thức HS là một trong những nhiệm vụ của thầy giáo. Trong quá trình dạy học muốn tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS, GV có nhiệm vụ tổ chức, điều khiển sao cho HS tích cực, chủ động và hứng thú hơn trong các hoạt động học tập. Trong xu hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay thì việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS là một vấn đề được đặt biệt quan tâm. Đặc biệt là nghiên cứu để tìm ra những biện pháp nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS. 2.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh Phát huy tính tích cực của HS trong học tập không phải là vấn đề mới. Vấn đề này đã được đặt ra trong ngành giáo dục nước ta từ những năm 60 của thế kỷ XX. Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm nên việc dạy và học Vật lý không chỉ đơn thuần là nắm được các công thức, khái niệm… mà phải có sự trãi nghiệm nhất định. Dạy học Vật lý phải làm sao kích thích hứng thú học tập của HS, làm cho HS thấy được ý nghĩa của việc học Vật lý đối với đời sống, thực tiễn và đối với bản thân học sinh. Do đó đổi mới phương pháp dạy học Vật lý là hướng tới việc tạo điều kiện cho HS tự chiếm Trang 7 lĩnh kiến thức thông qua hoạt động thực nghiệm, thông qua việc giải quyết các vấn đề thực tế. Có nhiều công trình nghiên cứu đề xuất các biện pháp nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của HS trong giờ lên lớp. Những biện pháp này theo Thái Duy Tiên: Phát huy tính tích cực của người học [trực tuyến]. Đọc từ có thể tóm tắt như sau: a. Nói lên ý nghĩa thực tiễn, tầm quan trọng của vấn đề cần nghiên cứu. b. Nội dung dạy học phải mới nhưng cái mới không quá xa lạ đối bới HS mà cái mới phải liên hệ, phát triển cái cũ và có khả năng áp dụng trong tương lai. Kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, suy nghĩ hằng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thức của HS. c. Vận dụng phối hợp các phương pháp dạy học có hiệu quả, đặc biệt là các phương pháp dạy học tích cực như: phương pháp nêu vấn đề, phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tác… d. Sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại. e. Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: cá nhân, nhóm, tập thể, làm việc trong vườn trường, phòng thí nghiệm… f. Khởi động tư duy, gây hứng thú học tập cho HS. Học sinh càng hứng thú học tập bao nhiêu thì việc thu nhận kiến thức của các em càng chủ động tích cực và chắc chắn bấy nhiêu. Vì vậy cần chú ý đến việc tạo tình huống có vấn đề. Những vấn đề cần nhận thức nên bộc lộ một cách đột ngột, bất ngờ nhằm gây ra sự xung đột tâm lý ở HS từ đó gây được sự tò mò, kích thích tính hiếu kì của HS. g. Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa thầy giáo và học sinh. Động viên khen thưởng khi có thành tích học tập tốt. 3. Khái niệm tính chủ động Lý luận và kinh nghiệm sư phạm từ xưa đến nay đều quan tâm đến thái độ giảng dạy của người thầy và thái độ học tập của học sinh trong đó thái độ chủ động trong học tập của người học là một trung tâm chú ý của hoạt động dạy. Chủ động học tập theo giáo dục học có nghĩa là : “học sinh phải phát huy được vai trò chủ thể nhận thức của mình _ tự định hướng, tự tổ chức, tự đều chỉnh và tự đánh giá kết quả học tập của mình. Các em không phải là những đối tượng thụ động của giáo viên”[14]. Người học phải quán triệt tinh thần phải tự mình nắm bắt kiến thức. Giáo viên chỉ là người tổ chức, định hướng cho những hoạt động của mình. Chủ động trong nhận thức có nghĩa là bất cứ việc gì phải biết dựa vào sức mình là chính, phải biết tự suy nghĩ, phải biết nắm bắt các qui luật tự nhiên, xã hội. Có như vậy những kiến thức tiếp thu được mới thật sự vững chắc và dễ vận dụng. Như vậy tóm lại chủ động nhận thức là tự mình nắm bắt được các qui luật, hiện tượng của tự nhiên và xã hội không thụ động chờ đợi người khác mà luôn luôn có nhu cầu tìm hiểu và chế biến lại để cải tạo xã hội, cải tạo bản thân. Chủ động nhận thức của học sinh là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự cố gắng tự mình nắm bắt về nhiều mặt trong quá trình tìm tòi và nắm vững kiến thức. 4. Mối quan hệ giữa tích cực và chủ động Trang 8 Đối với học sinh tích cực, chủ động trong học tập chính là dựa vào năng lực của mình để giải quyết các vấn đề trong học tập. Tinh thần “tự lực cánh sinh”, cố gắng tự mình suy nghĩ “ thêm tí nữa” điều đó đem lại lợi ích cho người học là tự động viên, nhắc nhở tinh thần. Trong quá trình học tập phải tích cực và chủ động biết dựa vào sức mình và năng lực của mình thì mới nắm bắt được kiến thức một cách nhanh chóng được và những kiến thức đó mới thật sự dễ vận dụng Có thể thấy tính tích cực thường liên quan đến chủ động. “ Tính tích cực gắn liền với hoạt động, tính tích cực luôn mang tính chủ động”. Khái niệm về tính tích cực, tính sáng tạo [trực tuyến] Đọc từ: . Có tích cực và chủ động thì mới sinh ra hứng thú trong học tập và suy nghĩ mới độc lập và sáng tạo hơn. “Học sinh THPT có ý thức tự giác học tập rất cao vì nó gắn với động cơ học tập được xác định ngày càng rõ ràng và đúng đắn. Trình độ tư duy trừu tượng của các em ngày càng phát triển, năng lực độc lập nhận thức của các em được hình thành và dần dần được nâng cao. Vì thế hoạt động học tập các em đã có tiền đề để phát huy vai trò chủ thể tích cực của mình ngày càng bớt quan hệ phụ thuộc vào giáo viên như HS nhỏ”[14]. Trong dạy học cần tạo điều kiện cho HS tận dụng được những tiền đề trên để ngày càng phát huy cao độ vai trò chủ thể nhận thức của HS trong sự thống nhất với vai trò chủ đạo của GV. GV phải luyện tập cho các em thói quen nhìn nhận một sự kiện dưới những góc độ khác nhau, biết đặt ra nhiều giả thiết khi lí giải một hiện tượng, không bằng lòng với các giải pháp đầu tiên được nêu ra…. 5. Quan hệ giữa phát huy tính tích cực, chủ động học tập với những đặc điểm tâm lý lứa tuổi học sinh trung học phổ thông Học sinh THPT thuộc lứa tuổi từ 16 đến 18 thuộc giai đoạn đầu của tuổi thanh niên. “Về mặt cơ thể, thể chất đây là thời kỳ phát triển cân đối, hài hoà và đẹp nhất, về mặt tâm lý, trí tuệ thì đây là thời kỳ có tính chất không xác định (ở mặt này họ được coi là người lớn, mặt khác lại không) cho nên đòi hỏi người lớn phải khuyến khích hành động có ý thức trách nhiệm của các em và khuyến khích sự giáo dục lẫn nhau trong lứa tuổi thanh niên”[14]. Việc phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh THPT cần tính đến những đặc điểm sau: • Về động cơ học tập: “Hoạt động học tập được các em xem như là để thoả mãn nhu cầu nhận thức. Thái độ và ý thức của thanh niên đối với học tập ngày càng phát triển. Nhu cầu tri thức của các em tăng lên một cách rõ rệt. Động cơ học tập có ý nghĩa quan trọng nhất là động cơ có ý nghĩa thực tiễn, sau đó tới động cơ nhận thức”[4]. Tuy nhiên, ở một số thanh niên, các em chỉ tích cực học đối với môn học quan trọng, có ý nghĩa đối với nghề đã chọn mà sao nhãng đối với môn học khác hoặc chỉ học trung bình và cũng một._. số học sinh cho rằng mình không thể vào đại học được nên chỉ cần học đạt yêu cầu là đủ. Vì vậy giáo viên cần làm cho học sinh hiểu được ý nghĩa Trang 9 và chức năng của giáo dục phổ thông đối với mỗi giáo dục chuyên ngành, đối với sự phát triển nhân cách toàn diện. • Về trí nhớ: “Ở học sinh THPT, ghi nhớ có chủ định giữ vai trò chủ đạo trong hoạt động trí tuệ, mặt khác vai trò của ghi nhớ logic trừu tượng, ghi nhớ ý nghĩa ngày một tăng rõ rệt…Nhưng còn một số học sinh còn ghi nhớ đại khái, chung chung, đánh giá thấp của việc ôn tập”[4]. • Về chú ý: “Chú ý của học sinh THPT có nhiều sự thay đổi. Năng lực di chuyển và phân phối chú ý cũng được phát triển và hoàn thiện một cách rõ rệt. Các em có khã năng vừa nghe giảng, vừa chép bài, vừa theo dõi câu trả lời của bạn. Tuy nhiên, các em không phải bao giờ cũng đánh giá đúng đắn ý nghĩa quan trọng của tài liệu nên các em hay chú ý không chủ định khi giáo viên đề cập tới ý nghĩa thực tiễn và sự ứng dụng tri thức nhất định vào cuộc sống”[4]. • Về tư duy: “Do cấu trúc não phức tạp và chức năng của não phát triển, do sự phát triển của các quá trình nhận thức và do ảnh hưởng của hoạt động học tập mà tư duy của học sinh THPT có nhiều thay đổi quan trọng về chất. Hoạt động tư duy của các em tích cực, độc lập hơn. Các em có khả năng tư duy lí luận, tư duy trừu tượng một cách độc lập sáng tạo…Tư duy của các em chặt chẽ hơn, căn cứ và nhất quán hơn; tính phê phán của tư duy củng phát triển” [4]. “Những đặc điểm này tạo điều kiện cho học sinh THPT thực hiện các thao tác tư duy logic, phân tích nội dung cơ bản của khái niệm trừu tượng và nắm được mối quan hệ nhân quả trong tự nhiên và xã hội. Tuy nhiên, số học sinh THPT đạt mức độ tư duy như trên chưa nhiều, thiếu sót cơ bản trong tư duy của các em là thiếu tính độc lập”[4]. Việc giúp các em phát triển khả năng nhận thức là một nhiệm vụ quan trọng của giáo viên. Giáo viên cần hướng dẫn các em tích cực suy nghĩ trong khi phân tích hoặc tranh luận để học sinh tự rút ra kết luận. • Về sự phát triển tự ý thức: Sự phát triển tự ý thức là một đặc điểm nổi bật trong sự phát triển nhân cách của thanh niên mới lớn, nó có ý nghĩa quan trọng trong sự phát triển tâm lý ở lứa tuổi thanh niên. “Ở thanh niên mới lớn nhu cầu tự ý thức phát triển mạnh mẽ. Thanh niên không chỉ có nhu cầu đánh giá mà còn có khả năng đánh giá sâu sắc hơn và tốt hơn về những phẩm chất, mặt mạnh, yếu của những người khác và các em cũng có khuynh hướng độc lập hơn trong việc đánh giá bản thân”[4]. Nhưng các em có xu hướng tự đề cao mình. Chúng ta không nên chế giễu ý kiến tự đánh giá của họ mà cần phải khéo léo tế nhị giúp thanh niên hiểu đúng về nhân cách của mình. “Trên cơ sở tự ý thức phát triển mạnh, nhu cầu tự giáo dục của thanh niên cũng được phát triển. Giáo viên cần hướng dẫn các em tự giáo dục, cần tổ chức tập thể cho học sinh giúp đỡ nhau, kiểm tra lẫn nhau”[4]. Từ những sự phân tích trên cùng với những đặc điểm tâm lý của học sinh THPT chúng ta có thể kết luận rằng đặc điểm tâm lí của học sinh THPT có những yếu tố thuận Trang 10 lợi cho phương pháp dạy học tích cực nên giáo viên cần khai thác các yếu tố này đồng thời cần phải nắm vững những yếu tố bất lợi để có biện pháp phòng tránh thích hợp. II. Cơ sở về lí luận dạy học 1. Khái niệm bài tập Vật lý “Bài tập Vật lý là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lý” [18]. Phân loại bài tập Vật lý Có nhiều cách phân loại BTVL: phân loại theo mục đích, nội dung, theo cách giải… “Nếu dựa theo đặc điểm của bài tập có thể phân loại BTVL thành các loại sau: bài tập định tính; bài tập định lượng; bài tập đồ thị; bài tập thí nghiệm”[18]. * Bài tập vật lý định tính “Bài tập định tính là loại bài tập mà việc giải không cần thực hiện một phép tính nào hoặc chỉ làm những phép tính đơn giản” [18]. Vai trò của loại bài tập này là: + Củng cố kiến thức đã học + Đào sâu bản chất của hiện tượng vật lý + Vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống + Rèn luyện năng lực quan sát, bồi dưỡng tư duy logic Phương pháp giải 1. Tìm hiểu đề bài: hiểu và nắm được yêu cầu của đề ra 2. Phân tích nội dung bài tập: - Bài toán thuộc dạng nào - Cần phải sử dụng kiến thức nào đã học 3. Vận dụng những khái niệm, những định luật Vật lý đã học, xây dựng những suy luận logic để xác lập mối liên hệ phụ thuộc về bản chất giữa các đại lượng Vật lý. * Bài tập định lượng “Đây là loại bài tập mà việc giải đòi hỏi phải thực hiện một loạt các phép tính”[18]. Trong loại bài tập này có thể phân thành hai loại: • Bài tập tập dượt. “Là loại bài tập tính toán đơn giản, muốn giải chỉ cần vận dụng một vài định luật, một vài công thức”[18]. Vai trò của loại bài tập này: + Củng cố các khái niệm vừa học + Hiểu kỹ hơn các định luật, các công thức và cách sử dụng chúng. Trang 11 +Rèn luyện kỹ năng sử dụng các đơn vị Vật lý và chuẩn bị cho việc giải các bài tập phức tạp hơn. Phương pháp giải: 1. Tìm hiểu đề bài: hiểu và nắm được yêu cầu của đề bài. 2. Phân tích nội dung của bài tập. - Đại lượng nào bài toán đã cho. - Đại lượng nào cần phải tìm. 3. Sử dụng các kiến thức, công thức liên quan để tìm đại lượng bài toán yêu cầu. • Bài tập tổng hợp. “Là loại bài tập tính toán phức tạp, muốn giải phải vận dụng nhiều khái niệm, nhiều công thức có khi thuộc nhiều bài, nhiều phần khác nhau của chương trình” [18]. Vai trò của loại bài tập này: + Mở rộng đào sâu kiến thức giữa các thành phần khác nhau của chương trình. + Giúp HS biết tự mình lựa chọn những định luật, công thức trong số nhiều định luật, nhiều công thức đã học. Phương pháp giải: 1. Tìm hiểu đề bài: hiểu và nắm được yêu cầu của đề bài. 2. Phân tích nội dung của bài tập - Đại lượng nào bài toán đã cho. - Đại lượng nào cần phải tìm. - Tìm mối liên hệ giữa các đại lượng Vật lý bằng các kiến thức đã học. 3. Sử dụng các công thức, các kiến thức có liên quan để tìm đại lượng bài toán yêu cầu. * Bài tập đồ thị: “Là bài tập mà trong dữ kiện đã cho của đề bài hay trong tiến trình giải có sử dụng đồ thị”[18]. Vai trò của bài tập này: + Giúp HS biểu diễn được mối tương quan hàm số giữa các đại lượng Vật lý. + Biết cách vẽ đồ thị hoặc khai thác đồ thị để giải quyết các bài tập Vật lý. Tùy vào mục đích người ta có thể phân bài tập đồ thị ra 3 dạng sau: • Đọc đồ thị và khai thác đồ thị đã cho. • Vẽ đồ thị theo dữ kiện đã cho của bài tập. • Dùng đồ thị để xác định những dữ kiện cho bài tập. Phương pháp giải: Trang 12 + Đối với dạng bài tập mà dữ kiện cho trong bài toán là một đồ thị thì phải hiểu được ý nghĩa của đồ thị: Xem đồ thị biểu đạt mối liên hệ giữa các đại lượng vật lý nào, tương đương với công thức nào. Từ đồ thị đã cho rút ra những số liệu chính xác. Từ đó vận dụng những kiến thức đã học có liên quan đến yêu cầu của bài toán để giải. + Đối với dạng bài tập đòi hỏi phải biểu diễn quá trình diễn biến của một hiện tượng nào đó bằng đồ thị thì: Hình dung được diễn biến của hiện tượng, mối liên hệ giữa các đại lượng đã choở đề bài. Vẽ hình xác định đồ thị biểu biễn các số liệu đã cho. Từ đồ thị ta cũng có thể tìm ra được một kết quả nào đó mà bài toán yêu cầu hay một định luật vật lý. * Bài tập thí nghiệm: “Là bài tập mà trong khi giải phải tiến hành thí nghiệm, hoặc để kiểm chứng cho lời giải lý thuyết hoặc để tìm các số liệu, dự kiện dùng cho việc giải bài tập”[18]. Vai trò của loại bài tập này: + Giáo dục HS về cả 3 mặt: giáo dục, giáo dưỡng, giáo dục kỹ thuật tổng hợp. + Loại bài tập này thường gây cho HS hứng thú và rèn luyện tính sáng tạo cho HS. 2. Nhiệm vụ dạy học môn Vật lý ở trường phổ thông “Môn vật lý ở trường phổ thông góp phần hoàn chỉnh học vấn phổ thông và làm phát triển nhân cách của học sinh, chuẩn bị cho học sinh bước vào cuộc sống lao động, sản xuất, bảo vệ Tổ Quốc hoặc tiếp tục học lên…”[6]. Chính vì vậy môn vật lý ở trường phổ thông có các nhiệm vụ sau: “a) Cung cấp cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản, tương đối có hệ thống, toàn diện về vật lý học. Hệ thống kiến thức này phải thiết thực, có tính kỹ thuật tổng hợp và phải phù hợp với những quan điểm hiện đại của vật lý. Những kiến thức này gồm: - Những khái niệm tương đối chính xác về các sự vật, hiện tượng và quá trình vật lý thường gặp trong đời sống và sản xuất thuộc các lĩnh vực cơ học, nhiệt học, vật lý phân tử… - Những định luật và nguyên lý Vật lý cơ bản, được trình bày phù hợp với năng lực toán học và năng lực suy luận logic của học sinh. - Những nét chính về những thuyết Vật lý quan trọng nhất như thuyết động học phân tử về cấu tạo chất, thuyết điện tử, thuyết ánh sáng, thuyết cấu tạo nguyên tử… - Những hiểu biết cần thiết về phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình hoá trong Vật lý học. Trang 13 - Những nguyên tắc cơ bản của các ứng dụng quan trọng nhất của Vật lý trong đời sống sản xuất”[6]. b) “Rèn luyện cho học sinh những kỹ năng cơ bản sau đây: - Các kỹ năng thu lượm thông tin về Vật lý từ quan sát thực tế, thí nghiệm, điều tra, sưu tầm tài liệu, tìm hiểu trên các phương tiện thông tin đại chúng, khai thác mạng Internet… - Các kỹ năng truyền đạt thông tin về Vật lý như: thảo luận khoa học, báo cáo viết.. - Các kỹ năng xử lý thông tin về Vật lý như: xây dựng bảng, biểu đồ, vẽ đồ thị, rút ra kết luận bằng suy luận quy nạp, suy luận tương tự, khái quát hoá… - Các ký năng quan sát, đo lường, sử dụng các công cụ và máy móc đo lường phổ biến và năng lực thực hiện những thí nghiệm Vật lý đơn giản. - Các kỹ năng giải các bài tập Vật lý phổ thông. - Các kỹ năng vận dụng những kiến thức Vật lý để giải thích các hiện tượng đơn giản và những ứng dụng phổ thông của Vật lý trong đời sống và sản xuất. - Các thao tác sử dụng các thao tác tư duy logic như: phân tích, tổng hợp, quy nạp, diễn dịch….. c) Góp phần xây dựng cho học sinh thế giới quan khoa học và đạo dức cách mạng, giáo dục cho học sinh lòng yêu nước và chủ nghĩa xã hội. Rèn luyện cho học sinh những phẩm chất cần thiết của người lao động mới…”[6]. 3. Mục đích, yêu cầu của chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lý 10 cơ bản Chương “Các định luật bảo toàn” được học trong đầu HKII lớp 10 THPT. “Các định luật bảo toàn” là “hòn đá thử vàng” của mọi thuyết Vật lý, chúng là cơ sở của những tính toán quan trọng trong Vật lý thực nghiệm và trong kỹ thuật. Phần này cung cấp cho HS hiểu biết cơ bản về những khái niệm, định luật, ứng dụng liên quan tới các hiện tượng mà các HS thường gặp trong tự nhiên, trong cuộc sống, kỹ thuật. “Các định luật bảo toàn cung cấp thêm một phương pháp giải các bài tập cơ học rất hữu hiệu, bổ sung cho phương pháp động lực học. Các định luật bảo toàn không phụ thuộc vào quỹ đạo của các hạt và tính chất của các tương tác. Giải các bài tập cơ học bằng cả hai phương pháp bao giờ cũng dẫn đến cùng một kết quả, nhưng khi sử dụng các định luật bảo toàn trong một số bài toán thường nhận được kết quả nhanh hơn”[6]. Chương “Các định luật bảo toàn” có tác dụng về nhiều mặt ngoài việc giúp cho HS nắm vững những khái niệm, định luật và các ứng dụng thực tế… Phần này còn có nhiều các hiện tượng mà HS thường gặp trong thực tế, việc giải bài tập về các hiện tượng thực tế này sẽ giúp cho HS có cơ hội để rèn luyện kỹ năng, hoạt động trí óc qua đó mở rộng vốn hiểu biết, đồng thời phát triển năng lực tích cực, chủ động, trình độ tư duy…cho HS. Yêu cầu của chương này là thông qua quan sát thực tế, để nghiên cứu các hiện tượng và quá trình Vật lý, các định luật cũng như ứng dụng của các định luật bảo toàn. 4. Bài tập trong dạy học Vật lý nhằm phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh Trang 14 4.1. Vai trò của bài tập Vật lý trong việc phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh. BTVL có vai trò rất to lớn trong dạy học Vật lý, nó giúp cho học sinh nắm vững và hiểu sâu các kiến thức lý thuyết đã học trên lớp. Thông qua đó sẽ giúp cho học sinh hiểu bài và ghi nhớ tốt những điều đã học, từ đó các em sẽ hứng thú hơn trong hoạt động học tập của mình. “Trong quá trình dạy học Vật lý. Các bài tập có tác dụng giúp học sinh ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức”[19]. Chẳng hạn như khi giải bài tập học sinh phải vận dụng các kiến thức Vật lý đã học vào để giải quyết các trường hợp cụ thể, đa dạng của bài toán, HS sẽ nắm được những ứng dụng quan trọng của kiến thức trong thực tế, trong kỹ thuật. Từ đó sẽ tạo cho học sinh sự tò mò, hứng thú học tập môn Vật lý. “BTVL là điểm khởi đầu để dẫn tới kiến thức mới”[19]. Ví dụ như khi cho một bài tập các học sinh sẽ chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức đã học để nhận thức các vấn đề mới. Đây là cơ sở nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội kiến thức mới một cách sâu sắc. “Giải BTVL có tác dụng rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát”[19]. Khi giải một BTVL đòi hỏi học sinh phải kiên trì, tích cực suy nghĩ, vừa làm việc tự lực, vừa làm việc theo nhóm, theo tập thể. Từ đó rèn luyện cho học sinh ý chí quyết tâm vượt khó trong học tập, rèn luyện tính kiên trì, làm việc có kế hoạch. “Giải BTVL đòi hỏi ở học sinh hoạt động trí tuệ tích cực, tự lập và sáng tạo. Vì vậy có tác dụng tốt đối với sự phát triển tư duy sáng tạo của HS”[19]. Ví dụ cụ thể đối với một bài toán về bảo toàn hướng trong “Các định luật bảo toàn”: khi ngồi trên xe, khi xe rẽ trái tại sao người của chúng ta lại rẽ sang phải. Để trả lời được câu hỏi của bài toán này đòi hỏi học sinh phải suy luận, phải hoạt động trí tuệ….của mình. Một BTVL có thể được giải theo nhiều phương án khác nhau và dù giải theo cách này hay cách khác thì đáp số là như nhau. Việc giải BTVL theo các phương án khác nhau sẽ gây ra sự tranh luận, các học sinh sẽ phát biểu ý kiến, những nhận định riêng của mình từ đó các em sẽ hăng hái tham gia vào mọi hoạt động học tập. “Giải BTVL có tác dụng kiểm tra mức độ nắm kiến thức của HS”[19]. Thông qua đó giúp cho giáo viên đánh giá chất lượng kiến thức của HS được chính xác để từ đó mà có biện pháp dạy học cho thích hợp. Bài tập Vật lý có vai trò rất toàn diện trong dạy học Vật lý chính vì thế việc sử dụng bài tập vật lý trong dạy học là không thể thiếu và sử dụng bài tập nhằm phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh trong dạy học vật lý là một trong những cách áp dụng phương pháp dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh. 4.2. Phương pháp giải bài tập Vật lý Không có một phương pháp chung, vạn năng có thể áp dụng để giải quyết mọi bài toán Vật lý. Tuy nhiên đa số các bài tập Vật lý quá trình giải của nó có thể qui về một số bước chung. Đó cũng là cơ sở để GV xác định phương pháp hướng dẫn HS giải bài toán Vật lý: • Bước 1: Tìm hiểu đề bài. - Đọc, ghi ngắn gọn các dữ liệu xuất phát và cái phải tìm. Trang 15 - Mô tả lại tình huống được nêu trong đề bài, vẽ hình minh hoạ. - Nếu đề bài yêu cầu thì phải dùng đồ thị hoặc làm thí nghiệm để thu được các dữ liệu cần thiết. • Bước 2: phân tích nội dung bài tập, làm sáng tỏ bản chất Vật lý mô tả trong bài tập. Bước phân tích này có tác dụng quyết định đến chất lượng của việc giải bài toán Vật lý. Cần làm sáng tỏ một số điểm sau: 1. Bài tập đang giải thuộc loại bài tập nào? Bài tập định tính hay bài tập định lượng, bài tập đồ thị hay bài tập thí nghhiệm. 2. Nội dung bài tập đề cập đến những hiện tượng Vật lý nào? Mối liên hệ giữa các hiện tượng ra sao và diễn biến thế nào? 3. Đối tượng được xét ở trạng thái nào, ổn định hay biến đổi? Những điều kiện ổn định hay biến đổi là gì? 4. Có những đặc trưng định tính, định lượng nào đã biết và chưa biết? Mối quan hệ giữa các đặc trưng đó liên quan đến những đại lượng, qui tắc, định nghĩa nào. • Bước 3: Xác định phương hướng và vạch kế hoạch giải: - Có 2 phương pháp để giải một bài tập Vật lý: phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp. * Phương pháp phân tích thì việc giải một bài tập Vật lý được phân ra nhiều giai đoạn, tạo thành một hệ thống các bài tập nhỏ đơn giản hơn. Ta phải lần lượt giải các bài tập nhỏ đó để tìm ẩn số. Theo phương pháp này việc giải một bài toán được bắt đầu từ ẩn số. * Phương pháp tổng hợp thì việc giải bài tập không bắt đầu từ ẩn số mà bắt đầu từ dữ kiện của bài toán để tính toán( hoặc lập luận) để tiến dần tới ẩn số phải tìm. • Bước 4: kiểm tra xác nhận kết quả: Để có thể xác nhận kết quả cần tìm, cần kiểm tra lại việc giải theo một số cách sau: - Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi, xét hết các trường hợp chưa. - Kiểm tra lại xem tính toán có đúng không. - Kiểm tra thứ nguyên xem có phù hợp không. - Xem xét kết quả về ý nghĩa thực tế có phù hợp không. - Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm xem có phù hợp không. - Giải bài toán theo cách khác xem có cho cùng kết quả không. 4.3. Những yêu cầu chung đối với dạy học BTVL GV phải hoạch định được toàn bộ kế hoạch công việc về bài toán, đối với từng đề bài, từng tiết học. Trong việc giải BTVL giáo viên phải dạy cho HS biết vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề đặt ra, rèn luyện cho HS kỹ năng, kỹ xảo từ đó giải thích được những Trang 16 hiện tượng mà bài toán đặt ra. Phái coi trọng việc rèn luyện tư duy và phải đảm bảo tính tích cực, tính tự lực, chủ động của HS. 4.4. Những hoạt động của giáo viên và học sinh khi giải BTVL * Hoạt động của GV Tổ chức cho HS hoạt động ở trên lớp. Xác định rõ mục đích của bài tập, những vấn đề mà bài tập đặt ra và hướng giải quyết các vấn đề đó. Dự đoán các phương án mà HS đưa ra. Dự kiến những khó khăn mà HS có thể gặp, những tình huống trong khi giải bài tập. Chuẩn bị các phương tiện vật chất cho tiết dạy. Hướng dẫn HS thực hiện các nhiệm vụ đặt ra và giải quyết được các bài toán cụ thể. * Hoạt động của HS khi giải BTVL ở lớp Đọc kỹ đề bài, phân tích hiện tượng Vật lý đã cho, xác định cái đã biết và cái cần tìm bằng tóm tắt ngắn gọn. Xác định rõ mối liên hệ phụ thuộc kiến thức đã học với các hiện tượng Vật lý đã xảy ra trong bài hoặc vận dụng kiến thức để xác định phương án giải bài tập. Vẽ hình nếu bài tập có liên quan đến hình vẽ hoặc cần phải vẽ để diễn tả đề bài. Xử lý các dữ liệu thu được để rút ra mối liên hệ giữa chúng. Thực hiện các lập luận dựa trên kiến thức đã học để rút ra kết luận. Như vậy, BTVL có vai trò rất to lớn trong quá trình nhận thức của học sinh. Hơn nữa xu hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay đó là tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh vì thế chúng ta cần quan tâm hơn nữa đến loại hình của BTVL. Nếu khai thác và sử dung BTVL tốt sẽ góp phần phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh. III. Cơ sở thực tiễn * Thực trạng dạy học bài tập Vật lý ở trường THPT “Việc dạy học Vật lý trong phổ thông hiện nay còn chưa phát huy được hết vai trò của bài tập Vật lý trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học”[16]. Qua tham khảo ý kiến của một số chuyên gia, giáo viên đang giảng dạy Vật lý ở các trường phổ thông và qua những tham khảo về điều tra đánh giá phương pháp giảng dạy Vật lý thì hiện nay việc sử dụng bài tập Vật lý vào dạy học có 2 thực trạng sau: Thời lượng dành để giải bài tập không nhiều, thông thường trong một chương chỉ có một vài tiết bài tập. Số dạng bài tập được sử dụng không nhiều, chỉ tập trung vào một số dạng nhất định. Qua kết quả của một cuộc điều tra của trang Web về đổi mới phương pháp giáo dục “ Học sinh muốn được học thế nào?[ trực tuyến] Đọc từ: ” kết quả ban đầu cho thấy một trong các hoạt động đem lại hứng thú nhất cho người học đó là những hành động mà người học được phát huy tính tích cực của mình như: làm bài Trang 17 tập, tự làm thí nghiệm, làm bài kiểm tra. Trong đó làm bài tập đứng hàng thứ hai (chiếm 21,72%) trong số 8 lựa chọn. Như vậy người học rất có nhu cầu được làm bài tập trong việc học tập Vật lý. Trong một số nghiên cứu được trình bày tại hội nghị hội thảo khoa học Vật lý đã đề cập đến thực trạng về PPDH nói chung và PPDH Vật lý nói riêng. Phong trào đổi mới phương pháp dạy và học đã được sự quan tâm của các cấp quản lý và đông đảo giáo viên. Vật lý là môn khoa học thực nghiệm vì vật về mặt nhận thức thì mọi giáo viên Vật lý đều thống nhất để nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lý, phải tăng cường sử dụng bài tập, thí nghiệm và các phương tiện trực quan trong việc dạy học. Do đó, việc đưa BTVL vào quá trình dạy học Vật lý sẽ góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học Vật lý. Về mặt thực tiễn thì nhiều giáo viên còn ngại đổi mới, chưa muốn từ bỏ cách dạy truyền thống nên HS ít được rèn luyện độc lập suy nghĩ, làm việc tích cực chính vì thế mà khả năng tự học của các em còn rất hạn chế. Trang 18 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 1O_CƠ BẢN I. Mức độ nội dung kiến thức mà học sinh cần nắm vững 1. Động lượng và định luật bảo toàn động lượng 1.1. Động lượng: a) Khái niệm xung lượng của lực - Xung lượng của lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của lực làm biến đổi chuyển động của vật trong một khoảng thời gian nào đó. - Xung lượng của lực trong một khoảng thời gian được đo bằng tích của lực với khoảng thời gian lực tác dụng: tF ∆→ . b) Khái niệm động lượng - Động lượng là đại lượng đặc trưng cho sự truyền chuyển động giữa các vật tương tác. - Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc → v là đại lượng được xác định bởi công thức: vmp rr .= - Quan hệ giữa xung lượng của lực và độ biến thiên động lượng của vật bị lực tác dụng: ptF r r ∆=∆. 1.2. Định luật bảo toàn động lượng: a) Hệ cô lập: Một hệ được gọi là cô lập khi các vật bên trong hệ chỉ tương tác với nhau mà không hề tương tác với bất kỳ một vật nào khác ngoài hệ. Thực tế không có hệ cô lập tuyệt đối nhưng có thể tìm thấy một số hệ gần cô lập như: + Khi ngoại lực tác dụng lên hệ rất nhỏ so với nội lực bên trong xảy ra trong thời gian rất ngắn ( trong trường hợp có va chạm mạnh, nổ) + Các ngoại lực tác dụng lên hệ bị khử lẫn nhau ( vật chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang) + Hệ vật – Trái Đất có thể xem là hệ cô lập - Cô lập theo một hướng nào đó + Nếu F r ngoại lực khác không nhưng hình chiếu của F r ngoại lực lên một hướng nào đó bằng không thì theo phương đó hệ cô lập. b) Định luật bảo toàn động lượng: Tổng động lượng của một hệ cô lập được bảo toàn Trang 19 =+++ nppp rrr ...21 hằng số - Nếu hệ có hai vật thì: 221122112121 vmvmvmvmpppp ′+′=+⇒′+′=+ rrrrrrrr - Nếu hệ hai vật chuyển động trên cùng một đường thẳng thì có thể viết biểu thức của định luật bảo toàn động lượng dưới dạng đại số: 221122112121 vmvmvmvmpppp ′+′=+⇒′+′=+ trong đó 21212121 ,,,,,,, vvvvpppp ′′′′ là các đại lượng đại số có dấu (+) hay (-) tùy thuộc vào chiều của vận tốc. c) Va chạm mềm: - Va chạm mềm là va chạm mà sau khi va chạm vận tốc tương đối của vật bằng không. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ cô lập{ 21, mm }ta có: 21 11 2111 )( mm vmv vmmvm +=⇒ += rr rr d) Va chạm đàn hồi: - Là va chạm mà sau va chạm 2 vật bật ra nguyên vẹn cả hình dạng bên ngoài và trạng thái nội tại bên trong. e) Chuyển động bằng phản lực: là chuyển động của vật tự tạo ra phản lực bằng cách phóng về một hướng một phần chính của nó, phần còn lại sẽ chuyển động ngược chiều do tác dụng của phản lực + Súng giật lùi khi bắn là chuyển động bằng phản lực không liên tục. + Tên lửa, pháo thăng thiên khi phóng lên là chuyển động phản lực liên tục nhờ có nhiên liệu được đốt cháy và phóng ra liên tục. * Một số lưu ý đối với học sinh trong bài này: - Động lượng là một đại lượng vectơ. Vectơ động lượng luôn cùng hướng với vectơ vận tốc của vật. - Khi không có lực tác dụng lên vật hoặc khi tổng hợp các lực tác dụng lên vật bằng không thì động lượng của vật giữ nguyên độ lớn, phương và chiều. - Khái niệm xung của lực tFp ∆=∆ rr cũng là một cách phát biểu của định luật II Niutơn trong khuôn khổ của cơ học cổ điển khi khối lượng của vật không thay đổi. Vì thế chỉ nghiệm đúng chính xác trong trường hợp lực F r không đổi. Nếu F r thay đổi trong quá trình tác dụng thì vẫn có thể áp dụng định luật biến thiên động lượng trong điều kiện t∆ không lớn và Fr là trị trung bình của lực tác dụng. - Một hệ cũng có thể được coi là cô lập khi ngoại lực tác dụng lên hệ vuông góc với phương chuyển động của hệ, không làm ảnh hưởng đến vận tốc của hệ. - Định luật bảo toàn động lượng chỉ áp dụng đúng trong hệ cô lập và áp dụng cho mọi loại va chạm. Trang 20 - Điều quan trọng trong bài này đó là hệ qui chiếu bởi vì động lượng là một đại lượng vectơ. Phần lớn HS sẽ ít chú ý đến vấn đề này nên sẽ gặp nhiều sai sót khi tính động lượng. Giáo viên cần phải hướng dẫn và làm rõ vấn đề này cho HS hiểu. 2.Công và công suất 2.1. Công: a) Khái niệm về công: - Khi điểm đặt của lực F r chuyển dời được một đoạn s theo hướng của lực thì công do lực sinh ra là: A=F.s b) Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát: - Khi lực F r không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức: A=Fscosα - Khi vật di chuyển, lực F r có thể biến đổi, quãng đường đi có thể là đường cong và không đổi. Để tính công của lực F r trong chuyển dời này, ta chia đường đi thành những đoạn nhỏ, tính công của lực F r trong từng đoạn nhỏ này ( công này gọi là công nguyên tố) rồi cộng tất cả những công nguyên tố ấy lại đó là công của lực F r trong chuyển dời. c) Biện luận: - Khi α 0 0>⇒ A . Công A được gọi là công phát động (công dương). Lực có tác dụng làm vật chuyển dời. - Khi α > 090 thì cosα <0 0<⇒ A Công A được gọi là công cản ( công âm). Lực có tác dụng cản trở sự chuyển dời của vật. - Khi α = 090 thì cosα =0 0=⇒ A .Lực không sinh công. d) Đơn vị công: Đơn vị công là jun (ký hiệu là J). Nếu F=1N và s=1m thì: A=1N.1m=1N.m=1J 2.2. Công suất: a) Khái niệm công suất: Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công và được đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian: P = t A Trong đó P là công suất A là công(J ) t là thời gian (s) b) Đơn vị công suất: Đơn vị công suất là jun/ giây, đặt tên là oát, kí hiệu W. Trang 21 1W= s J 1 1 * Một số lưu ý đối với học sinh trong bài này: - Công phụ thuộc vào hệ qui chiếu. - Lực tác dụng lên vật theo phương vuông góc với đường đi thì lực không sinh công, không thay đổi độ lớn. - Công không phụ thuộc vào dạng đường đi mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu, điểm cuối của dịch chuyển và dạng đường đi. - Đặc biệt học sinh rất hay nhầm lẫn giữa công và năng lượng giáo viên cần phải phân biệt để HS rõ. Công xuất hiện khi có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác hay truyền từ vật này sang vật khác. Công không phải là năng lượng mà là một hình thức vĩ mô của sự truyền năng lượng. Nên độ lớn của công xác định độ lớn của phần năng lượng được truyền từ vật này sang vật khác hay chuyển từ dạng này sang dạng khác trong quá trình đó. - Những lực nào có tác dụng sinh công không phụ thuộc vào dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối của đường đi đó thì được gọi là lực thế. Trường lực có tính chất như vậy được gọi là trường lực thế. 3. Động năng. 3.1. Khái niệm động năng: a) Năng lượng: - Mọi vật xung quanh ta đều mang năng lượng. Năng lượng có thể trao đổi khi các vật tương tác với nhau. b) Động năng: - Động năng là dạng năng lượng mà vật có được do đang chuyển động. c) Công thức tính động năng: Động năng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng (ký hiệu Wđ) mà vật có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức: Wđ = 22 1 mv . Đơn vị đông năng là jun (J) 3.2. Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng: Độ biến thiên động năng của vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật. Wđ2 – Wđ1 = A Amvmv =−⇒ 2122 2 1 2 1 + A >0: động năng tăng. + A <0: động năng giảm. * Một số lưu ý đối với học sinh trong bài học: Trang 22 - Động năng là một đại lượng vô hướng, không phụ thuộc hướng của vận tốc và luôn luôn dương. - Vì vr phụ thuộc hệ qui chiếu nên động năng của một vật cũng phụ thuộc hệ qui chiếu. - Động năng là một trường hợp đặc biệt của năng lượng hay là một dạng của năng lượng. - Khi va chạm là đàn hồi thì sau va chạm động năng của hệ bảo toàn ta sẽ sử dụng được định luật bảo toàn động năng, còn va chạm mềm sau va chạm một phần năng lượng của hệ chuyển hóa thành nhiệt năng do đó động năng của hệ không bảo toàn mà chỉ có động lượng của hệ mới bảo toàn và ta sẽ sử dụng định lý động năng 4. Thế năng 4.1. Thế năng trọng trường: a) Trọng trường: - Xung quanh trái đất tồn tại một trọng trường. Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện trọng lực tác dụng lên một vật khối lượng m đặt tại vị trí bất kỳ trong khoảng không gian có trọng trường. gmp rr = b) Thế năng trọng trường: - Định nghĩa: Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa trái đất và vật ; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. - Biểu thức thế năng trọng trường: Khi một vật có khối lượng m đặt ở độ cao z so với mặt đất có thế năng trọng trường được định nghĩa bằng công thức: Wt = mgz c) Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực. - Khi một vật chuyển động trong trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực bằng độ giảm thế năng từ M → N. )()( NWMWA ttMN −= Độ cao của vật giảm: A >0 Độ cao vật tăng : A <0 d) Thế năng đàn hồi: *Công của lực đà._. Học sinh: - Xem lại các công thức đã học trong bài động lượng và định luật bảo toàn động lượng. c) Nội dung lên lớp: Hoạt động 1(3 phút): Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ * Kiểm tra bài cũ: 1/ Phát biểu định nghĩa công và đơn vị công ? 2/ Phát biểu định nghĩa công suất và đơn vị công suất? * Trong tiết học này GV tập trung hướng dẫn giải 2 bài tập Hoạt động 2( 20 phút): giải bài tập về tính công của vật và hệ vật Bài toán 1: Một hòm bằng gỗ hình vuông có khối lượng 30 kg được kéo dịch chuyển trên sàn nằm ngang từ A đến B. Các lực tác dụng lên khối gỗ được biểu diễn như hình vẽ 1: a) Hãy cho biết lực nào không sinh công? Công của lực nào là công cản? Công phát động? b) Một người dùng tay đẩy vật theo phương làm với đường nằm ngang một góc 030=α , vật đi được 5m, hệ số ma sát giữa vật và mặt sàn là k= 0,2. Hãy tính lực và công tối thiểu của lực mà người tác dụng lên hòm gỗ? N r P r msF r F r A B Hình 1 Trang 51 Thời gian Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 10 phút Yêu cầu HS lên bảng tóm tắt bài toán - Dựa vào các kiến thức đã học về công cho biết khi nào một lực không sinh công? Sinh công cản, công phát động? Dựa trên cơ sở đó các em thảo luận nhóm làm bài giải vào bảng phụ. Gọi 2 nhóm đem đáp án của mình lên treo trên bảng. Hỏi ý kiến các nhóm khác về bài giải mà hai nhóm vừa trình bày. Giáo viên sẽ mở rộng thêm cho bài toán câu hỏi trắc nghiệm sau: Trong các trường hợp đối với vật M sau đây trường hợp nào không có công cơ học: A. Một người nâng vật từ dưới đất lên cao. B. Người giữ yên vật ở trên cao. C. Người thả cho vật rơi xuống đất. D. Người đưa lên, đưa xuống vật ở trên cao. Tóm tắt: m = 30 kg; 030=α s= 5m; k = 0,2 Tính: a) Lực nào không sinh công? Công của lực nào là công cản, công phát động? b) Ftt =?, Att = ? Khi phương của lực vuông góc với phương chuyển dời lực không sinh công. Khi lực F r hợp với phương chuyển dời một góc nhỏ hơn 900 thì vật sinh công phát động hay công dương. Khi lực F r hợp với phương chuyển dời một góc lớn hơn 900 thì lực sinh công cản hay công âm. Theo công thức tính αcos..sFA = Trọng lực P r , phản lực N r không sinh công vì các lực này vuông góc với phương chuyển dời của vật ( )0cos900 =⇒= αα . - Công của lực F r là công phát động vì 090<α , công của lực ma sát là công cản vì 090>α Trang 52 Yêu cầu HS thảo luận nhóm trả lời. - Tại sao lại chọn B? Thảo luận nhóm trả lời. Có nhiều ý kiến khác nhau nhưng chủ yếu là chọn đáp án B. Trong các đáp án A, C, D có quãng đường dịch chuyển. Còn trong trường B không có công vì không có quãng đường dịch chuyển s = 0 nên A = 0. 10 phút - Hãy cho biết người muốn đẩy vật chuyển động được phải tác dụng vào vật một lực như thế nào? Lực F r mà người tác dụng lên vật theo phương như hình vẽ thì có chắc rằng chỉ làm cho vật chuyển động không? - Em nào có thể lên bảng chứng minh những điều mà bạn vừa nêu. Trên cơ sở các vấn đề vừa phân tích. Hãy thảo luận nhóm giải câu 2. Gọi 2 nhóm lên bảng trình bày lời giải của nhóm mình. Giữa vật và mặt sàn có ma sát nên muốn vật chuyển động được thì lực đẩy của người phải thắng được lực ma sát. Thảo luận nhóm trả lời vấn đề này: - Lực F r tác dụng lên vật có phương hợp với đường ngang 300 nên khi phân tích ra 2 thành phần thì lực vừa có tác dụng làm vật chuyển dời vừa cản trở chuyển động của vật. Phân tích lực F r ra hai thành phần ta có: 1F r song song với phương chuyển dời có tác dụng làm vật chuyển động F1 = F.cosα 2F r vuông góc phương chuyển dời cản trở chuyển động của vật F2 = F.sinα Thảo luận nhóm, đại diện nhóm trình bày: Định luật II Niutơn amFPNFms rrrrr =+++ (1) Chiếu (1) lên Oy ta có: N = mg + F. αsin Mà Fms= N.k= k.(mg + F.sinα ) Và Fk= F1=Ftt.cosα 2F r N r P r F r 1F r Trang 53 Hỏi ý kiến các nhóm khác để các nhóm trình bày ý kiến của nhóm mình sau đó giáo viên kết luận và rút ra đáp án. * Mở rộng thêm bài toán: người không đẩy vật mà dùng dây kéo vật thì công tối thiểu của người lúc này có bằng với khi đẩy không? - Hãy về nhà tính công tối thiểu trong trường hợp này và so sánh với công trong trường hợp đẩy. Lực tối thiểu người này dùng đẩy vật: Fms= Fk Ftt.cos300 = k(mg + F.sin300) αα sin.cos .. k gmkFtt −=⇒ (2) = N36,76 5,0.2,087,0 8,9.30.2,0 =− Công tối thiểu: Att=Ftt.s.cos300 = 76,36.5.0,87= 332,17 J Khi phân tích F r thành 2 thành phần ta thấy 1F r song song với phương chuyển dời nên có tác dụng làm vật chuyển động. Nhưng lực 2F r lúc này vuông góc nhưng hướng lên trên nên có tác dụng làm giảm lực ma sát. Do đó công mà người cần thực hiện lúc này là nhỏ hơn so với khi đẩy. Hoạt động 3( 20 phút): giải bài tập về công, công suất Bài toán 2: Vật có khối lượng m = 1kg. Nếu buộc vật vào đầu một sợi dây, cầm đầu kia quay cho vật chuyển động tròn. Lực căng của dây có thực hiện công không? Vì sao? a) Một người nâng vật từ mặt đất lên độ cao 2,5m trong 5s. Trong khi đó thang máy đưa một vật khác nặng 250 N từ mặt đất lên độ cao 10m mất 0,4s. Hãy so sánh công, công suất của người và máy đã thực hiện. b) Vật chuyển động đều trên đường nằm ngang có hệ số ma sát là µ = 0,4 lấy g = 9,8 m/s2. Công suất của vật khi chuyển động đều với vận tốc 36 km/h sẽ là bao nhiêu? c) Giả sử vật đang chuyển động đều với vận tốc 36km/h thì đột nhiên tăng tốc đạt đến vận tốc 72 km/h, quãng đường vật đi được là s = 100m. Hãy tính công suất trung bình của vật? Thời gian Hoạt đ ộng của giáo viên Hoạt động của học sinh 7 phút Yêu cầu HS tóm tắt bài toán. Tóm tắt m = 1 kg ; z1 = 2,5 m ; t1 = 5s P2= 250 N ; z2 = 10 m; t = 0,4 s Trang 54 Dựa vào các điều đã học thảo luận nhóm cho biết lực căng có thực hiện công không? Vì sao? Thảo luận nhóm giải nhanh câu a. Gọi các nhóm đem bảng phụ lên trình bày và các nhóm khác góp ý kiến. µ = 0,4; v = 36 km/h = 10 m/s v1 = 36km/h = 10 m/s v2 = 72 km/h = 20 m/s ; s = 100 m Tính: lực căng dây có thực hiện công không? Vì sao? a) A1>< P 2 b) P = ? c) Ptb = ? Khi buộc vật vào đầu một sợi dây, tay cầm đầu kia quay cho vật chuyển động tròn thì lực căng dây không thực hiện công vì trong trường hợp này phương của lực căng dây luôn vuông góc với phương của vectơ vận tốc nên 0cos =α , dựa vào công thức tính công A = F.s.cosα 0=⇒ A Thảo luận nhóm trình bày bài giải vào bảng phụ: a) Công của lực mà người dùng để nâng vật: JzP sFA 255,2.100. cos.. 11 111 === = α -Công của máy : J zPsFA 250010.250 .cos.. 22222 == == β - So sánh A2>A1 Công suất của người: P 1= Wt A 5 5 25 1 1 == Công suất của máy : P 2= Wt A 6250 4,0 2500 2 2 == - So sánh P 1< P 2 5 phút - Theo các dữ kiện của đề bài ta sẽ tính công thức nào? Yêu cầu học sinh nêu phương pháp tính P Sử dụng công thức: P vF.= Thảo luận nhóm. Đề bài cho vận tốc của vật nên muốn tính P phải có F. Vật chuyển động đều thì lực F phải bằng lực ma sát. Tính lực ma sát ta Trang 55 Yêu cầu một nhóm lên bảng tính công suất. sẽ tính được lực F Đại diện nhóm lên trình bày: Lực kéo F: F= Fms µ .N= NP 92,38,9.1.4,0. ==µ Công suất: P=F.v = 3,92.10= 39,2 (W) 8 phút Đối với điều kiện bài toán ta áp dụng được công thức nào để tính công suất trung bình của vật? Công suất này bằng bao nhiêu? GV nhận xét và kết luận cho các em đáp án chính xác. Sử dụng công thức Ptb= Ftb.vtb Thảo luận nhóm các nhóm lần lượt trao đổi về đáp án của mình. Nhưng thống nhất ý kiến là: c) Lực trung bình tác dụng lên vật: Ftb= m.a + Fms ( 1) Tacó: asvv 221 2 2 =− 100.2 1020 2 222 1 2 2 −=−=⇒ s vva =1,5 m/s2 (1) NFtb 42,592,35,1.1 =+=⇒ 2 12 vvvtb += = 15 m/s Ptb= Ftb.vtb = 5,42. 15 = 81,3 W Hoạt động 4( 2 phút): củng cố GV: nhắc lại về công thức tính công, công suất. Yêu cầu Hs thảo luận nhóm nêu phương pháp chung về tính công, công suất. HS: * Tính công: + Chọn chiều dương là chiều chuỵển động của vật. + Xác định các lực tác dụng lên vật + Xác định các giá trị của F và s. + Dùng công thức A = F.s.cosα * Tính công suất + Đề bài cho giá trị A và t hoặc các dữ kiện để tính các giá trị này ta áp dụng công thức P= t A Trang 56 + Không cho giá trị A, t nhưng cho dữ kiện của F và v thì tính công suất theo công thức P=F.v 3. Giáo án 3: giải bài tập động năng, thế năng, cơ năng Tiết: 47 a) Mục tiêu, yêu cầu: - Kiến thức: củng cố kiến thức về động lượng, định luật bảo toàn động lượng, mối liên hệ giữa độ biến thiên động lượng và lực tác dụng. - Kỹ năng: Rèn luyện kỹ năng phân tích, vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề đặt ra trong bài toán. Vận dụng công thức tính động lượng, định luật bảo toàn động lượng….giải các bài toán tương tự và nâng cao.. - Thái độ: Xây dựng lòng say mê học tập, tính tích cực tìm tòi các bài tập tương tự ở sách bài tập và các tài liệu tham khảo khác, làm việc theo nhóm, làm việc tập thể…. b) Kế hoạch dạy học: Giáo viên: -Giáo án. - Chia học sinh thành các nhóm nhỏ ( 10 nhóm) mỗi nhóm là 4 học sinh. Học sinh: - Xem lại các công thức đã học trong bài động lượng và định luật bảo toàn động lượng. c) Nội dung lên lớp: Hoạt động 1(3 phút): Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ * Kiểm tra bài cũ: 1/ Phát biểu biểu thức tính động năng, thế năng, cơ năng? 2/ Biểu thức định lý động năng, thế năng, định luật bảo toàn cơ năng? * Trên cơ sở HS đã học về động lượng và định luật bảo toàn động lượng. Giáo viên hướng dận để học sinh lập luận giải 3 bài tập Hoạt động 2( 15 phút): giải bài tập về động năng, định lý động năng Bài toán 1: Hai vật A và B có khối lượng M và m được nối với nhau bằng một sợi dây không dãn qua một ròng rọc như hình vẽ 2: Trang 57 a) Nếu M= m bỏ qua ma sát. Hai vật chuyển động cùng vật tốc. Lúc này hai vật A và B có cùng động năng hay không? Cùng động lượng hay không? b) Vật A có khối lượng M= 2kg, vật B có khối lượng m= 1kg. Hãy tính động năng của vật A trong hệ qui chiếu gắn với Trái Đất và trong hệ qui chiếu gắn với một người đang ngồi trên xe chuyển động với vận tốc 36 km/h. c) Một viên đạn có khối lượng mđ = 0,01 kg được bắn với vận tốc 400 m/s vào vật A. Khi va chạm với A đạn xuyên qua A và tiếp tục chuyển động với vận tốc 100 m/s. Hãy tính lực cản của vật A lúc này. Biết vật A dày 5 cm. Thời gian Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 4 phút Dựa vào các kiến thức về động lượng, động năng hãy thảo luận nhóm trả lời câu a. GV sẽ gợi mở cho HS động năng là đại lượng gì? động lượng là đại Tóm tắt bài toán Vật A: khối lượng M Vật B: khối lượng m d) M= m e) M= 2kg; m= 1kg v= 36 km/h = 10 m/s vA = 3 m/s f) mđ= 0,01 kg; vđ= 400m/s; vđ’= 100 m/s d = 5 cm = 0,05 m Tính: a) pA><WđB b) WđA = ?;W’đA=?; c) Fc= ? Thảo luận nhóm. Có nhiều ý kiến Trên cơ sở đó Hs sẽ rút ra đươc câu trả lời cho câu a: A B Hình 2 Trang 58 lượng gì? a) Động năng là một đại lượng vô hướng và được xác định bởi công thức: Wđ 2 2 1 mv= Mà hai vật có cùng vận tốc và cùng khối lượng nên hai vật có cùng động năng. Hai vật có động lượng khác nhau vì động lượng là đại lượng vectơ và vectơ động lượng phụ thuộc vào vectơ vận tốc. 7 phút Câu b tính động năng của vật trong những hệ qui chiếu khác nhau. Để tính động năng hãy cho biết trong hệ qui chiếu gắn với người đang ngồi trên xe thì động năng của vật tính như thế nào? Thảo luận nhóm giải nhanh câu b. Gọi 3 nhóm lên tính động năng trong hệ qui chiếu trái đất và trong 2 trường hợp gắn với người ngồi trên xe. Thảo luận nhóm, các nhóm góp ý kiến của nhóm mình: Khi trong hệ qui chiếu với người ngồi trên xe có 2 trường hợp tính động năng: TH1: người chuyển động cùng chiều với xe. TH2: người chuyển động ngược chiều xe. Ta sẽ áp dụng công thức cộng vận tốc để tính vận tốc của vật trong các hệ qui chiếu đó sau đó áp dụng công thức tính động năng để tính động năng của vật. Thảo luận nhóm, 3 nhóm lên bảng giải: - Nhóm 1: Đối với hệ qui chiếu gắn với mặt đất: WđA= Jmv 93.2. 2 1 2 1 22 == - Nhóm 2: Trường hợp 1: vật chuyển động cùng chiều với người + Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật A Động năng: vr người Av r Trang 59 Sau khi Hs giải xong bài toán Gv gọi các nhóm khác nhận xét bài làm của 3 nhóm. W’đA= 2'. 2 1 vm (1) vvv A rrr +=' người Vì vvA rr ↑↑ người nên v’= vA + v người = 3 + 10 = 13 m/s (1) ⇒W’ đA= J16913.2 2 1 2 = - Nhóm 2: Trường hợp 2: vật chuyển động ngược chiều với người vvv A rrr +='' người vì vvA rr ↑↓ người nên v’’= vA – vngười = 3 – 10 = 7 m/s Động năng: W’’đA= Jvm 497.2. 2 1. 2 1 22'' ==r 4 phút Câu c sẽ áp dụng công thức nào để tính lực cản? Thảo luận nhóm tính lực cản. Gọi một thành viên trong nhóm trình bày. Còn các thành viên khác trong nhóm hỗ trợ. Đề cho khối lượng của đạn, vận tốc đạn lúc đầu và lúc sau ta sẽ tính được độ biến thiên động năng của đạn. Nên áp dụng định lý động năng tính lực cản. Thảo luận nhóm, đại diện lên bảng Áp dụng định lý động năng )( 2 1. . 2 1 2 1 2'2 2'2 dddC FCdddd vvmdF Avmvm −=−⇒ =− ( vì động năng giảm nên A<0) ( ) ( ) J d vvmF ddC 15000 05,0.2 40010001,0 .2 22 2'2 =− −= − −= Hoạt động 3( 10 phút): giải bài tập về thế năng Bài toán 2: 1) Tính thế năng trọng trường của một vật khối lượng 10 kg đặt tại độ cao 1m so với mặt đất khi: a) Chọn mặt đất làm mốc thế năng. b) Chọn đáy giếng sâu 5m làm mốc thế năng 2) Vật được đặt ở vị trí có thế năng Wt1 = 500J sau đó vật rơi xuống mặt đất tại đó thế năng của vật Wt2 = -100J. Hãy tính độ cao mà vật đã rơi. vr người Av r Trang 60 Thời gian Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 5 phút - Độ cao z của vật trong công thức tính thế năng là khoảng cách nào? - Câu 1 yêu cầu tính thế năng với các mốc thế năng khác nhau. Thảo luận nhóm tính nhanh câu 1. Yêu cầu các nhóm khác nhận xét đáp án của hai nhóm. Tóm tắt bài toán: m= 10 kg; z = 1m; z1= 5m Wt1 = 500J; Wt2 = -100J Tính:a) + Chọn mặt đất làm mốc thế năng: Wt =? + Chọn đáy giếng làm mốc thế năng: W’t = ? b) z = ? - Là khoảng cách từ vị trí đặt vật đến mốc chọn thế năng. - Thảo luận nhóm, 2 nhóm lên bảng tính thế năng câu a và câu b Nhóm a: Chọn mặt đất làm mốc thế năng: Wt = m.g.z = 10.10.1= 100 J Nhóm b: Chọn đáy giếng làm mốc thế năng: z’ = 1 + 5 = 6 J W’t = m.g.z’= 10.10.6 = 600 J 5 phút Câu 2 cho thế năng của vật ở 2 vị trí khác nhau. Thế năng của vật dương hay âm phụ thuộc việc chọn mốc thế năng. - Độ cao vật rơi được tính như thế nào? - Tính nhanh câu 2, để HS Thảo luận nhóm đại diện trả lời: Cho thế năng lúc đầu và thế năng lúc sau yêu cầu tính độ cao vật đã rơi. Áp dụng công thức tính thế năng ở hai vị trí đầu và sau. Độ cao mà vật rơi chính bằng hiệu độ cao giữa hai vị trí lúc đầu và lúc sau. - Thảo luận nhóm, xung phong lên bảng giải câu Hoạt động 4( 15 phút): giải bài tập về cơ năng, định luật bảo toàn cơ năng Bài toán 3: Hai quả cầu giống nhau có cùng khối lượng m1 = m2 được thả cùng một lúc tại một độ cao z0 so với mặt đất. Vật I rơi tự do, vật II trượt trên mặt phẳng nằm nghiêng như hình vẽ 3: Trang 61 Lấy g 2/10 sm≈ a) Ở thời điểm nào 2 vật có cùng cơ năng? b) Bỏ qua ma sát hãy tính vận tốc của vật I khi vừa chạm đất? c) Vận tốc của vật II tại chân dốc là: A. 6J B. 6,32 J C. 4,47J D. 4J d) Nếu giữa vật II và mặt với hệ số ma sát là k = 0,4. Tính vận tốc của vật II ngay trước khi chạm đất. Thời gian Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 10 phút Dựa vào định luật bảo toàn cơ năng đã học hãy thảo luận nhóm tìm thời điểm hai vật có cùng cơ năng? Gv sẽ nhận xét và hướng dẫn để các HS rút ra kết luận: theo định luật bảo toàn cơ năng vì hai vật có cùng khối lượng và do bỏ qua mọi ma sát và sức cản của không khí nên ở mọi thời điểm 2 vật luôn có cùng cơ năng. Để tính vận tốc khi vừa chạm đất ta tính như thế nào? Có áp dụng định luật bảo toàn cơ năng được không? Tóm tắt bài toán: m1=m2; mz 20 = 030=α ; v0I= v0II= 0; k = 0,4 a) Ở thời điểm nào 2 vật có cùng cơ năng. b) vI? c) vII=? d) v’II=? Thảo luận nhóm, cử đại diện đưa ra ý kiến của mình, có nhiều ý kiến của các nhóm khác nhau. Bỏ qua ma sát vật chịu tác dụng của những lực thế nên cơ năng của hệ là một đại lượng bảo toàn. Cho vận tốc lúc đầu, độ cao của vật nên ta sẽ Hình 3 z0 = 2m I II 300 Trang 62 Yêu cầu HS thảo luận nhóm làm câu a Hỏi ý kiến của các nhóm khác về câu trả lời của nhóm vừa trình bày. áp dụng định luật bảo toàn cơ năng Thảo luận nhóm làm câu a, đại diện trình bày: Gọi:+W0 là cơ năng lúc đầu của vật I +WI là cơ năng lúc vật I chạm đất. 0 2 00 2 1 mgzmvW += =mgz0 (1) 22 2 1 2 1 III mvmgzmvW =+= Định luật bảo toàn cơ năng: WI=W0 00 2 2 2 1 gzvmgzmv II =⇒= (2) vI= 6,32 m/s 5 phút Câu c đề bài hỏi vận tốc vận ở chân dốc. Tính như thế nào? Hãy về nhà chọn đáp án câu b nhé Câu d ta có áp dụng định luật bảo toàn cơ năng được không? Lực ma sát tính như thế nào? Nhận xét bài giải của HS Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta sẽ tính vận tốc của vật. Vật chuyển động chịu tác dụng của lực ma sát nên cơ năng của hệ không bảo toàn. Thảo luận nhóm, đại diện nhóm trình bày: Có ma sát hệ không cô lập A= W2- W1 -Fms.s= 0 2' 2 1 mgzmvII − -Fms. 0 2' 2 1 mgzmvs II −= ) . (2 0 2' gz m sFv msII +−=⇒ smvII /42.101 4.322' =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +−= Hoạt động 5( 2 phút): củng cố GV gọi HS nhắc lại công thức về tính động năng, thế năng, cơ năng. Yêu cầu HS nêu các phương pháp chung về tính cơ năng, động năng, thế năng. Trang 63 CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM I. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng của thực nghiệm sư phạm 1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm - Mục đích của thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm kiểm tra giả thuyết của đề tài. - Xác nhận tính hiệu quả của các biện pháp tích cực hoá hoạt động nhận thức của người học bằng cách tăng cường và sử dụng một cách có hiệu quả BTVL trong dạy học sẽ góp phần nâng cao chất lượng nắm kiến thức và phát triền trí tuệ của HS. 2. Nhiệm vụ Thực nghiệm sư phạm cần thực hiện các nhiệm vụ sau: - Tiến hành thực nghiệm sư phạm: giảng dạy theo giáo án thực nghiệm đã soạn. - So sánh kết quả học tập của HS ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng. - Đánh giá hiệu quả của các BTVL đã khai thác, tiến trình đã soạn thảo với thực tế nhằm bổ sung và hoàn chỉnh chúng. 3. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm Học sinh lớp 10 ban cơ bản của trường THPT Nguyễn Khuyến năm học 2007- 2008 II. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 1. Chọn mẫu Vấn đề quan trọng có ảnh hưởng đến kết quả thực nghiệm là việc lựa chọn nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm. Do đó, tôi lựa chọn mẫu thực nghiệm gồm những lớp đối chứng và lớp thực nghiệm có sĩ số gần bằng nhau, có trình độ và chất lượng học tập tương đương nhau. Chọn 2 lớp 10A2 và 10A8 Sau khi trao đổi với giáo viên bộ môn vật lý và xem xét kết quả học tập của 2 lớp 10, tôi chia 2 lớp trên thành hai nhóm như sau: - Nhóm thực nghiệm (TN): 10A2 gồm: 30 em - Nhóm đối chứng (ĐC) gồm: 32 em 2. Phương pháp tiến hành - Gặp hiệu trưởng trường THPT Nguyễn Khuyến trao đổi về mục đích thực nghiệm và xin phép cho triển khai kế hoạch thực nghiệm. - Gặp giáo viên trực tiếp giảng dạy vật lý ở các lớp được chọn, trao đổi về mục đích, nhiệm vụ, nội dung và giáo án thực nghiệm của mình. - Lớp thực nghiệm do tôi dạy theo giáo án mà tôi đã soạn còn lớp đối chứng do giáo viên đứng lớp dạy và dạy theo giáo án của giáo viên đứng lớp. - Tham gia dự giờ lớp đối chứng. - Kiểm tra, đánh giá kết quả thực nghiệm. III. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm Trang 64 1. Lựa chọn tiêu chí đánh giá Tôi đánh giá kết quả TNSP qua các mặt sau: • Về chất lượng: Chất lượng kiến thức học sinh và hiệu quả tiến trình dạy học được đánh giá qua điểm trung bình các bài kiểm tra. • Về tính tích cực hứng thú học tập của học sinh tôi dựa vào: - Không khí học tập của lớp học. - Số lượng học sinh tham gia phát biểu. - Số lượng học sinh hoàn thành nhiệm vụ học tập • Về mức độ rèn luyện kỹ năng giải BTVL chương “Các định luật bảo toàn” được thể hiện: mức độ hoàn thành nhiệm vụ, suy luận để tìm ra phương án giải bài tập. • Tính khả thi của các BTVL và các giáo án: - Thời gian chuẩn bị cho các giáo án: việc chuẩn bị cho giáo án và thực hiện giáo án nó đòi hỏi sáng tạo như đưa BTVL nào là phù hợp, hệ thống câu hỏi, phương án thí nghiệm… Tuy nhiên, thời gian chuẩn bị giáo án không lớn hơn nhiều so với cách soạn thông thường. 2. Kết quả thực nghiệm sư phạm 2.1. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm Để kết quả thực nghiệm mang lại kết quả tối ưu thì công việc phân tích kết quả TNSP phải được làm cho thật tốt. Tôi chuẩn bị đầy đủ các khâu thừ việc lấy số liệu đến việc xử lý, phân tích, tổng hợp trên cơ sở các bài kiểm tra. Tính khả thi của đề tài sẽ được thể hiện qua kết quả phân tích số liệu, cụ thể các giáo án mẫu, thông qua kết quả kiểm tra. Các bài kiểm tra nhằm đánh giá mức độ lĩnh hội kiến thức của học sinh theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức thông qua BTVL thỏa mãn 3 yếu tố cơ bản sau: + Hiểu bài. + Vận dụng kiến thức bài học vào tình huống quen thuộc trong thực tế. + Kiến thức mới tích luỹ được phải giải quyết vấn đề đã được đặt ra. 2.2. Phân tích số liệu thực nghiệm sư phạm a) Tính toán các số liệu: Để so sánh và đánh giá chất lượng nắm kiến thức của học sinh ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng cần tính: - Giá trị trung bình cộng: ∑ = = K i ii Xfn X 1 1 Với fi là số học sinh đạt điểm Xi; Xi là điểm số; n là số học sinh dự kiểm tra - Phương sai: 1 )( 1 2 2 − − = ∑ = n XXf s K i ii Trang 65 - Độ lệch chuẩn: 1 )( 1 2 − − = ∑ = n XX s n i i “ s càng nhỏ thì số liệu thu được càng ít phân tán, kết quả càng tụ lại quanh trị trung bình”[7]. b) Kết quả tính toán: Bảng 3.1: Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra Điểm số (Xi) Nhóm Tổng số HS 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 32 6 5 6 4 3 4 2 2 TN 30 1 2 4 5 1 5 7 5 Bảng 3.2: Bảng phân phối tần suất Số % HS đạt mức điểm Xi Nhóm Tổng số HS 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 32 18,75 15,63 18,75 12,5 9,37 12,5 6,25 6,25 TN 30 3,33 6,67 13,33 16,67 3,33 16,67 23,33 16,67 Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất lũy tích Số % HS đạt mức điểm Xi trở xuống (Wi%) Nhóm Tổng số HS 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 32 18,75 34,38 53,13 65,63 75 87,5 93,75 100 TN 30 3,33 10 23,33 40 43,33 60 83,33 100 Bảng 3.4: Các tham số thống kê Nhóm Điểm trung bình( X ) Độ lệch chuẩn (s) ĐC 5,72 1,23 TN 7,37 1,29 Trang 66 Từ bảng 3.2 chúng tôi vẽ được đồ thị phân phối tần suất của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ( trục tung chỉ số % HS đạt điểm Xi, trục hoành chỉ điểm số) Đồ thị 3.2: Phân phối tần suất 0 5 10 15 20 25 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC TN Biểu đồ 3.2: Phân phối tần suất 0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC TN Từ bảng 3.3 chúng tôi vẽ được đồ thị phân phối tần suất luỹ tích của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ( trục tung chỉ số % HS đạt điểm Xi trở xuống, trục hoành chỉ điểm số) Điểm Tỷ lệ (%) Số % học sinh Điểm Trang 67 Đồ thị 3.3: Phân phối tần suất luỹ tích 0 20 40 60 80 100 120 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC TN Biểu đồ 3.3: Phân phối tần suất luỹ tích 0 20 40 60 80 100 120 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC TN Dựa vào những tham số tính toán ở trên và từ bảng thống kê 3.4, từ đồ thị phân phối tần suất và tần suất tích lũy có thể rút ra kết luận sơ bộ như sau: - Điểm trung bình của các bài kiểm tra của học sinh ở lớp thực nghiệm (7,37) cao hơn so với học sinh lớp đối chứng (5,72). - Đường lũy tích ứng với lớp thực nghiệm nằm bên phải và về phía dưới đường lũy tích ứng với lớp đối chứng. Kết luận: kết quả học tập của lớp thực nghiệm cao hơn kết quả học tập của lớp đối chứng. Số phần trăm học sinh Điểm Điểm Số % học sinh Trang 68 c) Kiểm định giả thiết thống kê “Phương pháp kiểm định sự khác nhau của các trung bình cộng của hai mẫu từ tổng thể chung ( kiểm định Student)”[7] để kiểm định sự khác nhau giữa hai điểm trung bình của HS ở hai nhóm thực nghiệm và đối chứng. Giả thiết H0: “ sự khác nhau giữa DCTN XX , là không có ý nghĩa”. Đại lượng kiển định t được xác định theo công thức: DCTN DCTN p DCTN nn nn S XX t + −= .. (*) Trong đó: 2 ).1().1( 22 −+ −+−= DCTN DCDCTNTN p nn SnSnS (**) Sau khi tính được t so sánh nó với giá trị tới hạn αt được tra trong bảng Student ứng với mức ý nghĩa α và bậc tự do f = nTN + nDC – 2 Nếu αtt ≥ : chấp nhận giả thiết H0 Nếu αtt < : bác bỏ giả thiết H0 Các giả thiết thống kê Giả thiết H0: “ sự khác nhau giữa giá trị trung bình của điểm số của nhóm đối chứng và nhóm thực nghiệm là không có ý nghĩa” Sử dụng công thức (*), (**) với các số liệu 23,1;29,1;32;30;72,5;37,7 ====== DCTNDCTNDCTN SSnnXX Chúng tôi thu được kết quả: 11,5 26,1 = = t S p Giá trị tới hạn αt phân phối hai chiều được tra trong bảng Student với mức ý nghĩa 05,0=α và bậc tự do f = nTN + nDC – 2 = 60 là: 00,2=αt Vậy: t > αt Kết luận: Bác bỏ giả thiết H0 tức là sự khác nhau giữa TNX và DCX là có ý nghĩa với mức ý nghĩa 05,0=α . Như vậy từ việc phân tích số liệu cho phép chúng tôi kết luận: Học sinh ở lớp thực nghiệm nắm vững kiến thức hơn, hoạt động tích cực, chủ động hơn học sinh ở lớp đối chứng. Việc sử dụng BTVL trong dạy học đã góp phần tích cực vào việc phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh ở trường THPT. Trang 69 PHẦN 3: KẾT LUẬN Phần kết luận: Đối chiếu với mục đích, nhiệm vụ và kết quả nghiên cứu trong quá trình thực hiện đề tài “ Nghiên cứu, sử dụng bài tập chương “Các định luật bảo toàn” nhằm phát huy tính tích cực, chủ động trong học tập Vật lý của học sinh lớp 10” tôi đã đạt được những kết quả sau đây: a) Góp phần làm sáng tỏ cơ sở tâm lý và cơ sở lý luận, cơ sở thực tiễn của việc sử dụng BTVL và vai trò của nó trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. b) Tôi đã hệ thống mức độ kiến thức mà học sinh cần nắm trong chương “ Các định luật bảo toàn” và nêu ra một số sai sót mà học sinh thường hay nhầm lẫn để giáo viên chú ý khi giảng dạy về chương này. Tôi đã hệ thống hoá các bài tập trong chương “ Các định luật bảo toàn” thành 11 bài toán mà khi giải các bài toán này sẽ giúp HS có thể hiểu được và vận dụng được các công thức, khái niệm… trong chương này. những yêu cầu chung đối với quá trình dạy học bài tập vật lý. Tôi đã soạn thảo 3 giáo án phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh khi học tập Vật lý trên cơ sở các bài toán đã hệ thống hoá. c) TNSP chứng tỏ tiến trình dạy học đã soạn thảo có tính khả thi, góp phần củng cố kiến thức và đem lại hiệu quả nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức, phát triển tính tích cực và chủ động của học sinh trong học tập. Qua đó phát hiện được một số sai lầm và khó khăn của học sinh khi giải BTVL chương “ Các định luật bảo toàn” từ đó khắc phục sữa chữa sai lầm và giúp đỡ các em trong quá trình lĩnh hội kiến thức. d) Kết quả TNSP cho thấy dự kiến các bước giải BTVL đã soạn là hợp lý và cho phép rút ra kết luận bước đầu về hiệu quả của việc sử dụng BTVL trong dạy học Vật lý. Trong xu hướng dạy học theo tình hình hiện nay thì việc đưa BTVL vào giảng dạy nhằm phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh là khả thi và cần thiết. Tất cả giáo viên đều có thể khai thác các BTVL này vào dạy học có hiệu quả. Đa số các học sinh đều rất hứng thú, tích cực, chủ động tham gia vào tiết hoc. Việc đưa BTVL vào là phù hợp với chương trình dạy học hiện hành. Trang 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Gia Thịnh ( chủ biên )- Nguyễn Xuân Chi – Tô Giang – Vũ Quang. Hướng dẫn làm bài tập và ôn tập Vật lý 10: NXB Giáo dục. [2] Dương Trọng Bái – Cao Ngọc Viễn. Bài thi vật lý quốc tế: NXB Giáo dục. [3] Đỗ Văn Thông. Phương pháp nghiên cứu khoa học. [4] Đỗ Văn Thông. 2004. Tâm lý học lứa tuổi và tâm lý học sư phạm. [5] La Hồng Huy.2007. Quản lý hành chánh nhà nước và quản lý ngành giáo dục và đào tạo. [6] Lê Công Triêm. 2004. Phân tích chương trình vật lý phổ thông. [7] Lê Công Triêm - Nguyễn Đức Vũ. Phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục: NXB Giáo dục. [8] Ngô Văn Thiện.2007. Phân loại và phương pháp giải các dạng bài tập Vật lí10: NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh. [9] Nguyễn Đức Thâm - Nguyễn Ngọc Hưng . 1999. Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học vật lý ở trường phổ thông: NXB Đại học quốc gia Hà Nội. [10] Nguyễn Hữu Thọ. Vật lý đại cương tập I: cơ - nhiệt: Nhà xuất bản trẻ. [11] Nguyễn Kỳ. 1994. Phương pháp giáo dục tích cực: NXB Giáo dục [12] Nguyễn Phúc Thuần - Trần Văn Quang. 1980. Những bài tập định tính về vật lý cấp hai: NXB Giáo dục. [13] Nguyễn Thanh Hải. Kiến thức cơ bản vật lý 10: NXB đại học quốc gia Hà Nội. [14] Nguyễn Thị Cúc. 2005. Giáo dục học II. [15] Phạm Hữu Tòng. Dạy học Vật lý ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học: NXB Đại học sư phạm. [16] Phạm Hữu Tòng. Phương pháp dạy bài tập vật lý: Nhà xuất bản giáo dục. [17] Quốc hội nước cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam. 2005. Luật giáo dục: NXB chính trị Quốc gia. [18] Trần Thể. 2006. Bài tập vật lý phổ thông. [19] Trần Thể. 2005. Phương pháp dạy học Vật lý. [20] Vũ Thanh Khiết. 2000. Các bài toán vật lý chọn lọc phổ thông trung học cơ nhiệt: NXB Giáo dục. [21] Vũ Thanh Khiết - Phạm Quý Tư.1999. Bài Tập Vật lí sơ cấp: Nxb Giáo dục. ._.