Tài liệu Skkn tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương động lực học chất điểm – vật lý 10 .

Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI TRƯỜNG THPT XUÂN MỸ œ  Mã số: SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM – VẬT LÝ 10 CB Người thực hiện : Trần Đình Đạt Lĩnh vực nghiên cứu : Quản lý giáo dục :  Phương pháp dạy học bộ môn :  Phương pháp giáo dục :  Lĩnh vực khác :  Có đính kèm:  Mô hình Trần Đình Đạt  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác 1 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Năm học: 2012 - 2013 Trần Đình Đạt 2 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Trần Đình Đạt 2. Ngày tháng năm sinh: 18/9/1892 3. Nam/ nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp Cẩm Sơn, Xuân Mỹ, Cẩm Mỹ, Đồng Nai 5. Điện thoại: 0163790054 (CQ)/ ĐTDĐ: 0978353228 6. Fax: E-mail: [email protected] 7. Chức vụ: 8. Đơn vị công tác: Trường THPT Xuân Mỹ II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị cao nhất: Đại học. - Năm nhận bằng: 2004 - Chuyên ngành đào tạo: Vật Lý. III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: giảng dạy phổ thông. - Số năm có kinh nghiệm: 7 - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:  Khơi dậy đam mê học vật lý qua các thí nghiệm biểu diễn Trần Đình Đạt 3 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 MỤC LỤC Trang I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.....................................................................................4 II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI.........................................................................................5 II.1 Cơ sở lý luận.........................................................................................5 II.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương động lực học chất điểm..........................................................7 II.2.1 Vai trò và vị trí chương Động lực học chất điểm............................7 II.2.1.1 Cấu trúc chương Động lực học chất điểm.......................7 II.2.1.2 Vai trò và vị trí chương Động lực học chất điểm..................7 II.2.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh qua cách đặt vấn đề gắn với thực tiễn..............................................................8 II.2.2.1 Dùng dụng cụ học tập trực quan mang tính thực tiễn...........8 II.2.2.2 Trình bày những ứng dụng vật lý...........................10 II.2.2.3 Liên hệ giữa kiến thức vật lý đã học với kinh nghiệm và hiểu biết của học sinh trong đời sống để giải quyết một số vấn đề thực tiễn................................10 II.2.2.4 Liên hệ kiến thức vật lý qua bài tập mang tính thực tiễn...........................................................................11 II.2.3. Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh qua các bài tập thí nghiệm......................................................................................20 II.2.3.1 khái niệm về bài tập thí nghiệm..........................................20 II.2.3.2 phân loại bài tập thí nghiệm vật lý.....................................20 II.2.3.3. Một số bài tập thí nghiệm đề xuất khi dạy chương động lực học chất điểm..........................................................20 II.2.3.3.1 Bài tập thí nghiệm định tính...................20 II.2.3.3.2 Bài tập thí nghiệm định lượng. 22 II.2.4 Ôn tập bằng phương pháp dùng bản đồ tư duy................................23 II.2.4.1 khái niệm Bản đồ tư duy…...................................23 II.2.4.2 Phương pháp thực hiện..........................................24 III. HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI……………………….………………………27 III.1 Thực nghiệm sư phạm……………………………………………27 III.2 Nhận xét quá trình học tập của lớp thực nghiệm…………….….28 IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………….…..28 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………30 Trần Đình Đạt 4 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM – VẬT LÝ 10 CB I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Đất nước ta hiện nay đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa, thời kỳ của khoa học kỹ thuật, hội nhập quốc tế . Để đáp ứng yêu cầu đổi mới đất nước bộ Giáo dục và Đào tạo đã quyết định ”đổi mới chương trình giáo dục phổ thông từ mục tiêu, nội dung, phương pháp đến phương tiện dạy học...” để đào tạo ra nguồn nhân lực năng động sáng tạo và người học phải đạt trình độ ” học để biết , học để làm và học để phát triển” Vật lý là bộ môn khoa học nghiên cứu về cấu trúc, tính chất và các hình thức biến đổi cơ bản nhất của vật chất, là môn khoa học đặt nền móng cho sự phát triển công nghệ, kỹ thuật. Học sinh cũng biết được tầm quan trọng môn Vật lý trong quá trình học tập tuy nhiên do đặc thù môn Vật lý là kiến thức tập trung ở các định luật được biểu diễn qua các biểu thức toán học nên hơn phân nửa học sinh( trường THPT Xuân Mỹ) cho biết môn vật lý là môn học khó và không cảm thấy thích thậm chí còn cảm thấy sợ học môn học này. Trong những năm gần đây điểm thi kết thúc học kỳ I và học kỳ II môn vật lý của khối 12 trường THPT Xuân Mỹ nói riêng và các trường lân cận như Võ trường Toản, Sông Ray..không cao chưa đến 60% đạt điểm trung bình và qua thăm dò thực tế ở các lớp thì trên 50% các em học sinh cho rằng môn vật lý học khó và không thích học môn này. Một số nguyên nhân dẫn đến thực trạng này như: điều kiện học tập các em còn khó khăn, điểm tuyển sinh đầu vào quá thấp nên đa số các em ý thức học tập kém, riêng môn vật lý rất ít học sinh có kiến thức nền tảng từ THCS và một trong những nguyên nhân chính đó là các em tiếp nhận kiến thức một cách thụ động. Giáo viên ít tạo ra các tình huống để các em cảm thấy hứng thú, tích cực tham gia vào tiết dạy. Trần Đình Đạt 5 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Trong chương trình vật lý phổ thông thì chương động lực học chất điểm thuộc chương trình vật lý 10 của học kỳ một là chương rất quan trọng . Kiến thức của chương này sẽ giúp học sinh có thể giải quyết các bài tập cũng như giải tích các hiện tương cơ học cổ điển và kiến thức này được lặp đi lặp lại ở cả chương trình 10,11,12 Nhằm giúp học sinh có hứng thú, và yêu thích môn vật lý tôi chọn đề tài: ”Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương động lực học chất điểm –vật lý 10 ban Cơ bản” II.NỘI DUNG ĐỀ TÀI. II.1.Cơ sở lý luận Ở điều 27, mục tiêu giáo dục phổ thông, khóa XI kỳ họp thứ 7 từ ngày 5 tháng 5 đến ngày 14 tháng 6 năm 2005 đã chỉ rõ: Mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, , phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ tổ quốc. Để thực hiện mục tiêu trên bộ Giáo dục và Đào tạo nước ta đã quyết định đổi mới phương pháp giáo dục phổ thông theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. Tích cực hóa hoạt động nhận thức của của học sinh là tập hợp các hoạt động của Giáo viên nói riêng và của các nhà giáo dục nói chung nhằm chuyển biến vị trí của người học từ thụ động sang chủ động từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập. Quá trình tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh góp phần làm mối quan hệ giữa dạy và học , giữa thầy và trò ngày càng gắn bó và hiệu Trần Đình Đạt 6 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 quả, đồng thời nó góp phần rèn luyện cho học sinh những phẩm chất của con người lao động mới: tự chủ, năng động sáng tạo. Đó là một trong những mục tiêu mà nhà trường phải hướng tới. Đối với bộ môn vật lý, việc tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh gắn liền với việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng kết hợp các phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức; Hoạt động nhận thức thức vật lý là khá phức tạp. Tuy nhiên có thể kể đến các hành động chính của hoạt động nhận thức vật lý sau: – Quan sát hiện tượng tự nhiên, nhận biết đặc tính bên ngoài của sự vật, hiện tượng. – Tác động vào tự nhiên, làm bộc lộ những mối quan hệ, những thuộc tính của sự vật, hiện tượng. Xác định mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng. – Xác định mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng. – Xây dựng những giả thiết hay mô hình để lý giải nguyên nhân của hiện tượng quan sát được. Từ giả thiết, mô hình suy ra những hệ quả. – Xây dựng các phương án thí nghiệm để kiểm tra các hệ quả. – Đánh giá kết quả thu được từ thí nghiệm. – Khái quát hóa kết quả, rút ra tính chất, quy luật hình thành các khái niệm, định luật và thuyết vật lý. – Vận dụng kiến thức khái quát vào thực tiễn. Trong quá trình dạy học cần kích thích sự hứng thú trong học tập cho học sinh, cần phát huy tính tích cực, tính tự lực sáng tạo trong học tập của học sinh. Để làm điều đó đòi hỏi người thầy giáo phải lựa chọn, tìm tòi những phương pháp dạy học phù hợp với nội dung bài học, đặc điểm của đối Trần Đình Đạt 7 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 tượng, điều kiện vật chất, và đây là một hoạt động sáng tạo của người thầy trong hoạt động dạy. Phương pháp dạy học theo hướng tích cực cần thể hiện được sự phản ánh quá trình hoạt động nhận thức của học sinh nhằm đạt được mục đích đã đề ra trong đó giáo viên tổ chức cho học sinh hoạt động theo hướng tích cực, giúp học sinh tự giác tiếp nhận kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo nhằm đạt được mục đích đề ra với kết quả cao. II.2. Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học chương động lực học chất điểm. II. 2.1. Vai trò và vị trí chương Động lực học chất điểm II. 2.1.1 Cấu trúc chương Động lực học chất điểm. II.2.1.2 Vai trò và vị trí chương Động lực học chất điểm. Chương động lực học chất điểm là chương thứ 2 trong 4 chương của phần cơ học lớp 10, chương này đề cập đến những vấn đề như: mối liên hệ giữa chuyển động và lực, tìm hiểu một số lực cơ học hay gặp trong đời sống thực tế: lực ma sát, lực hấp dẫn, lực hướng tâm, lực đàn hồi. Thực ra những kiến thức này học sinh đã được tiếp cận ở chương trình trung học cơ cở nhưng ở mức định tính, và lên chương trình THPT thì học sinh được tìm hiểu kỹ hơn đặc biệt là phần định lượng. Ngoài ra chương này sẽ là kiến thức trọng tâm giúp các em giải quyết các bài tập về cơ học và kiến thức này được lặp đi lặp lại ở 3 năm lớp 10,11,12. Trần Đình Đạt 8 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 II.2.2. Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh qua cách đặt vấn đề gắn với thực tiễn. Vật lý là môn khoa học gắn liền với cuộc sống sinh hoạt hằng ngày, bất kỳ lĩnh vực khoa học nào cũng có sự hiện diện của Vật lý do đó nhằm kích thích hứng thú tìm tòi, phát huy tính tích cực của học sinh khi bắt đầu một tiết giảng mới, kiến thức vật lý mới chúng ta nên đưa ra các hiện tượng có trong đời sống hằng ngày cũng như những ứng dụng liên quan đến kiến thức vật lý đã biết hoặc chuẩn bị lĩnh hội. II.2.2.1 Dùng dụng cụ học tập trực quan mang tính thực tiễn. Khi sử dụng một số dụng cụ trực quan như hình vẽ, thí nghiệm , phim ảnh ... trong quá trình giảng dạy sẽ giúp học sinh cảm thấy thích thú và hiểu rõ bản chất vật lý khi giải thích các hiện tượng liên quan. Ví Dụ 1: Đặt vấn đề tiết học : Tổng hợp và phân tích lực chúng ta đưa ra một số hình ảnh : Hình 1. Tòa lâu đài cổ Hình 2: chiếc tàu buồm  Ở hình 1: Giáo viên đặt vấn đề tại sao các ô cửa của các kiến trúc cổ thường có dạng hình vòng cung mà không phải là ô cửa hình chữ nhật (ngoài chủ ý về mặt mỹ thuật)? Gợi ý: Nếu sử dụng ô cửa hình chữ nhật thì trọng lực tác dụng lên vị trí đà chịu lực rất lớn nên khả năng chịu lực kém còn nếu sử dụng cửa có Trần Đình Đạt 9 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 kiến trúc hình vòng cung thì trọng lực được phân tích thành nhiều lực nên kiến trúc kiểu này bền vững hơn. P  P Ở hình 2: GV đặt vấn đề tại sao thuyền buồm có thể di chuyển ngược chiều gió? Gợi ý: Lực f được phân tích thành 2 lực thành phần: lực q dọc theo cánh buồm (lực này không đáng kể) và lực p vuông góc với cánh buồm, và lực p lại được phân tích thành lực s dọc theo chiều dài của thuyền, lực T vuông góc với thuyền, và chính thành phần lực s làm thuyền di chuyển ngược chiều của gió. Ví dụ 2: Bài lực hướng tâm ta có thể cho học trò làm thí nghiệm đơn giản : cột sợi dây vào một vật nhỏ và cho học trò quay với tốc độ khác nhau cho nhận xét khi tốc độ khác nhau thì lực căng dây như thế nào? (có thể quay theo Trần Đình Đạt 10 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 phương ngang và quay theo phương thẳng đứng để thấy được ảnh hưởng của trọng lực) Gợi ý: Học sinh sẽ thấy rằng khi quay với tốc độ càng cao thì lực căng dây càng lớn, qua đó giáo viên kết luận lại biểu thức lực hường tâm: F mv 2  m 2 R R II.2.2.2 Trình bày những ứng dụng vật lý: Việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lý góp phần phát triển tư duy vật lý kỹ thuật của học sinh, làm cho học sinh thấy được vai trò quan trọng của kiến thức vật lý đối với đời sống và sản xuất, qua đó kích thích hứng thú, nhu cầu học tập của học sinh. Ví dụ 3: sau mỗi bài yêu cầu học sinh chia thành các nhóm, mỗi nhóm tìm hiểu ứng dụng kiến thức vật lý vừa học vào trong đời sống kĩ thuật, Sau đó từng nhóm sẽ vận dụng kiến thức vật lý trình bày sự hiểu biết của mình về những ứng dụng đó. Gợi ý: - Bài lực hướng tâm : cây cầu xây hình vòng cung thay vì xây ngang, đường ngay khúc quanh phải làm nghiêng, máy bơm nước... - Bài lực ma sát: ứng dụng trong kỹ thuật: phanh xe công nghệ ABS, phải sự dụng dầu bôi trơn để giảm ma sát cho động cơ v...v.. - Bài lực đàn hồi: chế tạo hệ thống giảm xóc, cân đồng hồ sử dụng lò xo... II.2.2.3 Liên hệ giữa kiến thức vật lý đã học với kinh nghiệm và hiểu biết của học sinh trong đời sống để giải quyết một số vấn đề thực tiễn. Trong cuộc sống hằng ngày, học sinh sẽ thấy các định luật Newton cũng như lực cơ học được vận dụng rất nhiều tuy nhiên học sinh chỉ giải thích theo suy nghĩ của mình chứ chưa thực sự giải thích có khoa học nên giáo viên chỉ ra được điều này cho học sinh Trần Đình Đạt 11 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Ví Dụ 4: giáo viên có thể cho học trò giải thích hiện tượng ”đi xe đạp”. Hầu hết các em có thể sử dụng xe đạp nhưng có lẽ rất ít học sinh đặt vấn đề : tại sao khi không đạp xe vẫn chạy thêm một quãng đường nữa? Hay tại sao chạy ở đường nhựa (không dốc) thì đạp nhẹ hơn ở đường đất sỏi (không dốc) hay tại sao xe đạp chỉ có 2 bánh mà vẫn không đổ..? Gợi ý: Nếu như các em nắm rõ được quán tính là gì? Lực ma sát? Cân bằng lực các em sẽ giải thích được các câu hỏi trên. Ví dụ 5: Với kiến thức có được học sinh nào cũng biết khi vật chuyển động có quỹ đạo tròn thì vật có xu hướng chuyển động li tâm và hiện tượng mặt trăng luôn quay quanh trái đất, trong bài lực hấp dẫn giáo viên có thể đặt vấn đề tại sao mặt trăng quay quanh trái đất mà không có ”sợi dây nào cột giữa trái đất và mặt trăng”? Gợi ý: Hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức bài lực hấp dẫn và bài lực hướng tâm để giải thích hiện tượng. II.2.2.4 Liên hệ kiến thức vật lý qua bài tập mang tính thực tiễn. Việc sử dụng bài tập mang tính thực tiễn để minh họa sẽ góp phần giúp học sinh khắc sâu kiến thức đã học đồng thời biết vận dụng kiến thức một cách hợp lý, giúp học sinh có khả năng biết cách giải quyết vấn đề, xử lý tình huống cụ thể, rèn luyện tư duy cũng như khả năng sáng tạo trong quá trình học. Bài tập mang tính thực tiễn được chia làm hai dạng: bài tập định tính và bài tập định lượng. Bài tập định tính giúp các em học sinh phán đoán tình huống, khả năng có thể xảy ra của hiện tượng còn bài tập định lượng giúp các em hiểu rõ hiện tượng và từ hiện tượng chuyển qua biểu thức toán học và tìm các đại lượng đề bài yêu cầu. Ví dụ 6: khi dạy bài định luật II Newton giáo viên có thể đưa ra bài tập như sau: Một xe nặng 60kg đi xe máy có khối lượng 100kg đang chạy với vận tốc 54km/h thì thấy chướng ngại vậy cách 50m thì đạp phanh để dừng lại hỏi lực cản do ma sát tạo ra là bao nhiêu thì người này không bị nguy hiểm? Trần Đình Đạt 12 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Gợi ý: qua bài này không những giúp học trò củng cố kiến thức mà qua bài này học trò thấy được ý nghĩa thực tiễn của việc áp dụng định luật II Newton. Từ công thức liên hệ: v2-v02= 2as => a => Fhl =Fms= m.a=>kết luận.  Một số bài tập gắn với thực tiễn. [trích trang 53-60 tài liệu [6]] Trần Đình Đạt 13 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Trần Đình Đạt 14 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Trần Đình Đạt 15 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Trần Đình Đạt 16 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Trần Đình Đạt 17 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Trần Đình Đạt 18 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Trần Đình Đạt 19 Sáng kiến kinh nghiệm năm 2013 Trần Đình Đạt 20