(SKKN HAY NHẤT) phân loại và đổi mới phương pháp giải bài tập chủ đề tính vận tốc trung bình trong chương trình vật lí THCS

1 MỞ ĐẦU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong chương trình Vật lý THCS, phần kiến thức “chuyển động học”, có chủ đề “chuyện động khơng đều- vận tốc trung bình” có vị trí quan trọng định Nếu học sinh trang bị tốt phần kiến thức có tảng, sở để giải tập đại trà nâng cao có liên quan, biết vận dụng vào đời sống thực tiễn hàng ngày để học tốt chương trình Vật lý học lên Trung học phổ thông Bởi vậy, Sách giáo khoa Vật lý Trung học sở, tài liệu nâng cao viết nhiều chủ đề Trong đề thi học kỳ, thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh đa số có câu hỏi, tập phần kiến thức “chuyển động học”, có chủ đề “chuyển động khơng đều- vận tốc trung bình” Tuy nhiên, phận giáo viên giảng dạy chủ đề “chuyển động không đều- vận tốc trung bình” khơng trọng nhiều Một số tài liệu đại trà nâng cao viết chủ đề chưa nghiên cứu sâu, chí lặp đi, lặp lại, copy tài liệu viết trước Từ dẫn đến tình trạng phận học sinh chưa nắm vững kiến thức bản, việc hình thành kỹ giải tập tính vận tốc trung bình Nhận thức rõ tình hình nêu nên trình giảng dạy Vật lý dạy đội tuyển học sinh giỏi THCS, ý phần kiến thức “Chuyển động khơng đều- vận tốc trung bình” ln tìm tịi, đúc rút kinh nghiệm để đề phương pháp giải tập chủ đề đạt số kết định Từ vấn đề nêu trên, thân chọn đề tài: PHÂN LOẠI VÀ ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHỦ ĐỀ “VẬN TỐC TRUNG BÌNH” TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ THCS 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Đề tài nhằm mục đích hệ thống kinh nghiệm mà thân áp dụng để nâng cao kết giảng dạy chủ đề “vận tốc trung bình” chương trình Vật lý THCS 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Đề tài nghiên cứu, tổng kết vấn đề: Phân loại định dạng tập chủ đề “vận tốc trung bình” tài liệu - Xác định rõ phương pháp giải dạng tập, đặc biệt cải tiến phương pháp tính vận tốc trung bình tập nâng cao đề quãng đường thời gian chia làm nhiều khoảng khác - UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết, sở lý luận - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin - Phương pháp thống kê, sử lý số liệu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1.1 Cấu trúc chương trình chủ đề “chuyển động khơng đều- vận tốc trung bình”: Kiến thức chủ đề “chuyển động không đều” đưa vào chương trình sách giáo khoa Vật lý lớp 8- chương I: CƠ HỌC – 3: CHUYỂN ĐỘNG ĐỀU- CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG ĐỀU 2.1.2 Các đơn vị kiến thức sau: - Khái niệm chuyển động không đều: chuyển động có vận tốc ln thay đổi - Vận tốc trung bình chuyển động khơng quãng đường (tương ứng với thời gian chuyển động qng đường đó) tính cơng thức: vtb= đó: s qng đường t thời gian hết quãng đường s - Vận tốc trung bình đoạn đường khác thường có giá trị khác Vì phải nêu rõ vận tốc trung bình đoạn đường cụ thể (hoặc thời gian cụ thể) - “Vận tốc trung bình” hồn tồn khác với ‘trung bình cộng vận tốc”: vtb= là: vtb= 2.2 THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Trong trình giảng dạy đạo chun mơn chủ đề “vận tốc trung bình”, thân nhận thấy học sinh thường gặp phải số khó khăn sau: - Học sinh đại trà cịn nhầm lẫn khái niệm cách tính tốn “vận tốc trung bình” “trung bình cộng vận tốc” - Kỹ giải tập “vận tốc trung bình” nhiều học sinh đại trà hạn chế Đặc biệt, đề cho quãng đường thời gian chia làm nhiều khoảng khác việc tính vận tốc trung bình chưa định hình “cơng thức”, phương pháp chung, kể học sinh giỏi UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thông qua vấn đáp khảo sát 34 học sinh lớp trường THCS Thành Tân 33 học sinh lớp trường THCS Thành Minh khả giải tập chủ đề “vận tốc trung bình”, thân có số liệu sau: NỘI DUNG KHẢO SÁT Khả giải BT mức độ “nhận biết” Khả giải BT mức độ “vận dụng” Khả giải BT mức độ “nâng cao” chia nhiều khoảng quãng đường thời gian từ trở lên Xác định phương pháp chung có tính “cơng thức” giải BT “nâng cao” Từ kết khảo sát trên, phạm vi đề tài này, mong muốn thân cải thiện vấn đề 2; vấn đề nêu bảng khảo sát nói 2.3 CÁC SÁNG KIẾN, KINH NGHIỆM VÀ GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.3.1 Phân loại dạng tập theo mức độ: 2.3.1.1 Các tập mức độ “nhận biết”: tính vận tốc trung bình biết quãng đường thời gian chuyển động tương ứng với quãng đưỡng - Ví dụ 1: xe ô tô lên dốc AB dài 0,5 km thời gian 1,2 phút, xuống dốc BC dài 1,5 km thời gian 1,5 phút Tính vận tốc trung bình tơ đoạn đường AC 2.3.1.2 Các tập mức độ “vận dụng”: Dạng 1: Tính vận tốc trung bình biết giá trị vận tốc trung bình đoạn đường thành phần (để phân biệt với tập dạng đây, tập dạng gọi BÀI TẬP CHIA QUÃNG ĐƯỜNG) - Ví dụ 2: vật chuyển động từ A đến B Trong 1/n quãng đường đầu chuyển động với vận tốc v1, quãng đường lại chuyển động với vận tốc v2 Tính vận tốc trung bình quãng đường AB UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Dạng 2: Tính vận tốc trung bình biết giá trị vận tốc trung bình khoảng thời gian thành phần (bài tập dạng gọi BÀI TẬP CHIA THỜI GIAN) - Ví dụ 3: vật chuyển động từ A đến B Trong 1/n thời gian đầu chuyển động với vận tốc v1, thời gian lại chuyển động với vận tốc v2 Tính vận tốc trung bình quãng đường AB 2.3.1.3 Các tập mức độ “nâng cao”: Tính vận tốc trung bình vật biết từ (hoặc >3) giá trị vận tốc trung bình đoạn đường thời gian thành phần - Ví dụ 4: Một tơ chuyển động nửa đầu đoạn đường với vận tốc 60km/h Phần cịn lại, chuyển động với vận tốc 15 km/h nửa thời gian đầu 45 km/h nửa thời gian sau Tính vận tốc trung bình ô tô đoạn đường - Ví dụ 5: Một người từ A đến B quãng đường đầu người với vận tốc v1, thời gian cịn lại với vận tốc v2 Quãng đường cuối với vận tốc v3 tính vận tốc trung bình quãng đường 2.3.2 Phân loại tập tài liệu bổ trợ nâng cao: TÊN TÀI LIỆU BT Vật lý chuyên- nhà XBGD-1994tác giả: Lương Tất Đạt; Phạm Trương Hưng Tuyển chọn 180 BT Vật lý lớp 7NXB Đà Nẵng TG: Trương Thọ Lương; Phan Hoàn Văn 200 BTVL chọn lọc- NXB Hà NộiTG: Vũ Thanh Khiết; Lê Thị Oanh; Nguyễn Phúc Thuần 121 BTVL nâng cao lớp 7- NXB Đồng Nai- TG: Vũ Thanh Khiết; Nguyễn Đức Thâm; Nguyễn Đức Hiệp 500 BTVL THCS- NXB ĐHQG TPHCM- TG: Phan Hoàn Văn 2.3.3 Phương pháp giải dạng tập “vận dụng”: 2.3.3.1 Dạng 1: BÀI TẬP CHIA QUÃNG ĐƯỜNG Bài tập ví dụ 2: UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Dùng công thức vtb= Chia thời gian: t= t1+t2 => vtb= - Biến đổi biểu thức, thay số tính tốn: - Vtb= 2.3.3.2 Dạng 2: BÀI TẬP CHIA THỜI GIAN Bài tập ví dụ 3: - Dùng cơng thức vtb= Chia quãng đường: s= s1+s2 => vtb= - Biến đổi biểu thức, thay số tính tốn: - vtb= 2.3.4 Phương pháp giải dạng tập “nâng cao”: 2.3.4.1 Phương pháp giải thông thường: Đã giáo viên học sinh thường sử dụng lâu Bài tập ví dụ 4: Gọi s nửa quãng đường Thời gian nửa qng đường là: Phần cịn lại, tơ hai giai đoạn với thời gian tương ứng Do đó, quãng đường ô tô giai đoạn là: Mặt khác: Hay: Vậy, vận tốc trung bình quãng đường là: Bài tập ví dụ 5: Gọi S1 quãng đường với vận tốc v1, thời gian t1 S2 quãng đường với vận tốc v2, thời gian t2 S3 quãng đường cuối với vận tốc v3 thời gian t3 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com S quãng đường AB Theo ta có: (1) Và Do t2 = 2t3 nên Từ (2) (3) suy Vận tốc trung bình quãng đường là: Đánh giá phương pháp giải thông thường: a, Ưu điểm: - Sau vận dụng mối tương quan đại lượng v, s, t để thành lập phương trình quãng đường, thời gian vận tốc, giáo viên học sinh cần áp dụng lần công thức vtb= Sau đó, giải phương trình cho đáp số - Đối với học sinh giỏi, áp dụng phương pháp số tập nâng cao có phần ngắn gọn tìm phương trình có mối tương quan đại lượng giải phương trình để tìm đáp số b, Nhược điểm: - Phương pháp tương đối khó học sinh có học lực khá, khó với học sinh trung bình, vơ khó (khơng thể làm được) với học sinh yếu - Không tạo thành phương pháp giải chung mang tính “cơng thức”, mà chủ yếu dựa vào nhạy bén việc tìm biểu thức giải phương trình đại số, lại phải tìm thành lập biểu thức khác Vì vậy, giải phương pháp áp dụng với học sinh giỏi dễ quên không luyện liên tục UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Từ nhược điểm nêu trên, thân nghiên cứu đúc rút kinh nghiệm phương pháp giải tập “nâng cao” chủ đề “vận tốc trung bình” đề quãng đường thời gian chia làm nhiều khoảng khác 2.3.4.2 Phương pháp giải cải tiến: Bước 1: Luyện kỹ cho học sinh giải thành thạo dạng tập “vận dụng” nêu trên: “bài tập chia quãng đường” “bài tập chia thời gian” - Bước 2: chuyển tập từ mức độ “nâng cao” thành nhiều bải tập nhỏ mức độ “vận dụng” Tiến trình giải tập: tính vận tốc trung bình đoạn đường cuối, sau tính vận tốc trung bình đoạn đường gần dần nơi xuất phát, tính vận tốc trung bình đoạn đường Cụ thể: cần tính vận tốc trung bình vật chuyện động quãng đường chia thành n khoảng; ta gọi v tb123 n Trước hết ta tính vận tốc trung bình đoạn đường cuối: vtb(n-1)n ; sau tính vận tốc trung bình đoạn đường cuối: vtb(n-2)(n-1).n => vtb3 n => vtb23 n => vtb123 n Với n lần tính vận tốc trung bình ta dễ dàng làm với phương pháp từ dạng mức độ “vận dụng” Đây cải tiến cốt yếu việc đổi phương pháp giải tập nâng cao *Giải tập minh họa: Bài tập ví dụ 4: Bài giải: Vận tốc trung bình ô tô đoạn đường cuối là: - Vận tốc trung bình tơ đoạn đường là: = Bài tập ví dụ 5: Bài giải: Vận tốc trung bình người đoạn đường cuối là: Vận tốc trung bình người từ A đến B là: UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com = Bài tập ví dụ 6: Một người xe đạp đoạn đường AB Trong khoảng 1/4 thời gian đầu người với vận tốc v = 12km/h, 1/3 quãng đường lại người với vận tốc v2 = 16km/h, 1/2 thời gian lại với vận tốc v = 19km/h, đoạn cuối người với vận tốc v4 = 17km/h Tính vận tốc trung bình người đoạn đường AB Bài giải: Vận tốc trung bình xe đoạn đường cuối là: Vận tốc trung bình xe đoạn đường cuối là: Vận tốc trung bình xe đoạn đường AB là: 2.4 HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỐI VỚI HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC, VỚI BẢN THÂN, ĐỒNG NGHIỆP VÀ NHÀ TRƯỜNG + Qua việc cải tiến phương pháp nói cho thấy: - Kết giảng dạy học sinh đại trà: việc giải tập vật lý mức độ “vận dụng” mà đặc biệt mức độ “nâng cao” đơn giản nên đại đa số học sinh giỏi, kể học sinh có học lực trung bình có làm Thậm chí, có số học sinh yếu làm hướng dẫn chi tiết - Kết giảng dạy học sinh giỏi: tất học sinh giỏi thi học sinh giỏi văn hóa mơn vật lý cấp huyện, cấp tỉnh giải đề “tính vận tốc trung bình”, góp phần chung số điểm thi số giải học sinh giỏi Do đó, thân có nhiều học sinh giỏi cấp, 100% số lần ơn thi học sinh giỏi có giải Trong đó, kết cao đạt giải cấp tỉnh Có tính hiệu nêu lý sau: - Học sinh xây dựng phương pháp chung rèn luyện kỹ tập mức độ “vận dụng” Từ đó, lấy tập “vận dụng” để làm sở, để giải tập mức độ “nâng cao” UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các tập mức độ “nâng cao” “nhẹ hóa” quy dạng tập mức độ “vận dụng”, tạo thành phương pháp giải chung mang tính “cơng thức” - Phương pháp giải tập nâng cao học sinh nhớ lâu, bền hơn, kể không luyện liên tục Qua trình nghiên cứu đúc rút kinh nghiệm phương pháp giải tập chủ đề “chuyển động khơng đều- vận tốc trung bình” cho học sinh áp dụng biện pháp nêu trên, kết khảo sát cho thấy chuyển biến tích cực Cụ thể: - từ trở lên thức” giải BT “nâng cao” KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ: 3.1 KẾT LUẬN: Qua trình tìm hiểu, nghiên cứu thực nội dung đề tài, thân đạt kết sau: - Hệ thống lại nắm vững kiến thức liên quan đến chủ đề “chuyển động không đều- vận tốc trung bình”: cấu trúc chương trình, đơn vị kiến thức - Nghiên cứu, tìm giải pháp cần thiết để nâng cao hiệu giảng dạy chủ đề “chuyển động khơng đều- vận tốc trung bình” - Tổng kết kinh nghiệm áp dụng sau: + + + + Phân loại dạng tập theo mức độ Phân loại tập tài liệu bổ trợ nâng cao Phương pháp giải dạng tập “vận dụng” Phương pháp giải cải tiến dạng tập “nâng cao” Đây nội dung trọng tâm sáng kiến kinh nghiệm UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 Tất giải pháp, kinh nghiệm nêu áp dụng thành công trường THCS Thành Tân trường THCS Thành Minh đem lại hiệu cao cho học sinh (như nêu phần 2.4 HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN) Qua trình áp dụng giải pháp đơn vị, nhận thấy khả ứng dụng đơn vị tốt, có tính khả thi cao, khơng gặp nhiều khó khăn trình thực Cũng theo nhận định thân, giải pháp kinh nghiệm nói cịn có khả vận dụng đơn vị trường học khác tính khả thi hiệu đạt 3.2 KIẾN NGHỊ: - Giáo viên học sinh cần trọng việc dạy học chủ đề “vận tốc trung bình- vận tốc trung bình” - Chương trình sách giáo khoa cần dành thời lượng nhiều cho việc luyện tập chủ đề “vận tốc trung bình- vận tốc trung bình” XÁC NHẬN Thành Minh, ngày 20 tháng năm 2021 CỦA BAN GIÁM HIỆU Phó hiệu trưởng Tơi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác NGƯỜI VIẾT Trương Văn Kiệm NGUYỄN MẠNH THẮNG UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 11 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.1 M L M Đ P N C C đều- vận tốc trung bình” 2.1 Các đơn vị kiến thứ 2.2 2.3 Thực trạng vấn đề nghiệm Các sáng kiến kinh giải vấn đề Phân loại dạng 2.3 Phân loại tập tr 2.3 Phương pháp giải d 2.3 Phương pháp giải d 2.4 3.1 3.2 Hiệu sáng KẾT LUẬN, KIẾ Kết luận Kiến nghị 2.3 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 12 DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Nguyễn Mạnh Thắng Chức vụ đơn vị công tác: Hiệu trưởng trường THCS Thành Minh T T lượng chủ nhiệm lớp sinh giỏi môn Vật lý chương trình SGK THCS phản xạ ánh sáng- gương phẳng học Vật lý 6 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 13 chất lỏng- bình thơng trường THCS hành: Nghiệm lại lực đẩy Acsimet” GD&ĐT thông qua việc đổi phương án thí nghiệm sử dụng công nghệ thông tin Một số kinh nghiệm giáo dục kỹ sống cho học sinh trường GD&ĐT THCS Thành Tân UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 14 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... việc dạy học chủ đề ? ?vận tốc trung bình- vận tốc trung bình? ?? - Chương trình sách giáo khoa cần dành thời lượng nhiều cho việc luyện tập chủ đề ? ?vận tốc trung bình- vận tốc trung bình? ?? XÁC NHẬN... người với vận tốc v4 = 17km/h Tính vận tốc trung bình người đoạn đường AB Bài giải: Vận tốc trung bình xe đoạn đường cuối là: Vận tốc trung bình xe đoạn đường cuối là: Vận tốc trung bình xe đoạn... với phương pháp từ dạng mức độ ? ?vận dụng” Đây cải tiến cốt yếu việc đổi phương pháp giải tập nâng cao *Giải tập minh họa: Bài tập ví dụ 4: Bài giải: Vận tốc trung bình tơ đoạn đường cuối là: - Vận