(TIỂU LUẬN) xây dựng và sử dụng bài tập có nội dung thực tế vào dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC VINH BÀI TẬP LỚN Môn: Công nghệ dạy học Vật lý Đề tài: Xây dựng sử dụng tập có nội dung thực tế vào dạy học vật lý trường trung học phổ thông Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện: PGS.TS Phạm Thị Phú Lê Xuân Bảo Mã số SV:165TDV510196 Lớp: K57-SP Vật lý Vinh, tháng 5/2018 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Dự kiến đóng góp Dự kiến cấu trúc đề tài CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ VÀ THỰC TIỄN 1.1CƠ SƠ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ 1.1.1 Tác dụng tập dạy học vật lý 1.1.2 Phân loại tập vật lý 1.2CƠ SƠ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ 1.2.1 Khái niệm tập có nội dung thực tế 1.2.2 Phân loại tập có nội dung thực tế 1.3TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ CHƯƠNG II: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ 2.1 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ 2.1.1 Bài tập động học chất điểm 2.1.2 Bài tập động lực học học chất lưu 2.2 THIẾT KẾ MỘT SỐ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC SỬ DỤNG BÀI TỐN CĨ NỘI DUNG GẮN VỚI THỰC TẾ 2.2.1 Tiến trình dạy học SGK Vật lý 10 (cơ 2.2.2: Tiến trình dạy học SGK Vật lý 10 (cơ bản): Chuyển động thẳng biến đ 2.2.3 Tiến trình dạy học 11 SGK Vật lý 10 (cơ bản): Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn 32 2.3 KẾT LUẬN 35 2.4 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong dạy học vật lý giải tâpp̣ vâṭlýgiúp học sinh hiểu sâu hiên tươngp̣ vâṭlýtrong thực tiễn, đồng thời cũng hiǹ h thành vàrèn luyên ky tư cho học sinh như: so sánh, phân tích, tổng hơp,p̣ khảnăng phán đốn Tuy nhiên p̣thớng tâpp̣ sách giáo khoa, sách tham khảo thường cócấu trúc sẵn nên yêu cầu vềtinh́ sáng taọ không cao Măṭkhác córất it́ tâpp̣ cónơịdung liên quan tới thưcp̣ tiễn, nên tác dungp̣ tâpp̣ viêcp̣ phát triển tư sáng taọ cho học sinh vàgắn líthuyết với thưcp̣ tiễn làkhông cao Hơn viêcp̣ daỵ hocp̣ bi ạạ̉nh hưởng chuyên thi cử, nên cách daỵ còn thiên luyên triń hớđểgiải dạng tâpp̣ Điều khơng làm hạn chế viêcp̣ phát triển lưcp̣ giải vấn đềmàcòn làm cho học sinh xa rời thưcp̣ tiễn, chán nản vàmêṭmỏi, không tạo hứng thú cho học sinh với mơn học Do đó, để tăng cường daỵ hocp̣ liên p̣với thưcp̣ tế thim ̀ ôṭphần quan trongp̣ phải xây dưngp̣ đươcp̣ p̣thớng tâpp̣ cónơịdung liên quan đến thưcp̣ tế Những vấn đềliên quan đến thưcp̣ tế gần gũi với học sinh se taọ hứng thúcho học sinh giải Mặt khác p̣thống tập vật lý đươcp̣ xây dưngp̣ với mức đô p̣khác nhau, cótinh́ sáng taọ se giúp học sinh phát triển đươcp̣ lưcp̣ tư duy, góp phần taọ tiền đềgiúp học sinh bước vào cuôcp̣ sống đươcp̣ vững vàng Xuất phát từ sởlíluân vàthưcp̣ tiêñ yêu cầu ccp̣ sớng nói tơi lưạ chon đềtài: “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG” làm đềtài mình Mục đích nghiên cứu Xây dựng sử dụng số tập vật lý có nội dung thực tế dạy học trường trung học phổ thông 3 Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu sở lý luận dạy học tập vật lý nói chung tập vật lý có nội dung thực tiễn nói riêng - Sưu tầm, biên tập, xây dựng 15 tập có nội dung thực tế kèm lời giải chi tiết hướng dẫn giải Thiết kế tiến trình dạy học sử dụng tập có nội dung thực tế Dự kiến đóng góp - Có khoảng 15 tập vật lý có nội dung gắn với thực tế - Có tiến trình dạy học sử dụng tập có nội dung gắn với thực tế Dự kiến cấu trúc đề tài Chương I: Cơ sở lý luận dạy học tập có nội dung thực tế Chương II: Xây dựng sử dụng CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ VÀ THỰC TIỄN 1.1 CƠ SƠ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ 1.1.1 Tác dụng tập dạy học vật lý 1.1.1.1 Bài tập giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh nắm chung , khái quát khái niệm, định luật cũng trừu tượng Trong tập, học sinh phải vận dụng kiến thức khái quát trừu tượng vào trường hợp cụ thể đa dạng; nhờ mà học sinh nắm biểu cụ thể chúng thực tế, phát chịu chi phối định luật hay thuộc phạm vi ứng dụng chúng Ngoài ứng dụng quan trọng kỹ thuật, tập vật lý giúp học sinh thấy ứng dụng mn hình, mn vẻ thực tiễn kiến thức học Trong tự nhiên nhiều vật tượng bị chi phới nhiều định luật, nhiều ngun nhân Do tập giúp luyện tập cho học sinh cho học sinh phân tích đểnhận biết trường hợp phức tạp Bài tập vật lý phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khi giải tập, học sinh phải nhớ lại kiến thức học, có phải tổng hợp kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần chương trình 1.1.1.2 Ở Bài tập điểm khởi đầu để dẫn dắt kiến thức lớp bậc THPT, với trình độ tốn học phát triển, nhiều tập sử dụng khéo léo dẫn học sinh đến suy nghĩ tượng xây dựng khái niệm tập 1.1.1.3 Giải tập rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát Bài tập vật lý phương tiện quý báu để rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát thu để giải vấn đề thực tiễn Có thể xây dựng dựng nhiều tập có nội dung thực tiễn, yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích tượng thực tiễn dự đốn tượng xẩy thực tiễn điều kiện cho trước 1.1.1.4 Giải tập hình thức làm việc tự lực cao học sinh Trong làm tập, phải tự phân tích điều kiện đầu bài, tự xây dựng lập luận, kiểm tra phê phán kết luận mà học sinh rút nên tư học sinh phát triển, lực làm việc tự lực họ nâng cao, tình kiên trì phát triển 1.1.1.5 Giải tập vật lý giúp góp phần phát triển tư sáng tạo học sinh Có nhiều tập vật lý không dừng lại phạm vi vận dụng kiến thức học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư sang tạo Đặc biệt tập giải thích tượng, tập thí nghiệm, tập thiết kế dụng vụ có ích mặt 1.1.1.6 Giải tập vật lý để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức học sinh Bài tập vật lý cũng phương tiện có hiệu để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức học sinh Thùy theo cách dặt câu hỏi kiểm tra, ta phân biệt mức độ nắm vững kiến thức học sinh, khiến cho việc đánh giá chất lượng kiến thức học sinh xác 1.1.2 Phân loại tập vật lý 1.1.2.1 Bài tập định tính Bài tập định tính tập mà giải, học sinh khơng cần phải thực phép tính phức tạp hay phải làm phép tính đơn giản, tính nhẩm Ưu điểm : Bài tập định tính có nhiều ưu điểm mặt phương pháp học Nhờ đưa lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quang, tập làm tang them học sinh hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát cho học sinh Ngồi ra, việc giải tập rèn luyện cho học sinh hiểu rõ chất tượng vật lý quy luật chúng, dạy cho học sinh biết cách áp dụng vào thực tiễn Việc giải tập định tính rèn luyện cho hóc sinh ý đến việc phân tích nội dung vật lý tập tính tốn 1.1.2.2 Bài tập tính tốn a, Bài tập tính tốn tập dượt Bài tập tính tốn tập dượt tập bản, đơn giản, đề cập đến tượng, định luật sử dụng vài phép tính đơn giản Những tập có tác dụng củng cớ kiến thức vừa học, làm cho học sinh hiểu rõ ý nghĩa định luật công thức biểu diễn chúng, sử dụng đơn vị vật lý thói quen cần thiết để giải tập phức tạp b, Bài tập tính tốn tổng hợp Bài tập tính tốn tổng hợp tập mà ḿn giải phải vận dụng nhiều khái niệm, định luật, dung nhiều kiến thức Những kiến thức cần sử dụng việc giải tập tổng hợp kiến thức học nhiều trước Loại tập có tác dụng đặc biệt giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ mối liên hệ khác phần chương trình vật lý, tập cho học sinh biết phân tích tượng thực tế phức tạp thành phần đơn giản tuân theo định luật xác định 1.1.2.3 Bài tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết để tìm sớ liệu cần thiết cho việc giải tập Những thí nghiệm thường thí nghiệm đơn giản làm nhà, với dụng cụ đơn giản dễ tìm tự làm Để giải tập thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải tới phòng thí nghiệm vật lý trường phổ thong để thực hiện, dù cũng thí nghiệm đơn giản Bài tập thí nghiệm có dạng định tính định lượng 1.1.2.4 Bài tập đồ thị Bài tập đờ thị tập sớ liệu dùng làm kiện để giải phải tìm đồ thị cho trước ngược lại, đòi hỏi học sinh phải biểu diễn trình diễn biến tượng nêu tập đồ thị 1.2 CƠ SƠ LÝ LUẬN CỦA DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ 1.2.1 Khái niệm tập có nội dung thực tế Bài tập có nội dung thực tế tập liên quan đến vấn đề gần gũi với thực tế đời sống mà trả lời học sinh phải vận dụng linh hoạt khái niệm, quy tắc, định luật vật lí mà còn phải nắm chắc vận dụng tốt hệ chúng 1.2.2 Phân loại tập có nội dung thực tế a, Bài tập có nội dung thực tế định tính Bài tập thực tiễn định tính tập đưa dạng giải thích tượng: Cho biết tượng xảy ra, ln xảy giải thích ngun nhân Ngun nhân đặc tính định luật Vật lý Ưu điểm tập thực tiễn định tính tạo điều kiện cho học sinh đào sâu, củng cố kiến thức, phương tiện kiểm tra kiến thức kỹ xảo thực hành học sinh Rèn luyện học sinh hiểu rõ chất Vật lý tượng quy luật chúng, dạy học sinh biết áp dụng quy luật, kiến thức vào thực tiễn đời sớng lao động, sản xuất b, Bài tập có nội dung thực tế định lượng Bài tập có nội dung thực tế định lượng tập muốn giải yêu cầu học sinh phải thực loạt phép tính để tìm quy luật mới liên hệ đại lượng vật lý Các tập thực tế định lượng đề cập đến số liệu liên quan trực tiếp tới đới tượng có đời sớng, kĩ thuật Bài tập thực tiễn định lượng có ưu điểm giúp rèn luyện tính cẩn thận tính toán, phát triển tư cho học sinh mặt tốn học; giúp học sinh ý phân tích nội dung vật lý, ứng dụng tập tính tốn hiểu mối liên hệ kiến thức học với số liệu thực tế 1.3 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ CĨ NỘI DUNG THỰC TẾ Trong thời điểm nay, số lượng tập vật lý gắn với thực tế sách giáo khoa, sách tập hay đề thi HSG vật lý không nhiều Dưới số thống kê số lượng số tập có tập có nơi dung thực tế số sách đề thi vật lý: STT Qua sớ liệu trên, ta thấy cần thiết phải có nhiều tập vật lý gắn với thực tế tất mức độ từ tập giáo khoa đơn giản tập khó để chọn đội tuyển tham dự Olympic Vật lý Quốc tế l i c c c ô n g t h ứ c l i ê n h ệ g i ữ a đ ộ c a o , v ậ n t ố c v o t h i g i a n t r o n g trình rơi tự - Giáo viên hướng dẫn học sinh Học sinh giải tập từ giải tập đánh giá kết gợi ý Học sinh thu có ý nghĩa với đáng giá kết liên sớng hệ với thực tế lực cản khơng khí Nơịd a, Hãy tìm thời ung gian rơi Bài 1: bóng Năm - Yêu cầu : HS chuẩn bị b, Ngay trước lúc 1939 bóng bị bắt sau Joe vận tớc Sprinz ? thuộc Giải: câu a, Chọn trục Oz lạc thẳng đứng hướng bóng x́ng với gớc O đặt chày điểm bắt đầu rơi San bóng Quả Franci bóng thả rự sco từ độ cao h ta có: định phá kỉ t thời gian rơi lục bóng Vậy bắt thời gian rơi quả bóng bóng b, Vận tớc lúc chày bóng bị bắt là: thả từ độ cao lớn Năm trước cầu thủ đội Clevel and Sprinz dung khí cầu nhỏ độ cao 250 m Giả sử bóng rơi từ độ cao 250m bỏ qua = ℎ → = √2ℎ ≈ 7.14 – với ≈ 7.14 = =70 =252 ℎ !! Có thể thấy vận tớc lớn Bằng chứng Sprinz bắt bóng găng tay bóng hất văng gang tay anh đạp vào mặt anh khiên anh vỡ 12 chỗ hàm trên, gẫy ngất chỗ !! 28 2.2.2: Tiến trình dạy học SGK Vật lý 10 (cơ bản): Chuyển động thẳng biến đổi (tiết 2) Hoaṭđôngg̣ 1: Nhắc lại lại kiến thức cũ Hoaṭđôngp̣ cua giao viên ạ̉ Kiểm tra kiến thức cũ - Vec tơ vận tốc tức thời ? - Chuyển động thẳng biến đổi ? Hoạt động 2: Xây dựng đại lượng công thức chuyển động nhanh dần Hoaṭđôngp̣ cua giao viên ạ̉ - Giáo viên đặt vấn đề: Đại lượng đặc trưng cho tăng, giảm vận tốc ? - Giáo viên gợi ý câu hỏi: Ở thời điểm t0 vận tốc vật ? Ở thời điểm t sau vận tớc vật ?,vận tốc vật biến thiên khoảng thời gian t = t – t0 lượng bao nhiêu? - Từ rút khái niệm gia tớc - Đơn vị gia tớc ? - Vì vận tốc đại lượng vectơ nên gia tốc cũng đại lượng vectơ Hướng dẫn học sinh xây dựng công thức gia tốc dạng vec tơ - Vận tốc chuyển động thẳng nhanh dần biến thiến theo thời gian ? - Từ công thức (3.1a) suy cơng thức tính vận tớc vào thời điểm t ? - Giáo viên hướng dẫn hóc inh xây dựng đờ thị vận tớc thời gian - suy cơng thức tính vận tớc chuyển động nhanh dần Học sinh vẽ đồ thị + Điểm đặt: vật chuyển động + Phương, chiều: trùng với phương chiều vectơ vận tốc + Độ lớn: a= Vận tốc chuyển động thẳng nhanh dần đều: tăng theo thời gian a Công thức tính vận tốc: v = v0 + a.t (3.2); a.v0 > b Dồ thị vận tốc-thời gian: đường thẳng biểu diễn tăng vận tốc theo thời gian hệ trục tọa độ Ovt có dạng sau: v v0 Hoạt động 3: Xây dựng đại lượng công thức chuyển động chậm dần độn - Vì Hoạt g vận tớc động thẳ đại ng lượng giáo chậ vectơ viên m nên gia - Nhắc dần tốc lại cũng công gia đại thức tớc lượng tính gia a vectơ tớc cũn - Vì v < v0 nê g chuyển chiều đư động ợc thẳng phương, chiề tính nhanh → bằn dần v0 ? g ? côn Trong g - Vận trường thứ tốc hợp c gia chuyển tốc a động ng có giá thẳng ma trị ? chậm ng dần giá - Tron biến trị g thiến âm chuyể n theo thời gian ? - Cơn g thức tính vận tớc giớng trên, nhưn ga trái dấu với v0 - Đồt hị vận tốc – thời gian gống trên, v giảm theo t Hoạt động học sinh thời gian - Học sinh ghi nhận - Ta có: a - Học sinh ghi nhận - Học sinh ghi nhận - Học sinh ghi nhận - Cùng phươ ng, ngượ c chiều → với vectơ v v0 , nên → a ngược chiều với vectơ vận * Chú → tốc tức thời v Giả m đều the o Nộichậm dần dung BI C độ huy biến ển vận độn tốc g chín thẳ h ng chậ m giảm dần đều vận tốc Gi theo a thời tốc gian, tro ng a ch