Đang tải... (xem toàn văn)
SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM GHÉP NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC BÀI ĐỊNH LUẬT III NEWTON – VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH MAI HOÀNG PHƯƠNG* TÓM TẮT Bài báo này trình bày[.]
Số 1(79) năm 2016 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM GHÉP NỐI MÁY VI TÍNH TRONG DẠY HỌC BÀI ĐỊNH LUẬT III NEWTON – VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH MAI HỒNG PHƯƠNG* TĨM TẮT Bài báo trình bày tiến trình dạy học (DH) định luật III Newton – Vật lí 10 với việc sử dụng thí nghiệm ghép nối máy tính (dùng cảm biến lực không dây WDSS phần mềm Logger Pro) theo phương pháp thực nghiệm – giải vấn đề (GQVĐ), tăng cường hoạt động nhóm nhằm phát huy tính tích cực, tự lực sáng tạo học sinh (HS) Từ khóa: định luật III Newton, cảm biến lực, thí nghiệm ghép nối máy vi tính (MVT), dạy học giải vấn đề ABSTRACT Using microComputer-Based Lab to teach Newton’s third law of Dynamics in grade 10 physics to improve students’ activeness and creativity This paper presents lesson plan of Newton’s third law of Dynamics in grade 10 physics using MicroComputer-Based Lab (force sensors WDSS and Logger software) to provide a guide to the literature on problem-based learning instruction in physics Using active-learning instruction to organize in classroom engages students more actively and creatively in lesson Keywords: Newton’s third law, force sensor WDSS, MicroComputer-Based Lab, problem-based learning Giới thiệu Hiện giới nói chung Việt Nam nói riêng có nhiều thí nghiệm ghép nối với máy vi tính phần mềm xử lí số liệu Chúng trang bị số trường đại học phổ thông nhằm nghiên cứu sử dụng để phục vụ cho việc dạy học vật lí Cụ thể thí nghiệm ghép nối MVT tiếng Cassy, Phywe (CHLB Đức), Science Workshop 750 hãng Pasco (Mĩ), Coach CMA Hà Lan, Addestation Singapore, LabQuest hãng Vernier (Mĩ) Với việc sử dụng thí nghiệm ghép nối MVT giúp * cho việc thu thập số liệu, tính tốn đại lượng trung gian vẽ đồ thị thực nghiệm cách nhanh chóng, từ tạo điều kiện cho học sinh dựa vào liệu thực nghiệm để đưa dự đoán, giả thuyết, kiểm chứng dự đoán, giả thuyết rút kết luận ; thí nghiệm ghép nối máy tính giải hạn chế thí nghiệm truyền thống việc thu thập xử lí số liệu cách nhanh chóng xác Chính vậy, việc trang bị thí nghiệm ghép nối MVT hỗ trợ giáo viên học sinh việc dạy học vật lí nghiên cứu khảo sát NCS, Trường Đại học Sư phạm TPHCM; Email: phuongmh@hcmup.edu.vn trình, tượng vật lí cần thiết Trong chương trình Vật lí 10, nội dung kiến thức trọng tâm định luật III Newton HS cần nắm là: Các vật có tác dụng tương hỗ lẫn nhau, lực tương tác hai vật hai lực trực đối, tức chúng phương, ngược chiều, có độ lớn có điểm đặt hai vật Để HS nắm vững kiến thức định luật III Newton nêu trên, cần tiến hành cho hai vật tương tác với Việc khảo sát tương tác, va chạm hai vật, trường THPT sử dụng thí nghiệm đệm khơng khí sử dụng thí nghiệm hai lực kế Nếu sử dụng thí nghiệm đệm khơng khí để khảo sát tương tác hai vật ta phải tiến hành đo đại lượng trung gian như: đo quãng đường, đo thời gian, đo vận tốc sau sử dụng cơng thức chuyển động để rút biểu thức quãng đường tỉ lệ với vận tốc chuyển động dùng suy luận để thiết lập định luật III Newton Ngoài việc bố trí tiến hành đệm khơng khí địi hỏi phải nhiều thời gian điều chỉnh đặt vị trí cổng quang điện Mỗi lần điều chỉnh làm lần thí nghiệm Do khó khăn dùng thí nghiệm đệm khơng khí để dạy học kiến thức định luật III Newton Nếu sử dụng thí nghiệm kiểm chứng dùng hai lực kế cách móc chúng vào tác động vào hai đầu lực kế hai lực kéo, sau yêu cầu HS quan sát rút nhận xét phương, chiều độ lớn hai lực Đối với thí nghiệm khảo sát trường hợp hai vật móc vào tương tác, khơng thực trường hợp hai vật chuyển động đến va chạm độ xác chưa cao Các thí nghiệm phân tích có ưu điểm giúp GV HS tiến hành kiểm chứng định luật III Newton Tuy nhiên, chúng cịn có mặt hạn chế như: thời gian thiết kế bố trí thí nghiệm, khó vận chuyển lên lớp học (bộ thí nghiệm đệm khơng khí), độ xác chưa đáp ứng yêu cầu việc hỗ trợ cho GV HS việc nghiên cứu khảo sát trình, tượng vật lí kiểm tra giả thuyết HS đề (theo pha dạy học giải vấn đề) chưa tạo điều kiện cho học sinh tư đề xuất giả thuyết giai đoạn hình thành kiến thức Những phân tích cho thấy, việc sử dụng thí nghiệm thật ghép nối MVT, thí nghiệm lực khơng dây để tiến hành kiểm chứng định luật III Newton (xem mục 2.2) vận dụng phương pháp thực nghiệm - GQVĐ để soạn thảo tiến trình DH có sử dụng thí nghiệm ghép nối MVT theo hướng phát huy tính tích cực, phát triển lực sáng tạo học sinh (mục 2.3 2.4) cần thiết Nội dung Trong phần này, trình bày sở lí luận phương pháp thực nghiệm GQVĐ, giới thiệu cảm biến lực - quy trình sử dụng thí nghiệm ghép nối MVT, thí nghiệm kiểm chứng định luật III Newton xây dựng tiến trình DH kiến thức định luật III Newton theo phương pháp thực nghiệm - GQVĐ có sử dụng - - - - thí nghiệm ghép nối MVT thiết kế xem xét phù hợp lí thuyết thực nhằm phát huy tính tích cực, tự lực nghiệm Xem xét cách biệt kết sáng tạo học sinh luận có nhờ suy luận lí thuyết với 2.1 Cơ sở lí luận kết luận có từ liệu thực Khi vận dụng chu trình sáng tạo nghiệm để quy nạp chấp nhận kết tìm khoa học vào trình DH việc có phù hợp lí thuyết xây dựng kiến thức vật lí kết hợp với yêu thực nghiệm, để xét lại, bổ sung, sửa cầu tổ chức hoạt động nhận thức sáng tạo đổi thực nghiệm cho học sinh cách tổ chức tình xây dựng vận hành mơ hình xuất phát học tập thích hợp, thực chưa có phù hợp lí thuyết theo tiến trình DH sau: Đề xuất vấn thực nghiệm đề; Suy đoán giải pháp; Khảo sát lí thuyết Trong q trình DH Vật lí trường thực nghiệm; Kiểm tra xác nhận kết trung học phổ thông, GV cần phải biết vận vận dụng dụng quan điểm lí luận DH Đề xuất vấn đề: Tạo cho học sinh tình đại theo chiến lược DH GQVĐ cho vật lí mở đầu, xuất phát từ thực kiến thức học cụ thể dựng tiễn, từ khảo sát mơ hình kiến điều cần tìm thức có nhiệm vụ cần giải nảy Trong thí nghiệm vật lí sử dụng sinh nhu cầu tìm hiểu vấn đề cịn chưa vào DH trường phổ thơng, MVT nói biết, cách giải khơng có sẵn, chung sử dụng cơng cụ DH, hi vọng tìm tịi, xây dựng với nhiều mục đích DH khác Việc diễn đạt nhu cầu thành câu sử dụng MVT có dụng cụ hỏi đo đơn để đo đại lượng vật lí Suy đốn giải pháp: Để GQVĐ đặt ra, từ thời gian, quãng đường, vận tốc, gia điểm xuất phát cho phép tìm lời giải tốc, lực, áp suất nhiệt độ, điện trở, điện (chọn đề xuất mơ hình vận áp… Tuy nhiên, nhà sư phạm, hành để tới cần tìm; MVT hỗ trợ TN mặt sau: đoán biến cố thực nghiệm có - Thu thập lưu trữ số liệu: MVT thể xảy mà nhờ khảo sát thực thu thập số liệu thực nghiệm nhiều nghiệm để xác định vấn đề cần tìm) dạng khác nhau, ghi lại nhiều Khảo sát lí thuyết thực nghiệm, vận giá trị đo thời gian ngắn, hành mơ hình rút kết luận logic phép đo tiến hành tự động cần tìm thiết kế phương án thí nơi, lúc mà người không nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu lượm thể trực tiếp đo đạc, quan sát Những liệu cần thiết xen kẽ, rút kết số liệu thu ghi vào máy tính thành luận vấn đề cần tìm hiểu tập tin liệu sử dụng lại Kiểm tra, vận dụng kết quả: Xem xét khả cần chấp nhận kết tìm - Xử lí số liệu: Các phần mềm chuyên dụng được, sở vận dụng chúng để giải có khả xử lí số liệu đo thích tiên đốn kiện TN theo nhiều cách khác nội suy, ngoại suy giá trị cần tìm đưa phương trình đặc trưng đường biểu diễn số liệu tính giá trị sai số… - Biểu diễn số liệu: Nhờ khả đồ họa linh hoạt, MVT biểu diễn số liệu nhiều dạng khác đồng hồ đo số thời gian, đồng hồ đo độ dài, đo cường độ dòng điện, đo vận tốc, đo gia tốc… biểu diễn đồ thị hay biểu đồ thời gian thực (là đồ thị vẽ gần đồng thời với phép đo số liệu) Một số phần mềm biểu diễn số liệu dạng phần tử đồ họa véc-tơ vận tốc, véc- tơ gia tốc, véc-tơ lực…, đối tượng thật hình ảnh chuyển động Như vậy, máy tính khơng hỗ trợ TN việc thu thập số liệu đo thiết bị thí nghiệm truyền thống mà cịn hỗ trợ GV HS trình tổ chức hoạt động nhận thức 2.2 Giới thiệu cảm biến lực WDSS Quy trình sử dụng thí nghiệm ghép nối MVT Để đo đại lượng vật lí, người ta thường sử dụng dụng cụ đo đặc trưng như: Đo thời gian sử dụng đồng hồ, đo quãng đường sử dụng thước đo, đo khối lượng sử dụng cân, đo lực sử dụng lực kế, đo nhiệt sử dụng nhiệt kế, đo điệp áp sử dụng vơn kế… tín hiệu đo thuộc nhiều dạng khác nhau: cơ, nhiệt, điện, quang… Để hiển thị kết đo, người ta thường sử dụng vạch chia (lực kế, nhiệt kế, thước, bình chia độ…) đồng hồ kim (áp kế, điện kế…) Sử dụng phương pháp đo hiển thị số liệu truyền thống cho phép thực nhiều TN trường phổ thông Tuy nhiên, số thí nghiệm địi hỏi dụng cụ đo phải có độ nhạy, độ xác cao… dụng cụ đo truyền thống khơng đáp ứng Ngày với hỗ trợ MVT thiết bị cảm biến, người ta sử dụng phương pháp đo sử dụng cảm biến hiển thị số liệu thu lên hình vi tính, thí nghiệm thật ghép nối với MVT Nguyên tắc sử dụng cảm biến ghép nối với MVT trình bày sơ đồ hình 2.2 [3] Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm ghép nối với MVT Theo sơ đồ này, việc thu thập số liệu đo đối tượng nghiên cứu đảm nhận “bộ cảm biến” Nguyên tắc làm việc cảm biến sau: Trong cảm biến, chuyển động, tương tác đối tượng đo lên cảm biến dạng khác cơ, nhiệt, điện, quang từ… tất dạng chuyển thành tín hiệu điện Tuy nhiên cảm biến có chức chuyển tín hiệu sang tín hiệu điện chuyển tín hiệu quang sang tín hiệu điện… Vì vậy, ứng với phép đo khác mà người ta phải dùng cảm biến khác Ví dụ: Để xác định vị trí thời điểm tương ứng vật người ta dùng cảm biến chuyển động (Motion Sensor; Go Motion), để đo lực ta dùng cảm biến lực (Force Sensor, Dual-Range Force Sensor) Sau tín hiệu điện hình thành cảm biến, chuyển qua dây dẫn đến phận hệ thống “Bộ thiết bị ghép tương thích” Tại thiết bị ghép tương thích này, tín hiệu điện số hóa để đưa vào MVT (bởi MVT làm việc với tín hiệu số hóa) Như vậy, tín hiệu số hóa coi sở liệu lưu trữ lâu dài MVT Như vậy, để thu thập số liệu đo, ứng với phép đo đại lượng khác nhau, ta thường phải dùng cảm biến khác Để số hóa tín hiệu điện từ cảm biến chuyển tới, với ghép tương thích (Interface) ta số hóa tín hiệu điện nhiều loại cảm biến khác như: chuyển động, gia tốc, lực, áp suất, nhiệt độ, âm, ánh sáng Bộ cảm biến lực tích hợp cảm biến gia tốc không dây Wireless Dynamics Sensor System (WDSS) bao gồm cảm biến lực dùng để đo giá trị lực đẩy lực kéo kết hợp với cảm biến gia tốc chuyển động không gian ba chiều Bộ cảm biến sử dụng kết hợp với phần mềm máy tính Logger Pro để thu thập số liệu, xuất đồ thị phân tích liệu thể hình MVT Sử dụng cảm biến lực không dây WDSS cho hoạt động thu thập liệu liên quan đến giá trị đại lượng vật lí như: lực, gia tốc mối quan hệ lực gia tốc định luật vật lí Thang đo cảm biến lực đo giá trị lực nhỏ nhấ 0,1N đo giá trị lực lớn 50N Cảm biến lực WDSS đo giá trị lực hai khoảng, thang đo lớn 50 N thang đo nhỏ 10 N tương ứng với chế độ (kênh) khác Khi sử dụng, cần điều chỉnh cảm biến lại giá trị Dưới số phận cảm biến [6] Bộ phận ốc đệm cao su: gắn vào đầu cảm biến lực trình nghiên cứu khảo sát tương tác vật có gắn cảm biến lực Bộ phận móc treo: gắn vào đầu cảm biến lực trình nghiên cứu khảo sát tương tác kéo Bộ phận ốc vặn : dùng để vặn giữ chặt cảm biến lực cần trục Bộ phận cần trục: dùng để lắp vào để giữ cảm biến lực giá kẹp Đế lắp đặt cảm biến với xe động lực Cảm biến lực WDSS sử dụng cho nhiều thí nghiệm nghiên cứu khác như: - Nghiên cứu lực xung lực trình tương tác vật với nhau; - Nghiên cứu dao động điều hòa đơn giản; - Kiểm tra định lượng giá trị lực ma sát; - Nghiên cứu định luật Húc; - Kiểm tra định lượng sức đẩy mơ hình động tên lửa; - Đo lực xe động lực chuyển động tương tác; - Đo lực nâng vật biết khối lượng máy học đơn giản Cách ghép nối sử dụng cảm biến lực WDSS với phần mềm Logger Pro - Khởi động phần mềm Logger Pro; - Bật chế độ “on” cảm biến lực không dây WDSS để ghép nối Tín hiệu đèn “màu đỏ” WDSS bật sáng; - Trên trình đơn phần mềm Logger Pro, chọn trình đơn “Experiments” > chọn Connect interface > chọn wireless kích chọn “scan for wireless device” để quét nhận diện thiết bị WDSS; - Khi phần mềm nhận dạng thiết bị WDSS thành cơng đèn tín hiệu WDSS chuyển sang màu “xanh”; - Cân chỉnh cảm biến lực không dây WDSS: điều chỉnh giá trị lựa gia tốc WDSS trở giá trị “zero” – giá trị chưa tác dụng Cách thực chọn giá trị “Zero” menu “Experiment” phần mềm Logger Pro, chọn biểu tượng “Zero” công cụ Khi hình hiển thị kết giá trị lực ban đầu chưa tác dụng N Hướng dẫn sử dụng phần mềm Logger Pro nút chức dùng để thu thập liệu Hình 2.3 Giao diện phần mềm Logger Hình 2.4 Các nút chức công cụ phần mềm Logger Pro (1) Ghép nối với dụng cụ thu thập số liệu khơng dây (2) Phóng to đồ thị giá trị thu nhận (3) Xác định số liệu TN thời điểm (4) Xác định giá trị thời điểm theo phương tiếp tuyến (5) Thống kê bảng số liệu thu (giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình, phương sai…) (6) Lấy tích phân hàm số thu (7) Xác định nhanh chóng hệ số đồ thị hàm số y = ax + b (8) Xác định dạng đồ thị (9) Điều chỉnh thời gian lấy số liệu (10) Thực thí nghiệm thu thập liệu 2.3 Thí nghiệm kiểm chứng định luật III Newton Trong thí nghiệm này, HS sử dụng cảm biến lực không dây gồm hai cảm biến ghép nối với MVT để mô tả tương tác hai vật cách tác dụng lên hai vật lực kéo lực đẩy Trong hoạt động HS sử dụng tay để tác dụng lực kéo lên cảm biến lực WDSS sử dụng cảm biến lực WDSS đặt lên hai vật cho chuyển động đến tương tác lực với Từ HS dự đốn mối quan hệ hai lực Đồng thời HS hiểu “Lực tác dụng” “Lực phản tác dụng” xuất đồng thời q trình tương tác Thí nghiệm kiểm chứng định luật III Newton cho hai trường hợp hai vật đứng yên tác dụng lực trường hợp hai vật chuyển động đến tác dụng dụng lực a) Mục đích thí nghiệm Trong hoạt động nhằm đạt mục đích: - HS nghiên cứu lực tác dụng lực phản tác dụng hai trường hợp, trường hợp thứ hai vật đứng yên tác dụng lực trường hợp thứ hai hai vật chuyển động đến tác dụng dụng lực sử dụng hai cảm biến lực WDSS; - Nghiên cứu hướng, độ lớn cặp lực tác dụng “lực tác dụng” “phản - - - lực”; Quan sát thời gian xảy tương tác cặp lực b) Dụng cụ thí nghiệm MVT có tích hợp Bluetooth, Phần mềm Logger Pro, Bộ cảm biến lực không dây WDSS với dụng cụ phụ theo, Hệ thống dụng cụ: hai xe động lực, vật nặng có khối lượng khác nhau, ray, Dây nối có khối lượng không đáng kể không co dãn c) Bố trí thí nghiệm Hình 2.5 Khảo sát định luật III Newton tác dụng kéo hai cảm biến lực khơng dây WDSS Hình 2.6 Khảo sát định luật III Newton hai vật chuyển động đến tác dụng lực d) Tiến hành thí nghiệm Bước Khởi động phần mềm Logger Pro Bước Ghép nối MVT với phần mềm: Bật bluetooth cảm biến WDSS, đèn tín hiệu WDSS bật sáng “màu đỏ” Trên trình đơn phần mềm vào mục Experiment > chọn mục “Connect Interface” > chọn mục “Wireless” > kích chọn mục “Scan for Wireless Divices” để dị tìm thiết bị cảm biến (lưu ý tên cảm biến xuất hộp thoại) > Sau quét tìm nhận dạng thiết bị cảm biến, kích chọn tên cảm biến cần thực kích chọn đồng ý “OK” Sau ghép nối thiết bị cảm biến WDSS thành cơng đèn tín hiệu WDSS chuyển sang “màu xanh” Bước Cân chỉnh điều chỉnh thang đo cảm biến lực giá trị “zero” Trên trình đơn phần mềm Logger Pro, chọn mục “Experiment” > kích chọn mục “Calibrate” chọn tên cảm biến “WDSS Force” Hộp thoại thiết lập cảm biến xuất “Sensor Settings” sau kích chọn mục “Calibrate Now” để tiến hành cân chỉnh Đảm bảo cảm biến trạng tác chưa bị tác dụng lực, nhập giá trị “zero” vào khung “Reading 1” sau kích chọn nút “Keep” Sau đó, treo vật có khối lượng kg vào đầu móc cảm biến lực WDSS, nhập giá trị 9,8 N vào khung Reading sau kích chọn nút “Keep” Cuối kích chọn hồn tất “Done” Làm tương tự cho cảm biến lực WDSS thứ hai Bước Vào trình đơn File > mở tập tin thí nghiệm lưu tài nguyên phần mềm với tên thư mục “ Physics with Vernier” kích chọn “ 11 Newtons Third Law” Bước Thiết kế thí nghiệm cho hai trường hợp Trường hợp thứ nhất, tạo hai lực tác dụng vật đứng yên, trường hợp thứ hai hai vật chuyển động đến tác dụng dụng lực Bước Xử lí số liệu thu phần mềm Logger Pro e)Kết thí nghiệm - Đối với trường hợp hai lực tác dụng vật đứng yên Hình 2.7 Đồ thị mô tả tác dụng kéo hai cảm biến lực khơng dây WDSS Hình 2.8 Đồ thị mô tả tác dụng kéo hai cảm biến lực không dây WDSS sau khớp hàm Nhận xét kết quả: Dựa vào đồ thị thể tác dụng kéo tay lên hai cảm biến lực cho thấy lực tương tác chúng có giá trị nhau, phương ngược chiều - Đối với trường hợp hai vật khối lượng chuyển động đến tác dụng lực Hình 2.9 Đồ thị mơ tả tác dụng hai vật khối lượng chuyển động đến tương tác lực - Đối với trường hợp hai vật khác khối lượng chuyển động đến tác dụng lực Hình 2.10 Đồ thị mô tả tác dụng hai vật khác khối lượng chuyển động đến tương tác lực Nhận xét kết quả: Dựa vào đồ thị thể tương tác hai vật chuyển động trường hợp hai vật khối lượng trường hợp hai vật khác khối lượng đến tác dụng lực cho thấy lực tương tác chúng có giá trị lực nhau, phương ngược chiều 2.4 Xây dựng tiến trình DH kiến thức định luật III Newton có sử dụng thí nghiệm ghép nối MVT Kiến thức cần xây dựng định luật III Newton: “Khi vật A tác dụng lên vật B lực vật B tác dụng trở lại vật A lực Hai lực hai lực trực đối.” Giai đoạn Tình có vấn đề Tiếp nhận vấn đề: GV tổ chức cho học HS đưa số trường hợp thực tế sống tương tác vật (đặc biệt lưu ý đến tương tác lực môn thể thao, tai nạn giao thông) Nếu HS không tự lực đưa đủ trường va đâm, GV gợi ý thêm: sống ngày, phương tiện (xe ô-tô, xe mô-tô, xe đạp…) tham gia giao thông đường Khi gặp tai nạn xảy ra, va đâm vào (ô-tô đâm vào xe đạp; ô-tô đâm ô-tô…) nhiều trường hợp xảy như: Các phương tiện chuyển động chiều va đâm nhau, phương tiện chuyển động ngược chiều va đâm nhau, phương tiện chuyển động đến va đâm vào phương tiện đứng yên Kết hai phương tiện đâm thu gia tốc (thay đổi vận tốc) hay bị biến dạng Đã biết: Khi vật chịu tác dụng lực vật nhận gia tốc (hay thay đổi vận tốc) Khi xe A tác dụng vào xe B lực đồng thời xe B tác dụng vào xe A lực hai lực có mối quan hệ với Phát biểu vấn đề cần giải quyết: Hai lực tương tác hai vật có mối quan hệ với nào? Và biểu diễn mối quan hệ sao? Giai đoạn Dự đoán kết Từ trường hợp HS đưa ra, GV yêu cầu HS dự đoán mối quan hệ hai lực độ lớn, phương chiều chúng trình tương tác cho biết lại đưa dự đốn vậy? Dự đốn Ơ tơ (xe 1) xe đạp (xe 2) chuyển động ngược chiều va đâm Bảng 2.1 Bảng dự đoán học sinh cho trường hợp học sinh đưa Dự đốn: Ơ tơ (xe 1) xe đạp (xe 2) chuyển động ngược chiều va đâm Phương chiều lực Độ lớn lực Xe tác dụng lực lớn xe Xe tác dụng lực xe Xe tác dụng lực lớn xe Giải thích Vì: Vì: Vì: Tiếp theo GV gợi ý cho HS đề xuất trường hợp va chạm: xe đạp (xe 2) chuyển động đến va chạm vào xe ô tô (xe 1) đứng yên Dự đoán Xe đạp (xe 2) chuyển động đến va chạm vào xe ô tô (xe 1) đứng yên Bảng 2.2 Bảng dự đoán học sinh cho trường hợp học sinh đưa Dự đoán: Xe đạp (xe 2) chuyển động đến va chạm vào xe ô tô (xe 1) đứng yên Phương, chiều lực Giải thích Độ lớn lực Xe tác dụng lực lớn xe Xe tác dụng lực xe Xe tác dụng lực lớn xe Vì: Vì: Vì: Tùy vào điều kiện thời gian khả đề xuất trường hợp, GV gợi ý cho học sinh tiếp tục đưa dự đoán Sau nhóm đưa dự đốn trường hợp va đâm hai phương tiện (xe ô tô (xe 1) xe đạp (xe 2)) GV yêu cầu HS điền vào bảng 2.3 cột dự đoán (3) cột dự đoán (5) Bảng 2.3 Bảng tổng hợp dự đoán học sinh sau trường hợp Hiện tượng Trong thực tiễn (1) Trong phòng TN (2) Ô tô (xe 1) m1 > m xe đạp va chạm (xe 2) - - - - Quan hệ lực độ lớn Dự đoán (3) Trong TN (4) Quan hệ phương chiều Dự đốn (5) Trong TN (6) Lí (7) F1 > F2 F1 = F2 F1 < F2 Giai đoạn Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm chứng dự đốn Tiếp đến, GV hỏi học sinh, có cách kiểm tra dự đoán đưa hay sai? Học sinh đề xuất làm thí nghiệm kiểm chứng GV hỏi: đo lực tác dụng ô tô tác dụng lên xe đạp, làm đo lực tác dụng xe đạp tác dụng lên xe ô tô Lúc học sinh phải nói rằng: giả thuyết ơtơ to nên dùng vật (xe thí nghiệm) có khối lượng lớn, xe đạp nhỏ nên dùng vật (xe thí nghiệm) có khối lượng nhỏ Sau GV giới thiệu cảm biến lực WDSS: chức năng, cách dùng (lắp vào xe ghép nối MVT) (Trong hoạt động này, GV gợi ý, cung cấp dụng cụ thí nghiệm ghép nối máy tính giúp HS đề xuất phương án thiết kế thí nghiệm.) GV yêu cầu học sinh đưa sơ đồ lắp đặt thí nghiệm để kiểm chứng dự đốn Học sinh làm việc nhóm đưa sơ đồ lắp đặt thí nghiệm Giai đoạn Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đốn - HS tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ thí nghiệm đưa ghi nhận kết vào bảng 2.3 cột (4) cột (6) - HS thực thí nghiệm theo nhóm: tiến hành đo đạc – lấy số liệu – nhận xét – kết luận - Dựa vào đồ thị hình, HS phân tích thảo luận để đến kết luận độ lớn lực – phản lực Giai đoạn Phát biểu định luật “Khi vật A tác dụng lên vật B lực vật B tác dụng trở lại vật A lực Hai lực hai lực trực đối.” Giai đoạn Vận dụng – giải thích Kết luận hướng phát triển 3.1 Kết luận Trên sở nghiên cứu kiến thức định luật III Newton Đồng thời dựa thực trạng DH sở vật chất thiết bị nhà trường phổ thơng ưu điểm thí nghiệm ghép nối MVT, xây dựng thí nghiệm thật ghép nối MVT có sử dụng cảm biến lực không dây (WDSS) để hỗ trợ DH kiến thức định luật III Newton đáp ứng yêu cầu mặt khoa học – kĩ thuật mặt phương pháp DH Dựa việc nghiên cứu sở lí luận, chúng tơi vận dụng phương pháp thực nghiệm - GQVĐ việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS có sử dụng thí nghiệm xây dựng Tính tích cực, tự lực sáng tạo HS thể qua hoạt động như: Tự đưa tình tương tác hai vật biết thực tiễn, nghiên cứu tình va chạm, đề xuất giả thuyết mối quan hệ hai lực tương tác, nhóm tự đề xuất phương án kiểm chứng giả thuyết thơng qua việc mơ hình hóa tượng tương tác thực tiễn để tiến hành phịng thí nghiệm, với thiết bị thí nghiệm có trường học, việc bố trí thí nghiệm ghép nối MVT, sử dụng phần mềm để thu thập, xử lí số liệu rút kết luận nhằm kiểm chứng giả thuyết 3.2 Hướng phát triển Bộ thí nghiệm ghép nối MVT sử dụng cảm biến lực không dây (WDSS) có tích hợp thêm cảm biến gia tốc có khả thu nhận kết tốt chuyển động tương tác, đồng thời dễ dàng vận chuyển kết nối để tổ chức hoạt động thực nghiệm cho HS tiến hành kiểm tra dự đoán, giả thuyết lớp học Do vậy, chúng tơi tiếp tục mở rộng sử dụng thí nghiệm cho việc thiết kế thí nghiệm cịn lại chương động lực học chất điểm định luật bảo tồn – Vật lí 10 1 TÀI LIỆU THAM KHẢO I.Ia Lecne (1997), Dạy học nêu vấn đề (Phan Tất Đắc dịch), Nxb Giáo dục Phạm Xuân Quế (2007), Ứng dụng công nghệ thông tin tổ chức hoạt động nhận thức vật lí tích cực, tự chủ sáng tạo, Nxb Đại học Sư phạm Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng (1999), Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học Vật lí trường phổ thơng, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội Phạm Hữu Tòng (2004), Dạy học Vật lí trường phổ thơng theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo tư khoa học, Nxb Đại học Sư phạm Hà Nội Larry Dukerich (2011), Advanced Physics with Vernier – Mechanics, Vernier Software & Technology - USA http://www.vernier.com/ (Ngày Tòa soạn nhận bài: 26-10-2015; ngày phản biện đánh giá: 25-12-2015; ngày chấp nhận đăng: 18-01-2016) ... kiến thức định luật III Newton theo phương pháp thực nghiệm - GQVĐ có sử dụng - - - - thí nghiệm ghép nối MVT thiết kế xem xét phù hợp lí thuyết thực nhằm phát huy tính tích cực, tự lực nghiệm Xem... III Newton (xem mục 2.2) vận dụng phương pháp thực nghiệm - GQVĐ để soạn thảo tiến trình DH có sử dụng thí nghiệm ghép nối MVT theo hướng phát huy tính tích cực, phát triển lực sáng tạo học sinh. .. lần thí nghiệm Do khó khăn dùng thí nghiệm đệm khơng khí để dạy học kiến thức định luật III Newton Nếu sử dụng thí nghiệm kiểm chứng dùng hai lực kế cách móc chúng vào tác động vào hai đầu lực