Skkn định hướng tư duy và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT LÊ HOÀN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI: “ĐỊNH HƯỚNG TƯ DUY VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH” Người thực hiện: Lê Thị Hồng Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực: Vật lí THANH HÓA, NĂM 2017 skkn Mục lục Nội dung Trang 1.MỞ ĐẦU 1.1.Lý chọn đề tài 1.2.Mục đích nghiên cứu 1.3.Đối tượng nghiên cứu 1.4.Phương pháp nghiên cứu 1.5.Những điểm sáng kiến 2.NỘI DUNG 2.1.Cơ sở lý thuyết 2-3 2.2.Thực trạng vấn đề 2.3.Các giải pháp sử dụng 3-18 2.4.Hiệu sáng kiến mang lại 18 3.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1.Kết luận: 19 3.2.Kiến nghị 19 Tài liệu tham khảo 20 skkn SÁNG KIẾN “ĐỊNH HƯỚNG TƯ DUY VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH” 1.MỞ ĐẦU 1.1.Lý chọn đề tài Trong thực tế giảng dạy học tập trường THPT có vấn đề em học sinh thực chưa chủ động, chưa sáng tạo cách tiếp cận tri thức Phần lớn em lúng túng việc tìm phương pháp chiếm lĩnh tri thức cách chủ động, mà chủ yếu em cịn trơng chờ vào thầy Các em dành nhiều thời gian cho việc học xong khơng có hiệu cao Điều khiến em khơng cịn thời gian nhiều để vui chơi, hoạt động ngoại khóa Thực trạng dẫn đến em thiếu khả tư sáng tạo việc tiếp cận chiếm lĩnh tri thức hạn chế việc hình thành lực tạo giá trị tri thức em Một nhiệm vụ trọng tâm giáo dục thời kỳ tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, coi phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao khâu đột phá để xây dựng bảo vệ Tổ quốc giai đoạn Với thay đổi mạnh mẽ khoa học công nghệ Sự nghiệp cải cách giáo dục nhằm phát triển lực người, đặc biệt vai trị giáo dục hình thành khả tư lực sáng tạo học sinh bậc THPT Như thực tế với cách truyền thụ tri thức cách tiếp cận tri thức đăng mâu thuẩn với mục tiêu đặt người mới, người chủ động sáng tạo Để giúp em học sinh hình thành khả tư duy, suy luận lơ gíc, chủ động nắm tri thức nâng cao lực tự học, tự sáng tạo đề tài “Định Hướng Tư Duy Phát Triển Năng Lực Sáng Tạo Của Học Sinh” giúp em học sinh hồn tồn xây dựng cách học tập cho hầu hết tất phần chương trình Vật lý bậc THPT Trong giới hạn sáng kiến kinh nghiệm vận dụng đề tài nhằm giúp em học sinh tự xây dựng nắm tốt dạng tập thuộc phần lắc lò xo Từ em vận dụng tương tự để nắm kiến thức thuộc phần khác 1.2.Mục đích nghiên cứu Nhằm nâng cao khả tư nâng cao lực sáng tạo cho em học sinh 1.3.Đối tượng nghiên cứu Áp dụng cho em học sinh phổ thông 1.4.Phương pháp nghiên cứu skkn Xây dựng khả tư nâng cao lực sáng tạo thơng qua phân tích, suy luận để hình thành dạng tập dựa tảng kiến thức 1.5.Những điểm sáng kiến Hình thành khả tư nâng cao lực sáng tạo dựa phân tích suy luận kiến thức 2.NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1.Cơ sở lý thuyết a.Cắt ghép lò xo: -Cắt lò xo: Một lò xo chiều dài dài , độ cứng k , cắt thành hai lị xo có chiều với độ cứng k1 k2 ta có: -Ghép lị xo: Hai lò xo ghép song song: Hai lò xo ghép nối tiếp: b.Định luật bảo toàn động lượng: Va chạm mềm: c.Con lắc lò xo dao động điều hòa -Tần số góc: -Chu kì: -Tần số dao động: -Cơng thức độc lập thời gian: -Cơ lắc lò xo dao động điều hòa skkn +Thế năng: +Động năng: Cơ năng: d.Tính liên tục chuyển động 2.2.Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến -Học sinh không tự xây dựng dạng tập từ kiến thức cung cấp sách giáo khoa -Khả tư duy, suy luận lo gíc để phát triển vấn đề từ vấn đề có hạn chế -Sự chủ động học tập học sinh hạn chế 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Các phân tích để định hướng cách tư cho học sinh m thay đổi k thay đổi Ghép vật Ghép lò xo Tách vật Tách lò xo Va chạm mềm Giữ lò xo -Ta thấy lắc dao động đột ngột m hệ thay đổi chu kì thay đổi, biên độ dao động hệ, thay đổi Dẫn đến toán: Ghép vật, tách vật va chạm mềm -Ta thấy khi lắc dao động đột ngột k hệ thay đổi chu kì thay đổi, biên độ dao động hệ, thay đổi Dẫn đến toán: Ghép lò xo đột ngột, tách lò xo đột ngột giữ lò xo hệ dao động skkn 2.3.2.Các tập đề xuất theo phân tích 2.3.2.1.Khi cho khối lượng m thay đổi Bài tập ghép vật: Bài tập 1: Khi dùng lò xo k treo vật khối lượng m lắc dao động với chu kì T1 =3s; dùng lị xo k treo vật khối lượng m lắc dao động với chu kì T2 =4s Tính chu kì dao động hệ dùng lò xo k treo vật khối lượng m a.m =m1 + m2 b.m=2m1 + 3m2 c Giải -Khi dùng lò xo k treo vật m1 chu kì: -Khi dùng lị xo k treo vật m2 chu kì: -Khi dùng lị xo k treo vật m chu kì: a Với m =m1 + m2 b.Với m=2m1 + 3m2 c.Với skkn Bài tập 2: Khi dùng lò xo k treo vật khối lượng m lắc dao động với tần số f1 =3Hz; dùng lò xo k treo vật khối lượng m lắc dao động với tần số f2 =4Hz Tính tần số dao động hệ dùng lò xo k treo vật khối lượng m a.m =m1 - m2 b.m=m1 + 3m2 Giải -Khi dùng lị xo k treo vật m1 tần số: -Khi dùng lị xo k treo vật m2 tần số: -Khi dùng lị xo k treo vật m tần số: a Với m =m1 - m2 b Với m=m1 + 3m2 Bài tập 3.Khi dùng lò xo k treo vật m1 nâng vật lên cho lò xo khơng biến dạng bng nhẹ cho dao động điều hòa với biên độ A =6cm ; dùng lò xo k treo vật m2 nâng vật lên cho lị xo khơng biến dạng bng nhẹ cho dao động điều hịa với biên độ A =8cm Bây dùng lò xo treo vật m nâng vật lên vị trí lị xo không biến dạng buông nhẹ cho vật dao động điều hịa với biên độ A Tính biên độ dao động A trường hợp sau: a m =m1 + m2 b m =2m1 + m2 Giải skkn Chọn trục Ox thẳng đứng hướng lên trên, gốc O trùng với vị trí cân x Tại vị trí cân bằng: Phương trình dao động vật có dạng: Vận tốc: Khi nâng vật lên vị trí lị xo khơng biến dạng bng nhẹ ta có: Fd0 O P Khi dùng lò xo k treo vật m1 biên độ dao đơng là: Khi dùng lị xo k treo vật m2 biên độ dao đơng là: a.Khi treo vật m = m1 + m2 nâng lên vị trí lị xo khơng biến dạng bng nhẹ biên độ dao động vật là: b.Khi treo vật m = 2m1 + m2 nâng lên vị trí lị xo khơng biến dạng bng nhẹ biên độ dao động vật là: Bài tập tách vật: Bài tập 4:Con lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k vật khối lượng m, bố trí mặt phẳng ngang khơng ma sát Ban đầu đưa vật đến vị trí cho lị xo nén đoạn 10cm, đặt sát với m vật M =3m( hình vẽ) Bng nhẹ cho hệ dao động a.Xác định biên độ dao động lắc lò xo sau thả thời gian b.Xác định tỉ số lượng sau trước thời điểm tính từ lúc thả vật Giải K1 skkn K2 a Khi bng vật hai vật chuyển động đến vị trí cân O hai vật tách Thời gian vật từ lúc thả đến đến vị trí cân O là: Vận tốc hai vật đến O: Tại thời điểm thả: Sau thả khoảng thời gian , vật M tách khỏi m Như sau tách lắc lị xo dao động với tần số góc , với vận tốc cực đại dao động vận tốc thời điểm tách( Vị trí cân O) Gọi A1 biên độ dao động lắc sau tách ta có: Theo điều kiện liên tục chuyển động ta có: b.Năng lượng sau thời điểm là: Năng lượng trước thời điểm là: Tỉ số lượng: Bài tập 5:Con lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k hai vật đặt chồng lên nhau, bố trí mặt phẳng ngang khơng ma sát(hình vẽ) Kích thích cho hệ dao động điều hịa với biên độ A =8cm Tại thời điểm chiều dài lò xo lớn ta nhẹ nhàng nhấc vật m2 tách khỏi m1 a.Tính biên độ dao động m1 sau tách m2 khỏi m1 skkn b.Xác định tỉ số lượng trước sau tách m2 khỏi m1 Giải a.Khi chưa tách m2 khỏi m1 ta có lượng dao động lắc: Khi tách m2 khỏi m1 lượng dao động lắc: Vì lắc lò xo nằm ngang nên sau tách vị trị cân không thay đổi nên: x=x’ Tại thời điểm tách, theo tính chất liên tục chuyển động Do ta có: b.Tỉ số lượng trước sau tách m2 khỏi m1 là: Trong trường hợp lượng không bị mát Bài toán va chạm mềm Bài tập 6:Một lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k = 30N/m vật khối lượng m1=m, bố trí mặt phẳng nhẵn nằm ngang Ban đầu đưa vật đến vị trí lị xo nén đoạn 10cm bng nhẹ Và vị trí cân O người ta đặt sẵn vật khối lượng m2 =2m Khi đến vị trí cân O m va chạm hồn tồn mềm với m2 đứng n a.Tính biên độ dao động lắc sau va chạm b.Tính lực tác dụng cực đại lên điểm treo sau va chạm I Giải m1 m2 O x -Biên độ dao động vận tốc vị trí cân lắc trước va chạm: skkn Ta có: Trước va chạm thời điểm buông vật : Vận tốc m1 trước va chạm : -Vận tốc lắc sau va chạm: Theo định luật bảo tồn xung lượng ta có: -Vận tốc hai vật sau va chạm vận tốc cực đại lắc sau va chạm, ta có: Ta có: b.Lực cực đại tác dụng lên điểm treo I lực đàn hồi : Bài tập 7:Một lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k vật khối lượng m 1=m, bố trí mặt phẳng nhẵn nằm ngang Ban đầu đưa vật đến vị trí lị xo nén đoạn 8cm bng nhẹ Khi m đến vị trí có li độ nửa biên độ m va chạm hồn hoàn mềm với m2 đứng yên ( m2 =3m) a.Tính tốc độ trung bình chuyển động lắc nửa chu kì sau va chạm b.Xác định độ biến thiên lượng dao động trước sau va chạm Giải m1 m2 x O -Biên độ dao động vận tốc vị trí cân lắc trước va chạm: Ta có: Trước va chạm thời điểm buông vật : skkn -Tại thời điểm li độ nửa biên độ ta có vận tốc vật m1 là:v1 Ta có -Vận tốc hai vật sau va chạm: Theo định luật bảo toàn động lượng : m1v1 =(m1+m2 )V Sau va chạm vị trí cân vật khơng thay đổi nên thời điểm va chạm li độ lắc trước lắc sau nhau: x’=x= Ta có lượng dao động sau đó: Bài tập 8:Một lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k =30N/m vật khối lượng m =m =100g, bố trí mặt phẳng nhẵn nằm ngang Ban đầu đưa vật đến vị trí lị xo nén đoạn 4cm buông nhẹ Tại thời điểm m đến vị trí có vận tốc khơng người ta bắn vật khối lượng m2(m2 =0,5m) dọc theo trục lò xo với vận tốc găm vào m1 Tính lực lớn tác dụng lên vật Giải m1 x O Chọn trục Ox trùng với trục lò xo, gốc O trùng với vị trí cân -Khi chưa bắn m2 găm vào m1 vật m1 dao động với biên độ A1 Tại thời điểm thả vật ta có: -Lực tác dụng lên vật sau bắn m2 găm vào m1 là: 10 skkn Theo định luật bảo tồn động lượng ta có: Sau m2 găm vào m1 vị trí cân lắc sau khơng thay đổi li độ vận tốc vật là: Dựa vào cơng thức độc lập thời gian ta có: Khi tần số góc dao động lắc Biên độ dao động lắc này: Do lực tác dụng lên vật cực đại là: 2.3.2.2.Khi cho độ cứng k thay đổi Bài tập ghép lò xo: Bài tập 9: Dùng lò xo k1 treo vật m chu kì dao động lắc T =0,6s, dùng lị xo k2 treo vật m chu kì dao động lắc T =0,8s Tính chu kì dao động lắc dùng lò xo k treo vật m trường hợp sau: a b c Giải 11 skkn -Khi dùng lị xo k1 treo vật m chu kì: -Khi dùng lị xo k2 treo vật m chu kì: a.Khi dùng lị xo chu kì dao động là: b Khi dùng lị xo chu kì dao động T: c.Khi dùng lò xo k với Bài tập 10.Một lắc lị xo gồm lị xo có độ cứng k vật khối lượng m, dao động điều hịa với biên độ 5cm với tần số góc Khi vật đến vị trí lị xo có độ dài cực đại vật tức nối với lị xo có độ cứng 3k ( biết hai lị xo có trục trùng đầu lò xo 3k gắn vào giá cố định) Hãy tính biên độ tần số góc dao động lắc lò xo trường hợp sau: a.Khi vật vị trí cân lị xo có chiều dài tự nhiên b.Tại thời điểm nối lị xo 3k vào vật lị xo 3k có chiều dài tự nhiên Giải Chọn trục Ox hình vẽ, gốc O trùng với vị trí cân 3k k x O 12 skkn -Theo biên độ tần số góc lắc lị xo chưa ghép thêm lò xo là: Biên độ A1 =5cm tần số góc a.Khi nối thêm lị xo có độ cứng 3k vào vật m vật vị trí cân lị xo có chiều dài tự nhiên Như vị trí cân dao động vật khơng thay đổi Tần số góc dao động vật này: Khi vật vị trí lị xo có chiều dài cực đại li độ vật x =A =5cm Vì vị trí cân không thay đổi nên li độ lắc sau thời điểm x =A1 =5cm Theo cơng thức độc lập gian: Vậy biên độ dao động tần số góc dao động là: b.Gọi O1 vị trí cân dao động vật sau nối thêm lị xo độ cứng 3k Tại O1 ta có: Ta có: Khi vật dao động với tần số góc là: Gọi A2 biên độ dao động vật ta có: Tại thời điểm ghép vật với lị xo 3k ta có li độ vận tốc vật là: Vậy Bài tập giữ lò xo: 13 skkn Bài tập 11:Một lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k vật khối lượng m, dao động điều hòa với biên độ 10cm chu kì 1s mặt phẳng ngang nhẵn Khi vật đến vị trí cân ta đột ngột giữ chặt điểm I khoảng lị xo Tính biên độ chu kì dao động sau trường hợp sau: a.Điểm I điểm lị xo b.Điểm I cách giá cố định khoảng phần tư chiều dài lị xo c.Tính tỉ số lượng dao động sau giữ trước giữ hai trường hợp Giải I m x O -Gọi A=10cm T = biên độ chu kì dao động lắc trước giữ lò xo điểm I -Gọi khoảng cách từ điểm I đến vật Ta có: phần lị xo có độ cứng Tần số góc dao động lắc này: -Chu kì dao động -Tỉ số lượng dao động sau trước giữ: Năng lượng trước giữ: Năng lượng sau giữ: Tỉ số: a.Khi I điểm lị xo: 14 skkn Tại thời điểm giữ vật vị trí cân nên lị xo có chiều dài tự nhiên, vị trí cân lắc không thay đổi Tại thời điểm giữ theo điều kiện liên tục chuyển động ta có: Khi này: b.Với điểm I cách giá cố định phần tư chiều dài lị xo ta có: Tại thời điểm giữ vật vị trí cân nên lị xo có chiều dài tự nhiên, vị trí cân lắc khơng thay đổi Tại thời điểm giữ theo điều kiện liên tục chuyển động ta có: Khi này: c.Tỉ số lượng dao động -Khi I điểm lò xo: -Khi I điểm cách giá cố định đoạn phần tư chiều dài lò xo: Nhận xét: Như ta giữ lò xo vị trí mà độ biến dạng lị xo so với vị trí cân bằng khơng lượng dao động lắc không bị mát Bài tập 12:Một lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k=100N/m vật khối lượng m 400g, hệ bố trí mặt phẳng ngang nhẵn Kích thích cho vật dao động điều hòa với biên độ A =10cm, lấy Khi vật dao động 15 skkn đột ngột ta giữ chặt điểm I lị xo Tính biên độ , chu kì dao động tỉ số lượng sau trường hợp sau: a.Tại thời điểm giữ lò xo có chiều dài cực đại b.Tại thời điểm giữ lị xo giãn 5cm Giải Chọn trục Ox trùng với trục lị xo, gốc O trùng với vị trí cân I m x O -Gọi A=10cm T = biên độ chu kì dao động lắc trước giữ lò xo điểm I -Gọi khoảng cách từ điểm I đến vật Ta có: phần lị xo có độ cứng Tần số góc dao động lắc này: -Chu kì dao động -Tỉ số lượng dao động sau trước giữ: Năng lượng trước giữ: ; Năng lượng sau giữ: Tỉ số: Tại thời điểm giữ lò xo giãn nén đoạn x ta có: +Phần lị xo có chiều dài giãn nén đoạn +Phần lò xo bị nhốt có chiều dài giãn nén đoạn 16 skkn Như giữ lị xo vị trí cân dao động lắc thay đổi li độ lắc so với vị trí cân thời điểm giữ vận tốc lắc sau vận tốc lắc trước thời điểm đó( theo tính chất liên tục chuyển động) Vận dụng công thức độc lập thời gian cho lắc sau thời điểm giữ lị xo ta có: , v1 = v: vận tốc lắc trước thời điểm giữ lò xo điểm I Vận dụng vào tốn ta có: I điểm a.Khi giữ lị xo giãn cực đại với độ giãn x =10cm lúc vận tốc vật v =0 Do đó: -Sau giữ vật dao động với biên độ A1 =5cm -Chu kì dao động sau giữ là: -Tỉ số lượng sau trước giữ lò xo: Vậy sau giữ lượng dao động giảm 50%, phần lượng phần đàn hồi lò xo bị nhốt b Khi giữ lò xo giãn đoạn x =5cm lúc vận tốc vật Do đó: -Sau giữ vật dao động với biên độ A1 = 17 skkn -Chu kì dao động sau giữ là: -Tỉ số lượng sau trước: Vậy sau giữ lượng dao động giảm 12,5%, phần lượng phần đàn hồi lò xo bị nhốt Nhận xét: -Ta thấy trường hợp tiến hành giữ lị xo lị xo biến dạng lượng dao động lắc bị mát -Khi giữ lị xo thời điểm mà lị xo khơng biến dạng lượng khơng mát Lưu ý: Với tốn vế nhốt lị xo ta làm tương tự với quan niệm độ biến dạng lị xo tính từ vị trí cân 2.4.Hiệu sáng kiến hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường -Khi thực so sánh việc vận dụng ý tưởng khối lớp nhận thấy, với lớp học sinh vận dụng sáng kiến, dạy sang phần kiến thức em hồn tồn chủ động xây dựng số dạng tập dựa suy luận từ đơn vị kiến thức trang bị Còn em học sinh khơng vận dụng tư tưởng sáng kiến việc chủ động xây dựng số dạng toán khó khăn tư tưởng em không nảy sinh việc suy luận dạng tập có -Nâng cao khả tự phát giải vấn đề cách hoàn toàn chủ động em học sinh -Hình thành nâng cao lực sáng tạo cho em học sinh việc phát triển kiến thức -Giảm tải thời lượng mà em học sinh phải tương tác trực tiếp với Thầy giáo q trình học tập -Các Thầy hồn tồn vận dụng tư tưởng sáng kiến cho tất phần kiến thức trình giảng dạy cho đối tượng học sinh -Nâng cao cách có hiệu công tác giảng dạy giáo dục học sinh phù hợp với mục tiêu đổi 3.KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 3.1.Kết luận 18 skkn -Sáng kiến định hướng tư cho em nâng cao lực tự phát phát triển vấn đề cách hồn tồn chủ động q trình học tập -Đáp ứng yêu cầu đổi cách có hiệu cơng tác giảng dạy giáo dục với mục tiêu tạo người động, chủ động sáng tạo -Đề tài hoàn toàn mở rộng cho tất phần đơn vị kiến thức chương trình -Đề tài nâng cao cách có hiệu khả tư lo gíc cho em học sinh trình giảng dạy 3.2.Kiến nghị -Để chất lượng giáo giảng dạy giáo dục có kết cao thân Thầy giáo cần chủ động trình giảng dạy giáo dục, đặc biệt cần mạnh dạn đề xuất áp dụng phổ biến cách làm mới, cách làm hay có hiệu -Cần có giao lưu học hỏi kinh nghiệm giảng dạy Thầy cô môi trường giáo dục khác đối tượng học sinh khác -Cần có đánh giá thường xuyên thực chất vận dụng cách làm để tìm đường hay hiệu 19 skkn Tài liệu tham khảo -Sách giáo khoa Vật lí sách tập Vật lí 10, 11, 12 -Chuẩn kiến thức mơn Vật lí Bộ giáo dục phát hành -Kinh nghiệm đúc kết năm cơng tác thân -Giải tốn vật lí 12 Tập tác giả Bùi Quang Hân, NXB giáo dục năm 2000 -Bài tập Nâng cao Vật lí THPT Tập 3, Tác giả Vũ Thanh Khiết, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh hóa, ngày 25 tháng năm 2017 Tơi cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Lê Thị Hồng 20 skkn ... động sáng tạo Để giúp em học sinh hình thành khả tư duy, suy luận lơ gíc, chủ động nắm tri thức nâng cao lực tự học, tự sáng tạo đề tài ? ?Định Hướng Tư Duy Phát Triển Năng Lực Sáng Tạo Của Học Sinh? ??... kiến mang lại 18 3.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1.Kết luận: 19 3.2.Kiến nghị 19 Tài liệu tham khảo 20 skkn SÁNG KIẾN “ĐỊNH HƯỚNG TƯ DUY VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH? ?? 1.MỞ ĐẦU 1.1.Lý chọn... khăn tư tưởng em không nảy sinh việc suy luận dạng tập có -Nâng cao khả tự phát giải vấn đề cách hoàn toàn chủ động em học sinh -Hình thành nâng cao lực sáng tạo cho em học sinh việc phát triển