Sáng kiến xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thực tế phần động học chất điểm vào dạy học môn vật lí 10 trung học phổ thông

MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU .1 1.1 Lý chọn đề tài .1 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .1 1.4 Giả thuyết khoa học 1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Dự kiến đóng góp đề tài PHẦN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 Cơ sở lí luận 2.1.1 Khái niệm tập vật lí 2.1.2 Áp dụng tập vật lí 2.1.3 Khái niệm tập vật lí thực tế 2.1.4 Khái niệm tập vật lí thực tế phần động học chất điểm .5 2.1.5 Dấu hiệu tập thực tế phần động học chất điểm 2.1.6 Phân loại tập vật lí thực tế phần động học chất điểm theo điều kiện phương thức giải 2.1.7 Tác dụng tập vật lí thực tế vào dạy học 2.2 Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn .7 2.2.1 Khái niệm lực 2.2.2 Khái niệm lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn .8 2.2.3 Biểu cụ thể lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn .8 2.3 Tác dụng tập vật lí vào dạy học nhằm bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn .9 2.3.1 Rèn luyện khả nhận thức .10 2.3.2 Rèn luyện khả vận dụng 10 2.3.3 Tạo điều kiện để học sinh tìm tịi khám phá kiến thức liên quan thực tế 10 2.3.4 Hồn thành tập vật lí thực tế giải vấn đề thực tiễn 10 2.4 Lựa chọn soạn thảo hướng dẫn giải tập thực tế phần động học chất điểm vào dạy học môn vật lí lớp 10 10 2.4.1 Nội dung mục tiêu chương trình phần động học chất điểm 10 2.4.2 Định huớng xây dựng tập vật lí thực tế phần động học chất điểm 11 2.4.3 Đánh giá lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 12 2.5 Hệ thống tập vật lí thực tế phần động học chất điểm xây dựng 15 2.5.1 Một số tập ví dụ phần động học chất điểm 15 2.5.2 Thiết kế giáo án thực nghiệm 30 2.6 Kết nghiên cứu thực nghiệm 36 2.7 Khảo sát cấp thiết tính khả thi đề tài 39 2.7.1 Mục đích khảo sát 39 2.7.2 Nội dung phương pháp khảo sát 39 2.7.3 Đối tượng khảo sát 40 2.7.4 Kết khảo sát cấp thiết tính khả thi giải pháp đề xuất 40 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 3.1 Kết luận 43 3.2 Kiến nghị 44 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Theo nghị số 29-NQ/TW, Nghị 88/2014/QH13, Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT, ngày 28/12/2018 ban hành “ Chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể chương trình giáo dục phổ thơng 2018 ” gồm phẩm chất 10 lực Trong có nhóm lực chung lực thành tố Bản thân giáo viên tơi có mong muốn đóng góp xây dựng cho giáo dục Việt Nam, có trách nhiệm việc hình thành phát triển lực học sinh Vật lí mơn khoa học thực nghiệm, q trình giảng dạy giáo viên ln cố gắng liên hệ với thực tế đời sống, tập vật lí mang tính thực tế công cụ quan trọng để giúp giáo viên làm điều Trong năm gần đây, hệ thống câu hỏi tập vật lí có nhấn mạnh cụ thể ưu tiên tập vật lí mang tính thực tế Và q trình tìm hiểu, tơi thấy đề tài vấn đề Bởi định chọn đề tài “Xây dựng sử dụng hệ thống tập thực tế phần động học chất điểm vào dạy học vật lí lớp 10 trung học phổ thông ” để nghiên cứu, hy vọng góp phần vào việc bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức cho học sinh, phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức học sinh, nâng cao hiệu thực tốt mục tiêu giáo dục 1.2 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu xây dựng sử dụng tập vật lí thực tế phần động học chất điểm vật lí lớp 10 trung học phổ thông vào dạy học nhằm phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn từ nâng cao chất lượng dạy học trung học phổ thông 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu  Đối tượng + Hoạt động dạy học tập thực tế phần động học chất điểm + Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tế  Phạm vi nghiên cứu + Các kiến thức vật lí 10 phần động học chất điểm + Học sinh trung học phổ thông 1.4 Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng hệ thống tập vật lí thực tế phần động học chất điểm sử dụng chúng vào dạy học cách hợp lí bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn nhằm nâng cao chất lượng dạy học vật lí 1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu sở lý luận việc xây dựng sử dụng tập mang tính thực tế nhằm phát triển lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Đề xuất quy trình xây dựng sử dụng tập vật lí thực tế phần động học chất điểm dạy học môn vật lí lớp 10 trung học phổ thơng 1.6 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu văn kiện luật, văn kiện Đảng phương pháp đổi giáo dục hành - Nghiên cứu sở lý luận dạy học, quan điểm nhà khoa học lĩnh vực giáo dục, tham luận có liên quan - Nghiên cứu nội dung, chương trình vật lí phần động học chất điểm vật lí lớp 10 trung học phổ thơng - Điều tra thực trạng sử dụng tập vật lí mang tính thực tế q trình dạy học mơn vật lí lớp 10 trường trung học phổ thơng 1.7 Dự kiến đóng góp đề tài Hồn thiện sở lý thuyết tập vật lí mang tính thực tế lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Đề xuất bước xây dựng tập vật lí thực tế phần động học chất điểm Đề xuất quy trình sử dụng hệ thống tập xây dựng vào dạy học Xây dựng hệ thống tiêu chí cách đánh giá lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn PHẦN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 Cơ sở lí luận 2.1.1 Khái niệm tập vật lí Trong thực tế dạy học, vấn đề không lớn giải nhờ suy luận hợp lí, phép tốn thí nghiệm dựa sở định luật phương pháp vật lí tập vật lí Chúng ta thường hiểu tập vật lí luyện tập lựa chọn cách phù hợp với mục đích chủ yếu nghiên cứu tượng vật lí, hình thành khái niệm, phát triển tư vật lí học sinh rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức học sinh vào thực tế Bài tập vật lí có ý nghĩa việc hình thành kiến thức việc vận dụng kiến thức vào thực tế 2.1.2 Áp dụng tập vật lí 2.1.2.1 Bài tập phương tiện thực nhiệm vụ vật lí Nhiệm vụ giáo dưỡng: Bài tập vật lí phương tiện thiếu để giúp học sinh xây dựng kiến thức mới, hiểu sâu nội dung kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, hình thành phát triển phương pháp nghiên cứu vật lí Nhiệm vụ phát triển tư duy: Bài tập vật lí phương tiện giúp học sinh phát triển tư logic tư biện chứng Hoạt động giải tập vật lí, học sinh có điều kiện rèn luyện thao tác tư so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá biết phát giải vấn đề cách sáng tạo Nhiệm vụ phát triển lực: Bài tập vật lí phương tiện phát triển lực học sinh Qua hoạt động học tập, rèn luyện giải tập học sinh hình thành lực Các hành động tiến trình giải tập vật lí hướng đến phát triển lực thành phần lực Bài tập vật lí đa dạng thể loại, hoạt động giải tập vật lí tác động tích cực đến việc hình thành phát triển lực chung lực chun biệt mơn vật lí học sinh Nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp hướng nghiệp: Những tập vật lí định hướng phát triển lực có nội dung kỹ thuật, nội dung thực tế, tập thí nghiệm, có tác dụng rèn luyện kĩ vấn dụng kiến thức vật lí vào giải vấn đề thực tế, vấn đề kỹ thuật Thông qua hoạt động giải tập, lồng ghép kiến thức thức tế, thông tin kỹ thuật cơng nghệ, kinh tế xã hội, tạo có học sinh mong muốn, khao khát tiếp tục học tập lao động lĩnh vực tương lai Nhiệm vụ giáo dục phẩm chất, phát triển nhân cách: Bài tập vật lí phương tiện để rèn luyện phẩm chất quan trọng như: Sự kiên trì, nhẫn nại, vượt khó, làm việc khoa học, tự lực, tự giác, trung thực học sinh học tập Quá trình giải tập vật lí góp phần giáo dục phẩm chất, phát triển nhân cách cho học sinh 2.1.2.2 Bài tập phương tiện thực mục đích giai đoạn trình dạy học Dùng tập để củng cố trình độ tri thức kĩ xuất phát cho học sinh: Đầu học xây dựng kiến thức mới, giáo viên thường giao cho học sinh tập, câu hỏi có nội dung phương pháp gắn với vấn đề nghiên cứu Giúp học sinh củng cố lại kiến thức cũ, hình thành mối liên hệ liên quan lôgic tri thức cũ tri thức mới, lĩnh hội phương pháp nghiên cứu, giải vấn đề học Dùng tập để đặt vấn đề nhận thức: Giáo viên tạo tình có vấn đề liên quan đến tượng, q trình vật lí nghiên cứu “tình vấn đề” chưa học cho học sinh thử thách mà điểm xuất phát nhau, tạo cho học sinh hưng phấn, kích thích tính tị mị, nhu cầu học tập, định hướng mục tiêu cần đạt Dùng tập để hình thành tri thức, kĩ cho học sinh: Chỉ số tập thực chức Bài tập điểm khởi đầu dẫn dắt đến kiến thức mới, cách giải cần tri thức kĩ mà học sinh chưa tiếp cận Bài tập phương tiện ôn luyện, củng cố kiến thức, rèn luyện kĩ cho học sinh: Đây giai đoạn mà tập vật lí phát huy tác dụng tốt Phát triển lực vận dụng kiến thức vật lí vào giải vấn đề thực tiễn tình theo mức độ: quen biết, quen biết có biến đổi tình Việc giải tập rèn luyện cho học sinh lực ghi nhớ, củng cố kiến thức, hiểu sâu kiến thức, sử dụng phương pháp nghiên cứu vật lí, sáng tạo linh hoạt vận dụng kiến thức Sử dụng tập vật lí việc tổng kết hệ thống hoá kiến thức chương, phần chương trình mơn học vật lí: Khơng củng cố kiến thức đơn thuần, tập vật lí sâu chuỗi kiến thức liên kết với Bài tập vật lí cịn chia thành dạng cụ thể, giúp học sinh ghi nhớ lâu hơn, hiểu rõ chất vật lí Sử dụng tập vật lí kiểm tra đánh giá lực học sinh: Bài tập vật lí phương tiện giúp giáo viên kiểm tra trình độ lĩnh hội tri thức học sinh, kĩ thực hành, kĩ tính tốn, kĩ vận dụng lý thuyết để giải tình cụ thể thực tiễn 2.1.3 Khái niệm tập vật lí thực tế 2.1.3.1 Khái niệm tập vật lí thực tế Là tập vật lí có vấn đề gắn với thực tế, giải thích tượng tự nhiên kĩ thuật, điều kiện cụ thể thực tế tối ưu hố để tính tốn cơng thức vật lí học 2.1.3.2 Phân loại tập vật lí thực tế theo nội dung Bài tập có nội dung thực tế tập đề cập đến vấn đề liên quan trực tiếp tới đời sống, tới kỹ thuật sản xuất Bài tập thực mà nội dung thực tế chứa đựng thông tin kĩ thuật, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, giao thông gọi tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp Bài tập có nội dung lịch sử, tập chứa đựng kiến thức có đặc điểm lịch sử: Những liệu thí nghiệm vật lí cổ điển, phát minh, sáng chế câu chuyện có tính chất lịch sử Bài tập vật lí vui sử dụng rộng rãi Nét bật nội dung loại tập sử dụng kiện, tượng kì lạ vui 2.1.4 Khái niệm tập vật lí thực tế phần động học chất điểm Bài tập vật lí phương tiện khơng thể thiếu giúp học sinh hình thành kiến thức mới, hiểu sâu nội dung kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành phát triển phương pháp nghiên cứu vật lí, tư lơgic tư biện chứng Ngồi ra, tập vật lí cịn phương tiện phát triển lực học sinh Quá trình giải tốn vật lí góp phần giáo dục phẩm chất phát triển nhân cách cho học sinh Có nhiều loại tập vật lí, phân loại tập vật lí theo nhiều cách khác dựa nhiều vị trí Phân loại tập theo điều kiện phương pháp giải: tập định tính (bài tập định tính đơn giản, tập định tính tổng hợp, tập định tính sáng tạo), tập tính tốn (bài tập tính tốn thực hành, tập tính tốn tổng hợp), tập thí nghiệm, tập đồ họa Bài tập phân loại theo mức độ nhận thức, chia thành luyện tập (bài tập dùng để củng cố, ôn tập kiến thức, rèn luyện kĩ năng) tập vật lí sáng tạo Có thể chia tập trừu tượng tập nội dung cụ thể Các tập cụ thể mang tính trực quan thực tiễn cao nên cịn gọi tập vật lí mang tính thực tế Vì vậy, hiểu tập vật lí mang tính thực tế phần động học chất điểm, tập mà nội dung liên quan đến vấn đề kỹ thuật, sản xuất liên quan trực tiếp đến đời sống thuộc phần động học chất điểm Bài tập vật lí thực tế phần động học chất điểm có nội dung thiết thực, có tác dụng phát triển cho học sinh kỹ vận dụng kiến thức vật lí để giải tốn kỹ thuật toán thực tế, đặc biệt nội dung liên quan đến điều kiện làm việc thực tế học sinh 2.1.5 Dấu hiệu tập thực tế phần động học chất điểm Bài tập vật lí có nội dung tượng vật lí liên quan đến động học chất điểm Bài tập tìm đối tượng cụ thể tượng vật lí Bài tập giải thích tượng xảy đời sống lao động, sinh hoạt hàng ngày Là tập vật lí có liên quan trực tiếp đến đại lượng như: quãng đường, vận tốc, gia tốc 2.1.6 Phân loại tập vật lí thực tế phần động học chất điểm theo điều kiện phương thức giải 2.1.6.1 Bài tập định tính mang tính thực tế Bài tập định tính tập giải không sử dụng đên phép tính tốn học Giải tập cần sử dụng phép suy luận lôgic, phải hiểu rõ chất khái niệm, định luật vật lí động học chất điểm để vận dụng chúng trường hợp cụ thể Phần lớn tập định tính giải thích dự đốn tượng xảy thực tế điều kiện xác định Có ưu điểm đưa lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh, tăng thêm học sinh hứng thú môn học, tạo điều kiện cho học sinh suy luận phát triển ngơn ngữ vật lí Phương pháp giải tập định tính bao gồm việc xây dựng suy luận lôgic dựa định luật vật lí nên tập định tính phương tiện tốt để phát triển tư lôgic học sinh Việc giải tập định tính rèn luyện cho học sinh hiểu rõ chất tượng vật lí quy luật chúng, dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn Bài tập định tính ưu tiên hàng đầu để sử dụng sau học xong lí thuyết, luyện tập, ơn tập vật lí Có mức độ tập định tính: Bài tập định tính đơn giản: Chỉ cần áp dụng định luật, quy tắc hay phép suy luận lôgic giải Bài tập định tính tổng hợp: Áp dụng chuỗi suy luận lôgic dựa sở định luật, quy tắc giải Bài tập định tính sáng tạo: Áp dụng suy luận lôgic không theo khuôn mẫu quen thuộc tìm phương án giải tập 2.1.6.2 Bài tập tính tốn mang tính thực tế Bài tập tính tốn đơn giản: Là tập đơn giản, đề cập đến tượng, định luật sử dụng vài phép tốn đơn giản Nó có tác dụng củng cố kiến thức vừa học, giúp học sinh hiểu rõ ý nghĩa định luật công thức biểu diễn, sử dụng đơn vị vật lí tương ứng có thói quen cần thiết để giải tập phức tạp Bài tập tính tốn tổng hợp: Là loại tập muốn giải cần vận dụng nhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức Kiến thức tích hợp nhiều nội dung kiến thức động học chất điểm Loại tập giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy mối liên hệ kiến thức vật lí với nhau, luyện tập phân tích tượng phức tạp thành phần đơn giản tuân theo định luật xác định 2.1.6.3 Bài tập thí nghiệm mang tính thực tế Bài tập thí nghiệm loại tập yêu cầu xác định đại lượng vật lí hồn tồn theo đường thực nghiệm tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lí thuyết 2.1.6.4 Bài tập đồ thị mang tính thực tế Bài tập đồ thị tập đối tượng nghiên cứu đồ thị biểu diễn phụ thuộc đại lượng vật lí Nó địi hỏi học sinh phải nắm rõ trình diễn biến tượng nêu tập đồ thị Dạng Giả thiết cho đồ thị, đồ thị biểu diễn phụ thuộc đại lượng, phải “đọc đồ thị” địi hỏi phải thơng hiểu đồ thị đó, phân tích đặc điểm phụ thuộc phần Dạng Từ thơng tin giả thiết tập cần phải vẽ đồ thị để giải tập 2.1.7 Tác dụng tập vật lí thực tế vào dạy học Vật lí mơn học giúp học sinh hiểu rõ vận động giới vật chất, tập vật lí thực tế giúp học sinh hiểu rõ quy luật ấy, biết vận dụng quy luật vào thực tiễn Thơng qua tập vật lí thực tế học sinh có mơ hình thực tế để vận dụng kiến thức học để giải quyết, giúp trí thức trở nên chắt lọc sâu sắc Trong q trình xử lý tập có nội dung thực tế, bắt buộc học sinh phải suy luận sử dụng thao tác tư phân tích, tổng hợp, so sánh để có nắm tượng q trình vật lí liên quan, qua giúp phát triển tư duy, óc tưởng tượng, sáng tạo, khả độc lập suy nghĩ hành động, tính kiên trì học sinh Bài tập có nội dung thực tế thường vật tượng vật lí quen thuộc, gần gũi với thực tế lao động, sinh hoạt hàng ngày mà học sinh thường gặp Khi giải tập, đặc biết giải tình có vấn đề, nhu cầu tìm tịi, khám phá đời sống thực tế học sinh xuất hiện, từ làm tăng tính tị mị, tạo động cơ, hứng thú học tập mơn Từ học sinh vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, cảm nhận cần thiết học môn Những tập vật lí thực tế mức độ khác nhau, giúp nâng cao tốc độ độ xác thao tác tư Và tập vật lí có nội dung thực tế đóng vai trị phương tiện để rèn luyện cho học sinh thao tác cần dùng hoạt động nhận thức vật lí Bài tập vật lí thực tế có tác dụng đặc biệt quan trọng việc rèn luyện kĩ năng, lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 2.2 Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 2.2.1 Khái niệm lực Năng lực khả đáp ứng cách hiệu yêu cầu phức tạp bối cảnh cụ thể Năng lực khả hành động thành công tiến dựa vào việc huy động sử dụng hiệu tổng hợp nguồn lực để đối mặt với tình sống Năng lực huy động tổng hợp kiến thức kĩ thuộc tính cá nhân khác hứng thú niềm tìm ý chí để thực loại công việc bối cảnh định Năng lực đặc điểm cá nhân thể mức độ thông thạo (thực thành thục chắn) hay số dạng hoạt động Năng lực phẩm chất tâm lí sinh lí tạo cho người có khả hồn thành loại hoạt động với chất lượng cao Định nghĩa lực: Năng lực thuộc tính cá nhân hình thành phát triển nhờ tố chất sẵn có q trình rèn luyện, cho phép người thực thành công loại hoạt động định đạt kết mong muốn điều kiện cụ thể 2.2.2 Khái niệm lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Vận dụng kiến thức vào thực tiễn trình đem tri thức áp dụng vào hoạt động người nhằm tạo điều kiện cần thiết cho tồn phát triển xã hội Kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn khả cá nhân thực thục hay chuỗi hành động dựa kiến thức, kinh nghiệm có thân tìm tịi, khám phá kiến thức để giải vấn đề thực tiễn cách có hiệu Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn khả chủ thể phát vấn đề thực tiễn, huy động kiến thức liên quan tìm tịi, khám phá kiến thức nhằm thực giải vấn đề thực tiễn đạt hiệu Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn khả nhận thức vận dụng chuyển hoá tri thức nhằm giải vấn đề thực tiễn nhằm nâng cao chất lượng sống, giải pháp bảo vệ thiên nhiên, thích ứng với biến đổi khí hậu, có hành vi thái độ hợp lý để phát triển bền vững 2.2.3 Biểu cụ thể lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 2.2.3.1 Phát vấn đề thực tiễn Đây bước đầu việc hình thành lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn Nếu học sinh không phát vấn đề thực tiễn, khơng thể giải vấn đề thực tiễn Học sinh phải biết vấn đề thực tiễn gì, đưa giải pháp để giải vấn đề Và phát vấn đề thực tiễn từ học sinh nhận vấn đề thực tiễn, nhận mâu thuẫn phát sinh vấn đề, đặt câu hỏi cho vấn đề