Tổ chức dạy học nội dung kiến thức công năng lượng công suất theo hướng trải nghiệm vật lí 10 chương trình gdpt 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Bùi Nguyễn Vân Anh TÊN ĐỀ TÀI TỔ CHỨC DẠY HỌC NỘI DUNG KIẾN THỨC “CÔNG, NĂNG LƯỢNG, CÔNG SUẤT” THEO HƯỚNG TRẢI NGHIỆM– VẬT LÍ 10 (Chương trình GDPT 2018) KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH TÊN ĐỀ TÀI TỔ CHỨC DẠY HỌC NỘI DUNG KIẾN THỨC “CÔNG, NĂNG LƯỢNG, CÔNG SUẤT” THEO HƯỚNG TRẢI NGHIỆM– VẬT LÍ 10 (Chương trình GDPT 2018) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Sinh viên thực hiện: BÙI NGUYỄN VÂN ANH Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí Người hướng dẫn: TS Ngơ Văn Thiện Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 LỜI CAM ĐOAN Chúng tơi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân Số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố, sử dụng cơng trình nghiên cứu TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 Tác giả Bùi Nguyễn Vân Anh XÁC NHẬN XÁC NHẬN CỦA KHOA VẬT LÍ CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Ngô Văn Thiện i LỜI CẢM ƠN Lời em gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô giảng viên khoa Vật lí – Trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy cô môn Phương pháp giảng dạy vật lí ứng dụng tận tình dạy trang bị cho em kiến thức cần thiết suốt thời gian ngồi ghế giảng đường, làm tảng cho em hồn thành luận văn Em xin bày tỏ lịng biết ơn tới TS Ngơ Văn Thiện tận tình hướng dẫn em suốt thời gian học tập trình làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Hoàng Phước Muội - phó phịng chun mơn Hà Thị Kim Ngân - giáo viên Công nghệ trường THCS – THPT Hoa Sen, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình nghiên cứu tiến hành thực nghiệm sư phạm Xin chân thành cảm ơn TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 Tác giả Bùi Nguyễn Vân Anh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÁC GIẢ iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 10 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC 10 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 10 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 10 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận 12 6.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 12 6.3 Phương pháp thống kê 12 ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI 12 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN 12 Chương I CƠ SỞ LÍ LUẬN DẠY HỌC THEO HƯỚNG TRẢI NGHIỆM NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC VẬT LÍ CHO HỌC SINH 13 1.1 Cơ sở lí thuyết dạy học theo hướng trải nghiệm 13 1.1.1 Lí thuyết học tập theo trải nghiệm Deway 13 1.1.2 Các mơ hình học tập theo hướng trải nghiệm 13 1.2 Năng lực vật lí 16 1.2.1 Năng lực Vật lí 16 1.2.2 Xây dựng Rubric đánh giá Năng lực Vật lí 16 1.3 Vận dụng mơ hình dạy học 5E thiết kế kế hoạch dạy học theo hướng trải nghiệm 22 1.4 Tìm hiểu chương trình vật lí 2018 23 1.4.1 Nội dung khái quát 23 iii 1.4.2 Thời lượng thực chương trình 25 1.4.3 Nội dung yêu cầu cần đạt chủ đề “Cơng, lượng, cơng suất” chương trình vật lí 10 27 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 28 Chương II TỔ CHỨC DẠY HỌC NỘI DUNG KIẾN THỨC “CÔNG, NĂNG LƯỢNG, CƠNG SUẤT” THEO HƯỚNG TRẢI NGHIỆM – VẬT LÍ 10 (Chương trình GDPT 2018) 29 2.1 Xây dựng nội dung kiến thức “công, lượng, công suất” – Vật lí 10 (Chương trình GDPT 2018) 29 2.1.1 Cấu trúc 29 2.1.2 Phân tích yêu cầu cần đạt 30 2.1.3 Xây dựng nội dung kiến thức 32 2.2 Thiết kế tiến trình dạy học 36 2.3.1 Kế hoạch dạy học chủ đề 1: Mơ hình Nhà máy thủy điện 36 2.3.2 Kế hoạch dạy học chủ đề 2: Hệ thống đưa vật liệu lên cao xây dựng 54 2.3 Công cụ đánh giá 68 2.3.1 Cơng cụ đánh giá chủ đề 1: Mơ hình Nhà máy thủy điện 68 2.3.2 Công cụ đánh giá chủ đề 2: Hệ thống đưa vật liệu lên cao xây dựng 71 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 75 Chương III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 76 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 76 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 76 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 76 3.2 Đối tượng phương pháp thực nghiệm sư phạm 76 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 76 3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 77 3.3 Thuận lợi khó khăn trình thực nghiệm sư phạm 78 3.3.1 Thuận lợi 78 3.3.2 Khó khăn 78 3.4 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm 78 3.5 Kết thực nghiệm sư phạm 79 3.5.1 Diễn biến thực nghiệm 79 iv 3.5.2 Đánh giá 89 KẾT LUẬN CHƯƠNG III 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 PHỤ LỤC 102 PHỤ LỤC 113 v DANH MỤC HÌNH Hình 1 Mơ hình trải nghiệm Kolb- chu trình gờm bốn giai đoạn 14 Hình Mơ hình học tập trải nghiệm 5E- chu trình gờm năm giai đoạn 15 Hình Mơ mơ hình nhà máy thủy điện 40 Hình 2 Cấu tạo nhà máy thủy điện đơn giản 43 Hình Mơ hình vận thăng 54 Hình Mơ hình vận thăng (hệ thống đưa vật liệu lên cao xây dựng) 58 Hình Bản thiết kế mẫu hệ thống đưa vật liệu lên cao xây dựng 64 Hình PHT1 hồn thành nhóm 83 Hình Nhóm phát kiến thức trọng tâm chưa rõ ràng chính xác 83 Hình 3 Nhóm phát kiến thức trọng tâm rõ ràng 84 Hình HS thảo luận nhóm trả lời Phiếu học tập 84 Hình HS đại diện nhóm phát biểu thảo luận 85 Hình GV giới thiệu phần Nhà máy thủy điện 86 Hình HS chăm lắng nghe ghi nhận kiến thức 87 Hình HS tìm hiểu kiến thức qua tài liệu nghiên cứu hoàn thành Phiếu học tập 87 Hình Phiếu học tập hoàn thành em Nguyễn Thanh Vy (nhóm 1) 88 Hình 3.11 Bản vẽ thiết kế nhóm (minh chứng biểu NLVL 3.4) 85 Hình 3.10 Bản vẽ thiết kế nhóm (minh chứng biểu NLVL 3.4) 85 Hình 3.12 Các em học sinh di chuyển theo nhóm xem thiết kế 85 Hình 3.13 Đại diện nhóm nhóm trình bày vẽ thiết kế nhóm 86 Hình 3.14 Đèn led 87 Hình 3.15 Nhóm tiến hành chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế (minh chứng biểu NLVL 3.4.2) 87 Hình 3.16 Nhóm tiến hành chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế (minh chứng biểu NLVL 3.4.2) 88 Hình 3.17 Đại diện nhóm báo cáo vận hành sản phẩm (minh chứng biểu NLVL 3.4.2) 89 Hình 3.18 Mơ hình hồn thiện nhóm 89 Hình 3.19 Nhóm lắng nghe nhận xét từ nhóm khác 89 vi DANH MỤC BẢNG Bảng Bảng tiêu chí đánh giá NLVL chủ đề “Mơ hình Nhà máy thủy điện” 68 Bảng 2 Bảng tiêu chí đánh giá NLVL chủ đề “Hệ thống đưa vật liệu lên cao xây dựng” 71 Bảng Danh sách HS lớp 10C4 76 Bảng Bảng tiêu chí đánh giá mức độ đạt NLVL HS 94 Bảng Biểu lực Vật lí học sinh cụ thể 94 Bảng 3 Bảng quy đổi điểm dựa biểu lực Vật lí ghi nhận 97 vii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT GV Giáo viên HĐTN Hoạt động trải nghiệm HS Học sinh NL Năng lực NLVL Năng lực Vật lí CTPTTT PPDH Chương trình phổ thơng tổng thể Phương pháp dạy học THCS Trung học sở THPT Trung học phổ thông viii PHỤ LỤC 102 PHỤ LỤC Bảng Kế hoạch học tập chủ đề "Nhà máy thủy điện" STT Nội dung Engage (Gắn kết) Thời gian Ghi 20 phút Kế hoạch dự án, phân nhóm, bầu nhóm trưởng thư ký Explore (Khám phá kiến thức 40 phút nền) nhóm Explain (Giải thích lựa chọn 30 phút phương án) Học sinh báo cáo lớp Elaborate (Vận dụng chế tạo 90 phút thử nghiệm sản phẩm) Học sinh làm việc Học sinh làm việc nhóm Evaluate (Trình bày sản phẩm 45 phút đánh giá) Học sinh báo cáo lớp Bảng Bảng phân công vai trị thành viên nhóm TT Họ tên Vai trị Trưởng nhóm Thư kí Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Nhiệm vụ (Gợi ý: Quản lí, tổ chức chung, phụ trách trình bày Poster; Ghi chép, lưu trữ hồ sơ học tập nhóm; Phát ngơn viên; Hồ sơ học tập; Chọn vật liệu phù hợp;….) 103 PHIẾU HỌC TẬP 1: KHỞI ĐỘNG Họ tên: Nhóm: Câu 1: Liệt kê dạng lượng? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 2: Trong đó, lượng lượng “sạch”? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 3: Ở Việt Nam, lượng sử dụng phổ biển nhất? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 5: Tại Việt Nam lại có nhiều Nhà máy thủy điện? Nhà máy thủy điện lớn nhất? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 6: Các kĩ sư xây dựng Nhà máy thủy điện nhằm mục đích gì? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… * Đề xuất câu hỏi cho vấn đề: 1……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5……………………………………………………………………………………………………………………………………………… → Vậy vấn đề cần tìm hiểu gì? -→ Liên quan đến kiến thức trọng tâm nào? 104 PHIẾU Nhóm: ……………………………………………… Họ tên: HỌC HỌC TẬP 22 TẬP ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 1: Phát biểu khái niệm động Động vật phụ thuộc vào ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… yếu tố nào? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 2: Phát biểu khái niệm Thế vật phụ thuộc vào yếu tố nào? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 3: Phát biểu định luật bảo toàn lượng ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 4: Phân tích chuyển hóa lượng hình ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 105 Câu 5: Phân tích số chuyển động hình ảnh nhận xét: a Chuyển động 1: Giữ xe mặt dốc, sau cho xe trượt xuống Xe chuyển động xuống dốc nhanh dần Nhận xét: Khi xe xuống dốc: - Độ cao xe ………………dần, tốc độ xe ………………dần - Thế xe ………………dần, động xe ……………… dần Vậy: Khi xe xuống dốc, ……………… chuyển hóa thành ………………năng Hãy nêu vài tượng từ sống quanh ta có biến đổi vật thành động b Chuyển động 2: Xét chuyển động bóng vận động viên ném bóng phía rổ Nhận xét: Khi bóng bay chậm dần lên cao phía rổ: - Tốc độ bóng …………… dần, độ cao bóng …………… dần - Động bóng …………… dần, bóng ……………dần Vậy: Khi bóng bay lên cao, ……………năng chuyển hóa thành …………… Hãy nêu vài tượng từ sống quanh ta có biến đổi vật thành động Câu 6.1: Tìm hiểu khái niệm năng? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 6.2: Phát biểu định luật bảo toàn năng? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 106 PHIẾU Nhóm: ……………………………………………… Họ tên: HỌC HỌC TẬP TẬP 2( tt) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 1: Trả lời câu hỏi điền từ thích hợp vào chỗ chấm  Nước đập tích trữ dạng lượng gì? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………  Khi nước đập chảy từ nơi cao đổ xuống thấp, nước mang lượng chuyển hóa từ dạng lượng sang dạng lượng nào? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………  Tổng động lúc = ………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………  Nhờ có …………….,mà ………………………… chuyển hóa thành ……………………………… tạo điện phục vụ nhu cầu sống Câu 2: Hãy giải thích nguyên lí hoạt động nhà máy thủy điện? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 3: Giải tốn sau: Một vật có khối lượng m=0,2kg ném thẳng đứng từ mặt đất, sau lúc, vật có vận tốc v=6m/s, lúc vật độ cao 5m so với mặt đất Tính vật …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Thiết kế mơ hình nhà máy thủy điện 107 Bảng: Tiêu chí đánh giá thiết kế Tiêu chí Nội dung Hình thức Thể ngun lí vận dụng kiến thức chuyển hóa lượng Trình bày rõ vẽ phận, ngun vật liệu mơ hình nhà máy thủy điện mơ hình sản phẩm Thể thích rõ ràng Thẩm mĩ Sáng tạo Tổng điểm Điểm tối đa Điểm đạt 5 5 25 Bảng: Tiêu chí đánh giá sản phẩm Tiêu chí Nội dung Hình thức Thể thiết kế Vận hành được, nguyên lí hoạt động nhà máy thủy điện Vật liệu tiết kiệm kinh phí, thân thiện với mơi trường để chế tạo mơ hình Thẩm mĩ, sáng tạo Tổng điểm Điểm tối đa Điểm đạt 5 5 20 108 TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1.3.8 Năng lượng - Định luật bảo tồn chuyển hóa lượng: a Năng lượng: Mọi vật xung quanh ta mang lượng Khi vật tương tác với vật khác chúng có trao đổi lượng Qúa trình trao đổi lượng diễn dạng khác nhau: Thực công, truyền nhiệt, phát tia mang lượng… b Định luật bảo toàn chuyển hóa lượng: Năng lượng khơng tự sinh không tự mà chuyển từ dạng sang dạng khác hay truyền từ vật sang vật khác 2.1.3.9 Cơng học (kí hiệu A): a Khái niệm: Là lượng sinh lực 𝐹⃗ tác dụng vào vật làm vật dịch chuyển qng đường s b Biểu thức tính cơng học: 𝐴 = 𝐹 𝑠 𝑐𝑜𝑠𝛼 Trong đó: • A: cơng học gọi tắt cơng (J) • F: độ lớn lực tác dụng vào vật (N) • S: quãng đường vật dịch chuyển (m) • 𝛼 = 𝐹⃗ , 𝑠⃗ góc hợp vecto lực vecto chuyển dời - Đơn vị cơng Jun (kí hiệu J): 1J = N.m c Công học đại lượng vơ hướng âm, dương phụ thuộc vào góc hợp phương lực tác dụng hướng chuyển dời chuyển động • A>0 : lực sinh cơng dương (cơng phát động) • A