Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu khai thác và sử dụng hệ thống bài tập chương “Chuyển động tròn” Vật lí 10
Sử dụng bài tập đã lựa chọn trong dạy học chương “Chuyển động tròn” – Vật lí
10 nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh.
Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu đề ra ở trên, nhiệm vụ nghiên cứu cần phải thực hiện gồm:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về năng lực, năng lực tự học và việc dạy học theo hướng phát triển năng lực tự học cho HS
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập Vật lí
Nghiên cứu về nội dung và cấu trúc chương trình sách giáo khoa Vật lí ở trường phổ thông, đặc biệt là chương "Chuyển động tròn" trong Vật lí 10, nhằm xác định các mục tiêu quan trọng trong việc giảng dạy kiến thức này Mục tiêu chính là giúp học sinh hiểu rõ các khái niệm cơ bản về chuyển động tròn, phát triển kỹ năng phân tích và giải quyết vấn đề trong thực tiễn, đồng thời khuyến khích tư duy phản biện và khả năng ứng dụng lý thuyết vào các tình huống cụ thể.
- Khai thác hệ thống câu hỏi và bài tập Vật lí dùng trong dạy học chương “Chuyển động tròn” lớp 10
- Nghiên cứu cách sử dụng hệ thống câu hỏi, bài tập Vật lí trong dạy học chương
“Chuyển động tròn” lớp 10 để phát triển năng lực tự học
Thiết kế phương án dạy học kết hợp bài tập từ chương “Chuyển động tròn” trong Vật lý 10 nhằm nâng cao năng lực tự học cho học sinh Việc khai thác bài tập này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về lý thuyết mà còn phát triển kỹ năng tự nghiên cứu và giải quyết vấn đề Học sinh sẽ được khuyến khích tham gia tích cực vào quá trình học tập, từ đó hình thành thói quen tự học hiệu quả.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để đánh giá hiệu quả dạy học trong việc phát triển năng lực tự học của HS.
Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện mục đích, nhiệm vụ đề ra tôi đã sử dụng phối hợp các phương pháp:
- Phương pháp nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu các văn kiện của Đảng và các văn bản của nhà nước liên quan đến đổi mới giáo dục phổ thông là cần thiết để phát triển năng lực tự học của học sinh Trong bối cảnh dạy học nói chung, đặc biệt là trong môn vật lý, việc nâng cao khả năng tự học của học sinh đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng giáo dục.
+ Nghiên cứu tài liệu về lí luận dạy học, sách, bài báo, luận văn, luận án, tạp chí chuyên ngành, các tài liệu có liên quan
Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách bài tập, sách giáo viên và tài liệu tham khảo là cần thiết để khai thác hiệu quả bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập trong dạy học chương "Chuyển động tròn" của môn Vật lí lớp 10.
+ Phương pháp phân tích, tổng hợp các nguồn tài liệu đã thu thập
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Điều tra thực trạng sử dụng các bài tập phát triển năng lực tự học cho học sinh trong dạy học Vật lí tại một số trường THPT hiện nay cho thấy sự cần thiết phải cải thiện phương pháp giảng dạy Việc áp dụng các bài tập phù hợp không chỉ giúp học sinh nâng cao khả năng tự học mà còn khuyến khích tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề Nghiên cứu này nhằm mục tiêu đánh giá hiệu quả của các bài tập hiện có và đề xuất những giải pháp tối ưu hóa quá trình học tập cho học sinh.
+ Lấy ý kiến GV về thực trạng tự học của HS trong dạy học Vật lí ở trường THPT
- Phương pháp điều tra thăm dò
+ Dự giờ trao đổi trực tiếp với giáo viên, tham khảo ý kiến của giáo viên
+ Điều tra kết quả học tập của học sinh chương “Chuyển động tròn” – Vật lí 10
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm
+ Tiến hành dạy thực nghiệm sư phạm ở trường THPT để kiểm tra mục tiêu và đánh giá hiệu quả của đề tài
- Phương pháp thống kê toán học
+ Xử lí số liệu và trình bày đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.
Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, kiến nghị Cấu trúc khóa luận gồm:
Chương 1 trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn về việc khai thác và sử dụng bài tập Vật lí nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh THPT Việc này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn khuyến khích tinh thần tự học, sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề Thông qua các bài tập, học sinh có thể rèn luyện kỹ năng tư duy phản biện và áp dụng lý thuyết vào thực tiễn, từ đó nâng cao hiệu quả học tập và phát triển toàn diện.
Chương 2: Khai thác và sử dụng bài tập Vật lí chương “Chuyển động tròn” – Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÍ THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH THPT 5 1.1 Cơ sở lý luận về phát triển năng lực tự học
Khái niệm tự học
Nghị quyết Trung ương V khóa VIII nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nâng cao chất lượng dạy và học, khuyến khích năng lực tự học và sáng tạo của học sinh Để đạt được điều này, cần đảm bảo đầy đủ điều kiện và thời gian cho học sinh tự học, đồng thời phát triển mạnh mẽ phong trào tự học và tự đào tạo trong cộng đồng.
Đảng ta xác định tự học là yếu tố then chốt trong chiến lược giáo dục, nhằm rèn luyện năng lực tự học cho học sinh và đào tạo nguồn nhân lực cho đất nước Do đó, nhiều tác giả đã nghiên cứu và đưa ra các khái niệm khác nhau về tự học.
Theo Nguyễn Cảnh Toàn, tự học là quá trình sử dụng trí tuệ và các phẩm chất cá nhân để chiếm lĩnh kiến thức Điều này bao gồm việc vận dụng khả năng quan sát, so sánh, phân tích và tổng hợp, cũng như sử dụng công cụ khi cần thiết Tự học còn đòi hỏi động cơ, tình cảm và nhân sinh quan, như tính trung thực, sự kiên trì và lòng say mê khoa học Qua đó, người học có thể biến khó khăn thành thuận lợi và sở hữu lĩnh vực kiến thức mà mình theo đuổi.
Tự học là quá trình độc lập mà người học chiếm lĩnh kiến thức, kỹ năng và kinh nghiệm thông qua việc sử dụng năng lực trí tuệ như quan sát, so sánh, phân tích và tổng hợp Đây là hoạt động giúp cá nhân không chỉ tiếp thu tri thức mà còn biến nó thành sở hữu riêng, từ đó phát triển bản thân và hiểu biết về lịch sử, xã hội của nhân loại.
GS Trần Phương nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tự học trong bài phát biểu tại hội thảo “Nâng cao chất lượng dạy học” diễn ra tháng 11/2005 ở Đại học Huế Ông khẳng định rằng việc học không chỉ là tiếp thu kiến thức mà còn là quá trình biến kiến thức khoa học từ nhiều thế hệ thành tri thức cá nhân, tự cải tạo tư duy và rèn luyện kỹ năng thực hành.
Tự học đóng vai trò quan trọng trong giáo dục và cuộc sống của người học Quá trình này yêu cầu người học phải độc lập, tự xây dựng kế hoạch và phương pháp học tập, đồng thời năng động trong việc tìm tòi và phân tích tài liệu Nhờ đó, người học không chỉ chiếm lĩnh tri thức mà còn phát triển tư duy sáng tạo và khả năng hoạt động độc lập, mở ra nhiều cơ hội học tập cho bản thân.
Các hình thức tự học
Theo Trịnh Văn Biều [4], có 3 hình thức tự học:
Tự học không có hướng dẫn là quá trình mà người học tự tìm kiếm tài liệu để nghiên cứu và áp dụng kiến thức Phương pháp này thường gặp nhiều khó khăn, tiêu tốn thời gian và yêu cầu người học phải có khả năng tự học cao.
- Tự học có hướng dẫn: Có GV ở xa hướng dẫn người học bằng tài liệu hoặc bằng các phương tiện thông tin khác
Tự học có sự hướng dẫn trực tiếp từ giáo viên, bao gồm việc sử dụng tài liệu và gặp mặt giáo viên trong một số tiết học trong tuần Sau khi được thầy cô giải thích và hướng dẫn, học sinh sẽ về nhà tự học để củng cố kiến thức.
Theo tác giả Nguyễn cảnh Toàn – Quá trình dạy – tự học, dựa vào hệ thống sách giáo khoa có 3 hình thức tự học:
- Tự học ở mức cao: có sách giáo khoa (SGK), người học tự đọc hiểu và rút ra kiến thức đồng thời rèn luyện tư duy và tính cách
- Tự học có hướng dẫn: có SGK và GV ở xa hướng dẫn tự học bằng tài liệu hoặc bằng các phương tiện thông tin viễn thông khác
Tự học giáp mặt trên lớp và tại nhà với sự hướng dẫn của giáo viên là phương pháp hiệu quả giúp học sinh tiếp thu kiến thức tốt hơn Học sinh có thể sử dụng sách giáo khoa và tham gia các tiết học với giáo viên trong tuần để nhận được sự chỉ dẫn cần thiết Việc này không chỉ giúp củng cố kiến thức mà còn tạo điều kiện cho học sinh phát triển kỹ năng tự học.
Như vậy, từ các cách phân loại hình thức tự học trên, có thể chia tự học thành 2 loại chính:
Tự học có sự hướng dẫn không trực tiếp từ tài liệu hoặc giáo viên qua phương tiện thông tin, tạo ra mối quan hệ chặt chẽ với quá trình dạy học Quá trình này bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, đặc biệt là sự quản lý và tổ chức các hoạt động dạy học của giáo viên cũng như quá trình tự học của học sinh.
Tự học có sự hướng dẫn trực tiếp giúp học sinh tương tác với giáo viên, từ đó họ trở thành chủ thể trong quá trình nhận thức và học tập Mỗi hình thức tự học đều mang lại những thuận lợi và khó khăn riêng, và khả năng tự học của học sinh phụ thuộc vào trình độ nhận thức ở từng lứa tuổi Để thành công, học sinh cần biến quá trình đào tạo thành tự đào tạo, với sự hỗ trợ từ các cơ sở giáo dục.
Chu trình tự học của học sinh
Chu trình tự học của HS là một chu trình ba giai đoạn:
- Tự kiểm tra, tự điều chỉnh
(1) Tự nghiên cứu (3) Tự kiểm tra, tự điều chỉnh
Hình 1 1 Chu trình tự học của HS [13]
Giai đoạn 1: Tự nghiên cứu
Người học chủ động khám phá và giải quyết vấn đề thông qua việc tự tìm hiểu và quan sát, sử dụng tài liệu và dữ liệu thu thập được Họ không chỉ tìm ra kiến thức mới mà còn phát triển các ứng dụng kỹ thuật có giá trị thực tiễn, hoặc tạo ra sản phẩm mang tính cá nhân độc đáo.
Giai đoạn 2: Tự thể hiện
Người học thể hiện bản thân qua văn bản và lời nói, tham gia vào các tình huống và vấn đề, trình bày và bảo vệ kiến thức cũng như sản phẩm cá nhân Họ cũng tự thể hiện thông qua hợp tác, trao đổi và giao tiếp với bạn bè và thầy cô, từ đó tạo ra những sản phẩm có giá trị xã hội cho cộng đồng lớp học.
Giai đoạn 3: Tự kiểm tra, tự điều chỉnh
Sau khi tham gia hợp tác và trao đổi với bạn bè và giáo viên, người học sẽ tự kiểm tra và đánh giá sản phẩm của mình Qua đó, họ có thể tự sửa sai và điều chỉnh để hoàn thiện sản phẩm khoa học của mình.
Vai trò của tự học
Hoạt động tự học đóng vai trò quan trọng trong quá trình học tập của người học, ảnh hưởng lớn đến chất lượng và hiệu quả học tập Việc tự học không chỉ giúp người học củng cố kiến thức mà còn phát triển kỹ năng tự nghiên cứu và tư duy độc lập.
Tự học đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao khả năng hiểu biết và tiếp thu tri thức mới Qua quá trình này, học sinh không chỉ nỗ lực mà còn phát huy tư duy sáng tạo, biến kiến thức và kinh nghiệm của nhân loại thành vốn kiến thức cá nhân Hoạt động tự học giúp học sinh khám phá tri thức sâu sắc hơn, mở rộng hiểu biết, củng cố ghi nhớ và áp dụng kiến thức vào việc giải quyết các nhiệm vụ học tập mới.
Tự học không chỉ đóng vai trò quan trọng trong giáo dục mà còn giúp hình thành phẩm chất trí tuệ và rèn luyện nhân cách Việc tự học không ngừng phát triển kỹ năng và kiến thức cá nhân, góp phần nâng cao giá trị bản thân.
Học sinh phát triển thói quen độc lập suy nghĩ và giải quyết vấn đề, từ đó tăng cường sự tự tin trong việc lựa chọn cuộc sống Tự học không chỉ hình thành lối sống và làm việc khoa học mà còn rèn luyện ý chí, kiên trì, khả năng phê phán, sự hứng thú trong học tập và đam mê nghiên cứu khoa học.
Tự học là chìa khóa giúp mọi người chủ động trong việc học tập suốt đời, khẳng định năng lực và cống hiến cho xã hội Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh khoa học công nghệ phát triển nhanh chóng, yêu cầu học sinh không bị lạc hậu Việc tự học không chỉ nên giới hạn trong giờ học trên lớp mà cần được mở rộng ra ngoài, như Aditxterrec đã nhấn mạnh, việc chỉ truyền thụ kiến thức từ giáo viên không đủ để đảm bảo học sinh lĩnh hội tri thức Học sinh cần phải tự mình khám phá và nắm vững kiến thức để thực sự hiểu biết Rèn luyện phương pháp và kỹ năng tự học, cùng với khả năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn, sẽ tạo ra niềm đam mê học tập và nâng cao kết quả học tập.
Các kĩ năng tự học
Theo tác giả Nguyễn Thi Thu Ba trong bài viết “Kĩ năng tự học cần phát triển cho học sinh phổ thông như thế nào?”, kĩ năng tự học được định nghĩa là khả năng tổ chức và điều khiển hoạt động tự học dựa trên kinh nghiệm liên quan Mỗi loại hình học tập yêu cầu những kĩ năng chuyên biệt khác nhau Để việc tự học đạt hiệu quả cao, học sinh cần trang bị một số kĩ năng tự học cơ bản.
Kỹ năng định hướng là yếu tố quan trọng để đảm bảo quá trình tự học diễn ra thành công Người học cần thiết lập một hệ thống định hướng và chỉ dẫn, giúp họ thực hiện các hành động cụ thể Hệ thống này không chỉ giúp nhận thức rõ đối tượng mà còn hỗ trợ trong việc lập kế hoạch, kiểm tra và điều chỉnh hành động theo kế hoạch đã đề ra.
- Kĩ năng lập kế hoạch học tập
Khi đã xác định mục tiêu, nội dung và phương pháp học, người học cần xây dựng kế hoạch học tập để tiếp cận tri thức hiệu quả Kế hoạch này sẽ giúp người học chiếm lĩnh kiến thức một cách dễ dàng hơn Trong quá trình lập kế hoạch, người học cần lưu ý một số điểm quan trọng để đảm bảo hiệu quả học tập.
Để xây dựng một kế hoạch học tập hiệu quả, người học cần xác định rõ tính hướng đích của kế hoạch Kế hoạch nên được thiết lập một cách cụ thể và nhất quán cho từng giai đoạn, thời điểm, phù hợp với điều kiện và hoàn cảnh cá nhân.
Khi lập kế hoạch, người học cần xác định đúng trọng tâm và ưu tiên những yếu tố quan trọng để tối ưu hóa tác động, từ đó dành thời gian và công sức cho những nhiệm vụ này.
- Kĩ năng thực hiện kế hoạch
Tiếp cận thông tin một cách thông minh và linh hoạt là lựa chọn và chủ động nhận biết từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm đọc sách, nghe giảng, xem truyền hình, tra cứu trên Internet và thực hiện thí nghiệm.
Trong quá trình tự học, việc xử lý thông tin không diễn ra một cách vô thức mà cần có sự gia công và xử lý để có thể sử dụng hiệu quả Các kỹ năng cần thiết cho quá trình này bao gồm ghi chép, phân tích, đánh giá, tóm lược, tổng hợp và so sánh thông tin.
Vận dụng tri thức và thông tin khoa học là yếu tố quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề thực tiễn Điều này thể hiện qua việc áp dụng kiến thức để thực hành bài tập, tham gia thảo luận, xử lý tình huống và viết bài thu hoạch.
Trao đổi và phổ biến thông tin là bước cuối cùng trong quá trình tiếp nhận tri thức, bao gồm việc chia sẻ kinh nghiệm và thông tin thông qua các hình thức như thảo luận, thuyết trình và tranh luận.
- Kĩ năng tự kiểm tra, đánh giá, rút kinh nghiệm
Khi người học tự đánh giá kết quả học tập, họ sẽ nhận thức rõ năng lực của bản thân, xác định được những gì đã làm tốt và những gì cần cải thiện Điều này giúp họ có hướng phát huy hoặc khắc phục những điểm yếu Để phát triển kỹ năng tự kiểm tra và đánh giá, học sinh cần
Để tự trả lời câu hỏi trong sách giáo khoa, học sinh cần xác định yêu cầu của câu hỏi, dự kiến câu trả lời và tái hiện các kiến thức liên quan Sau đó, việc trình bày câu trả lời trước nhóm hoặc lớp sẽ giúp tìm ra những sai sót và từ đó có thể khắc phục hiệu quả.
+ Tự đặt câu hỏi để tự mình giải quyết hoặc thảo luận cùng bạn bè
Để nâng cao kỹ năng học tập, bạn nên hoàn thành các bài tập do giáo viên giao và tự tìm kiếm bài tập bổ sung Sau khi làm xong, hãy tự kiểm tra đáp án để rút ra bài học kinh nghiệm cho bản thân.
Năng lực tự học
1.1.6.1 Khái niệm năng lực và năng lực tự học
Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành và phát triển qua tố chất, học tập và rèn luyện Nó cho phép con người tổng hợp kinh nghiệm, kỹ năng, kiến thức cùng với các thuộc tính cá nhân như hứng thú, niềm tin, ý chí và trách nhiệm Điều này giúp họ đạt được kết quả trong các hoạt động dưới những điều kiện cụ thể.
CT GDPT 2018 xác định mục tiêu phát triển năng lực cốt lõi cho học sinh, bao gồm năng lực chung và năng lực đặc thù Năng lực chung là những kỹ năng cơ bản, thiết yếu, tạo nền tảng cho mọi hoạt động trong cuộc sống và lao động Trong khi đó, năng lực đặc thù được hình thành từ năng lực chung, tập trung vào các lĩnh vực chuyên sâu như toán học, âm nhạc, mỹ thuật và thể thao, nhằm đáp ứng yêu cầu của từng hoạt động cụ thể.
Các năng lực chung như tự chủ, tự học, giao tiếp, hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo được hình thành và phát triển qua các môn học và hoạt động giáo dục Trong khi đó, các năng lực đặc thù như ngôn ngữ, tính toán, khoa học, công nghệ, tin học, thẩm mỹ và thể chất chủ yếu được phát triển thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục cụ thể.
Trong văn bản Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, các yêu cầu về phẩm chất chủ yếu và năng lực chung đã được nêu rõ Đồng thời, các yêu cầu về năng lực đặc thù cũng được quy định cụ thể trong chương trình từng môn học và hoạt động giáo dục của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
Năng lực tự học là yếu tố quan trọng trong quá trình phát triển tri thức của học sinh Vì vậy, khả năng tự chủ trong học tập đã thúc đẩy nhiều nhà giáo dục đề xuất các phương pháp giảng dạy đa dạng nhằm nâng cao chất lượng giáo dục.
Tự học, theo Lưu Xuân Mới (2000), được hiểu là hoạt động nhận thức độc lập của cá nhân nhằm nắm vững tri thức và kỹ năng Hoạt động này có thể diễn ra trong và ngoài lớp học, không nhất thiết phải tuân theo chương trình hay sách giáo khoa Tự học là một hình thức dạy học cơ bản ở bậc đại học, thể hiện tính độc lập cao và sự sắc thái cá nhân, đồng thời có mối quan hệ chặt chẽ với quá trình dạy và học.
Trong hội thảo “Nâng cao chất lượng dạy học” tại Đại học Huế, GS Trần Phương nhấn mạnh tầm quan trọng của tự học trong việc chuyển hóa kiến thức khoa học thành tri thức cá nhân và rèn luyện kỹ năng thực hành Tự học thể hiện sự chủ động trong việc tìm tòi thông tin qua sách vở, báo chí và các phương tiện truyền thông Người tự học cần biết chắt lọc và phân loại thông tin, đồng thời loại bỏ những thông tin không đáng tin cậy hoặc chưa được kiểm chứng.
Năng lực tự học được hiểu là nội lực phát triển bản thân của người học, phản ánh tiềm năng quý giá bên trong mỗi cá nhân Mỗi người đều sở hữu khả năng tự sử dụng trí tuệ, hành động và cảm xúc để chiếm lĩnh và sở hữu những lĩnh vực tri thức của nhân loại.
1.1.6.2 Các năng lực thành tố của năng lực tự học
Các năng lực thành tố của năng lực tự học (NLTH) bao gồm việc xác định động cơ và mục đích học tập, lập kế hoạch và thực hiện các phương pháp tự học hiệu quả, cùng với khả năng tự đánh giá và điều chỉnh quá trình tự học của bản thân.
Xác định động cơ và mục đích học tập là yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu quả học tập Khi học sinh hiểu rõ lý do và mục tiêu của mình, họ sẽ dễ dàng vượt qua khó khăn, nỗ lực hơn trong việc học, và có kế hoạch tự học rõ ràng Việc này không chỉ giúp học sinh biết mình cần làm gì mà còn tạo động lực để họ cố gắng đúng hướng.
Hoạt động tự học bắt đầu khi người học tự tạo động lực và cảm thấy cần thiết để học Việc xác định động cơ và đặt ra mục tiêu học tập rõ ràng là yếu tố quan trọng giúp người học hứng thú và chủ động trong quá trình học tập.
Để việc học tập hiệu quả, việc lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch học tập là rất quan trọng Cần xây dựng mục đích, kế hoạch, phong cách và phương pháp học tập một cách cụ thể và rõ ràng Học sinh cần xác định trọng tâm công việc, lựa chọn nội dung cốt lõi có ảnh hưởng trực tiếp đến mục tiêu học tập để ưu tiên thời gian và công sức Nếu việc học bị dàn trải và phân tán, hiệu quả sẽ giảm sút Do đó, học sinh cần sắp xếp công việc một cách hợp lý và logic về nội dung lẫn thời gian, hoàn thành từng kế hoạch học tập đã đề ra Khi có khung kế hoạch rõ ràng, học sinh sẽ dễ dàng tiếp cận và chiếm lĩnh tri thức.
Học sinh cần nắm vững nội dung bài học và tự lập kế hoạch học tập cho bản thân, đồng thời xác định phương pháp học phù hợp Họ có thể tìm kiếm tài liệu và kết hợp nhiều cách học như học nhóm và học cá nhân để tìm ra phương pháp hiệu quả nhất Việc tự học dưới sự hướng dẫn của giáo viên cũng rất quan trọng, giúp học sinh thực hiện kế hoạch đã đề ra nhằm đạt được kết quả tốt nhất.
- Tự đánh giá và điều chỉnh việc tự học của mình
Tự kiểm tra và đánh giá là kỹ năng thiết yếu trong quá trình tự học, được thực hiện qua nhiều hình thức như thang đo mức độ đáp ứng yêu cầu của giáo viên, tự đánh giá cá nhân, và nhận xét từ tập thể qua thảo luận Việc kiểm tra cần diễn ra thường xuyên để học sinh có thể rút ra bài học kinh nghiệm cho bản thân, từ đó nâng cao hiệu quả học tập.
Học sinh chủ động tìm kiếm sự góp ý và thông tin phản hồi từ bạn bè và thầy cô để cải thiện kết quả học tập Họ xin ý kiến giáo viên về hiệu quả học tập của bản thân nhằm nhận được tư vấn về phương pháp học Qua đó, học sinh có thể tự đánh giá năng lực học tập, nhận diện những điểm mạnh và điểm yếu của mình, từ đó điều chỉnh phương pháp tự học để đạt hiệu quả cao hơn.
Bài tập Vật lí
1.2.1 Bài tập Vật lí và phân loại bài tập Vật lí
1.2.1.1 Khái niệm bài tập Vật lí
Bài tập Vật lí (BTVL) được hiểu là một vấn đề cần giải quyết, yêu cầu người học phải có kiến thức, kỹ năng, và khả năng suy luận logic BTVL không chỉ giúp học sinh củng cố và nâng cao kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng và phát triển tư duy Đồng thời, BTVL cũng là công cụ hữu ích cho giáo viên trong việc đánh giá quá trình học tập của học sinh.
1.2.1.2 Phân loại bài tập Vật lí
Việc phân loại bài tập vật lý (BTVL) dựa trên các mục tiêu và tiêu chí cụ thể trong quá trình dạy học, tuy nhiên, sự phân loại này chỉ mang tính tương đối Mỗi loại bài tập thường chứa đựng yếu tố của các loại bài tập khác Trong dạy học vật lý, quá trình tìm lời giải cho các BTVL thực chất là quá trình nhận thức của học sinh, đòi hỏi vận dụng kiến thức vật lý đã học và có mối liên hệ chặt chẽ với thực tế cuộc sống.
Có thể dựa vào lĩnh vực thực tiễn được gắn với nội dung bài tập để phân loại các BTVL theo 1 số cách như sau:
- Phân loại theo tính chất của bài tập:
Bài tập định tính trong Vật lý yêu cầu học sinh giải thích các hiện tượng và tình huống thực tiễn bằng cách vận dụng các định luật và nguyên lý Vật lý Ví dụ, học sinh có thể giải thích hiện tượng ảo giác, nhật thực, nguyệt thực và cầu vồng, từ đó giúp họ hiểu rõ hơn về các hiện tượng xảy ra trong cuộc sống hàng ngày.
Bài tập định lượng là loại bài tập yêu cầu thực hiện các phép tính thực tế, đòi hỏi người học phải áp dụng các tính chất và công thức Vật lý để tìm ra giải pháp Ví dụ điển hình là việc xác định lượng nhiên liệu cần thiết để xe ô tô di chuyển một khoảng cách nhất định.
Bài tập tổng hợp kết hợp kiến thức định tính và định lượng, yêu cầu người học sử dụng cả giải thích định tính và tính toán để giải quyết vấn đề Ví dụ, tính toán số tiền điện hàng tháng mà gia đình phải trả cho nhà nước, đồng thời giải thích nguyên nhân tiêu hao điện năng trên dây dẫn và đề xuất giải pháp khắc phục hiệu quả.
Bài tập ứng dụng kỹ thuật Vật lý giúp học sinh phát triển kỹ năng kiến tạo sản phẩm thực tế từ kiến thức Vật lý Những bài tập này không chỉ yêu cầu kiến thức tổng hợp mà còn đòi hỏi kỹ năng thiết kế mô hình và thực hành Ví dụ như chế tạo động cơ phản lực, kính tiềm vọng, và máy phát điện.
Bài tập thí nghiệm là loại bài tập yêu cầu học sinh thực hiện một thí nghiệm thực tế, tiến hành đo đạc và xử lý kết quả, hoặc tự sáng tạo mô hình và phương án thí nghiệm Ví dụ, học sinh có thể sử dụng các vật liệu đơn giản dễ kiếm để chế tạo một thí nghiệm về hiện tượng giao thoa ánh sáng.
- Phân loại dựa vào mức độ nhận thức của HS:
Bài tập tập dượt là những bài tập liên quan đến ứng dụng kỹ thuật và hiện tượng đơn giản trong cuộc sống, giúp học sinh nhận diện kiến thức Vật lý Thông qua các bài tập này, học sinh sẽ củng cố kiến thức, nhận ra mối liên hệ chặt chẽ giữa lý thuyết và thực tiễn, từ đó tăng cường hứng thú và sự tích cực trong học tập Ví dụ, khi nhúng một chiếc thìa vào nước, hiện tượng chiếc thìa như bị gãy tại mặt nước sẽ kích thích học sinh giải thích nguyên nhân của hiện tượng này.
Bài tập sáng tạo yêu cầu học sinh sử dụng kiến thức và kỹ năng của mình để tìm ra các giải pháp kỹ thuật hiệu quả, dựa trên suy luận logic Ví dụ, với 5 viên gạch trên một khay nhựa, chỉ được phép sử dụng 1 tờ giấy A4 và băng keo, học sinh cần nghĩ ra cách nâng khay chứa gạch lên khỏi mặt đất.
Trong khuôn khổ luận văn này, tôi phân loại học sinh dựa trên mức độ nhận thức theo thang Bloom, đồng thời xem xét mức độ nội dung bài tập liên quan đến thực tế.
Mức 1 (mức nhận biết) bao gồm những bài tập đơn giản, trong đó học sinh chỉ cần tái hiện kiến thức mà không cần hiểu rõ ý nghĩa của các kiến thức đó trong cuộc sống hàng ngày.
Mức 2 (mức thông hiểu) yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức để giải thích các tình huống không biến đổi Điều này liên quan đến việc áp dụng các cách làm thực tế hoặc các phương pháp xử lý đã được xác định trước.
- Mức 3 (mức vận dụng): Những bài tập trong đó yêu cầu HS vận dụng kiến thức vật lí để giải quyết những tình huống đặt ra trong thực tiễn
Mức 4 trong việc vận dụng kiến thức vật lý được hiểu là khả năng phân tích, tổng hợp và sáng tạo Điều này bao gồm việc sử dụng kiến thức vật lý để đánh giá các vấn đề thực tiễn liên quan, hoặc áp dụng kỹ năng và kỹ xảo vật lý trong các nghiên cứu khoa học nhỏ Người học cần đề ra kế hoạch hành động cụ thể và viết báo cáo kết quả nghiên cứu của mình.
Trong các mức độ yêu cầu, có thể chia thành nhiều yêu cầu nhỏ hơn phù hợp với trình độ học sinh, đồng thời thể hiện sự phân hóa giữa các học sinh trong một bài học trong hệ thống BTVL.
1.2.1.3 Yêu cầu của một hệ thống bài tập Vật lí trong dạy học
Hệ thống bài tập là các bài tập được xây dựng thành hệ thống, thoả mãn các yêu cầu của một hệ thống bài tập Vật lí Đó là:
Các bài tập nên được sắp xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, nhằm giúp học sinh phát triển kỹ năng giải quyết các bài tập điển hình Việc này bao gồm việc áp dụng kiến thức và kỹ năng từ một đề tài đến nhiều đề tài khác nhau, cũng như làm quen với số lượng các đại lượng đã biết và các đại lượng cần tìm.
Phát triển năng lực tự học của học sinh trong dạy học sử dụng BTVL
1.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh
Theo Thái Duy Tuyên, nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động tự học của học sinh Để nâng cao chất lượng và hiệu quả của quá trình tự học, cần xem xét và phối hợp nhiều yếu tố khác nhau.
Người học đóng vai trò quan trọng trong quá trình giáo dục, với động cơ và nhu cầu học tập là yếu tố quyết định Tố chất và năng khiếu bẩm sinh cũng ảnh hưởng đến khả năng tiếp thu kiến thức Trình độ lý luận và trải nghiệm thực tiễn giúp người học phát triển kỹ năng tự học hiệu quả Ngoài ra, phẩm chất, ý chí và xúc cảm của người học cũng góp phần không nhỏ vào sự thành công trong việc tiếp thu và vận dụng kiến thức.
Giáo viên (GV) đóng vai trò quan trọng trong quá trình tự học của học sinh (HS) thông qua nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức dạy học Thái độ và mối quan hệ giữa GV và HS ảnh hưởng lớn đến chất lượng dạy học và tự học Gia đình, bao gồm cha mẹ và anh em, là nguồn động viên tinh thần liên tục, đồng thời cung cấp tài chính và phương tiện cho HS Bạn bè, đặc biệt là trong các nhóm nhỏ, cũng góp phần quan trọng trong việc trao đổi, tranh luận và hỗ trợ nhau trong học tập, giúp vượt qua khó khăn và phát triển tư tưởng khoa học cũng như củng cố niềm tin vào bản thân và cộng đồng.
Các điều kiện vật chất và tinh thần như sách vở, thời gian, tài chính, cùng với môi trường đạo đức lành mạnh từ gia đình, nhà trường và xã hội, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển nhân cách Thiếu những yếu tố này, người học sẽ gặp khó khăn trong việc đạt được kết quả, kể cả trong việc tự học.
Khi giải quyết vấn đề tự học, cần xem xét toàn diện các yếu tố liên quan để kịp thời phát hiện và khắc phục những lỗ hổng, điểm yếu Điều này sẽ giúp tạo ra một sự phát triển hài hòa và cân đối Đồng thời, việc xác định điểm chính yếu cũng rất quan trọng để tạo động lực thúc đẩy quá trình tự học hiệu quả.
1.3.2 Mối quan hệ giữa bồi dưỡng năng lực tự học cho học sinh với dạy học Vật lí có sử dụng bài tập Vật lí
Bài tập Vật lí đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lực tự học cho học sinh, tạo ra mối quan hệ tương hỗ giữa việc dạy học và việc tự học Mục tiêu chính là chuyển đổi vị thế của học sinh từ người tiếp thu kiến thức thụ động thành chủ thể chủ động tìm kiếm tri thức Đồng thời, giáo viên không chỉ là người truyền đạt thông tin mà còn là người tổ chức, hướng dẫn và hỗ trợ học sinh trong quá trình chiếm lĩnh kiến thức Điều này không chỉ thúc đẩy hứng thú học tập mà còn khuyến khích tính tích cực, sáng tạo và phát triển tư duy của học sinh.
Tổ chức tiết dạy theo hướng phát triển năng lực tự học cho học sinh đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng về lý thuyết và nội dung Việc này không chỉ đảm bảo thời gian mà còn đạt được mục tiêu kiến thức một cách hiệu quả Sử dụng bài tập vật lý trong quá trình dạy học giúp nâng cao hiệu quả phương pháp dạy và học, đồng thời liên kết kiến thức với các kỹ năng toán học, logic và lập luận Quá trình tự học được hỗ trợ bởi bài tập vật lý không chỉ khuyến khích tính tò mò mà còn giúp học sinh áp dụng kiến thức vào thực tiễn, từ đó làm cho kiến thức trở nên chặt chẽ và bền vững hơn.
1.3.3 Vai trò, tác dụng của bài tập Vật lí với phát triển năng lực tự học cho học sinh
Vật lý là môn học quan trọng giúp học sinh hiểu rõ quy luật vận động của thế giới vật chất Bằng cách học BTVL, học sinh có thể phân tích và áp dụng những quy luật này vào thực tiễn Việc vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể sẽ giúp học sinh nắm vững và hoàn thiện kiến thức của mình.
Trong dạy học Vật lý, việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vận dụng lý thuyết (BTVL) là một phương pháp dạy học hiệu quả Quá trình giải quyết các tình huống cụ thể mà BTVL đưa ra giúp học sinh phát triển tư duy logic và khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn.
Việc rèn luyện kỹ năng Vật lí đòi hỏi học sinh sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa và trừu tượng hóa để giải quyết vấn đề hiệu quả.
Giải bài tập vật lý (BTVL) đóng vai trò quan trọng trong mọi khâu và loại bài dạy, là phương pháp thiết yếu để nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lý Việc giải BTVL không chỉ giúp học sinh phát triển tư duy mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiếp thu kiến thức hiệu quả.
BTVL là phương tiện hiệu quả giúp học sinh phát triển tư duy, khả năng tưởng tượng, độc lập trong suy nghĩ và hành động, cũng như tính kiên trì Nó không chỉ là phương pháp học tập tích cực mà còn giúp học sinh áp dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn, giảm bớt căng thẳng từ khối lượng lý thuyết và khơi dậy niềm đam mê học tập Đối với giáo viên, BTVL cung cấp cơ hội để mở rộng kiến thức và hình thành khái niệm vật lý mà không thể đề cập trong giờ lý thuyết Cụ thể, BTVL được sử dụng để khuyến khích học sinh tìm tòi, phát triển kỹ năng, mô phỏng các tình huống thực tế và kích thích tư duy sáng tạo, từ đó nâng cao hứng thú học tập bộ môn.
BTVL được xem như một nhiệm vụ học tập quan trọng, giúp học sinh khám phá và nghiên cứu sâu về kiến thức vật lý Qua đó, học sinh phát triển khả năng phát hiện và giải quyết các vấn đề học tập cũng như thực tiễn liên quan đến vật lý BTVL còn giúp học sinh chuyển hóa kiến thức đã học từ bài giảng thành tri thức cá nhân, tạo nền tảng cho sự sáng tạo và ứng dụng kiến thức trong cuộc sống.
Giải các bài tập vận dụng lý (BTVL) giúp học sinh (HS) nhận thấy lợi ích của việc học môn Vật lý, từ đó hiểu rõ hơn các khái niệm và tính chất, củng cố kiến thức một cách thường xuyên và hệ thống hóa kiến thức một cách sinh động BTVL trong dạy học tạo động cơ học tập tích cực, kích thích trí tò mò và sự ham hiểu biết, làm tăng hứng thú học môn học, từ đó khuyến khích HS nghiên cứu khoa học và công nghệ, giúp định hướng nghề nghiệp tương lai Việc sử dụng BTVL cũng rèn luyện cho HS tính kiên nhẫn, tự giác, chủ động, chính xác và sáng tạo trong học tập Các bài tập gắn liền với đời sống của HS và môi trường xung quanh càng gia tăng động cơ học tập, nâng cao chất lượng cuộc sống của bản thân và cộng đồng.
25 quyết các vấn đề thực tiễn HS thêm tự tin vào bản thân mình để tiếp tục học hỏi, tiếp tục phấn đấu và phát triển
BTVL được xem như một nhiệm vụ học tập thiết yếu, giúp học sinh khám phá và nghiên cứu sâu sắc kiến thức Vật lý một cách sáng tạo Qua đó, học sinh có thể chuyển hóa những kiến thức đã tiếp thu từ bài giảng thành tri thức cá nhân Kiến thức sẽ được ghi nhớ lâu hơn khi được áp dụng thường xuyên, như M.A Đanilôp đã nhận định.
“Kiến thức sẽ được nắm vững thực sự, nếu HS có thể vận dụng thành thạo chúng vào việc hoàn thành những bài tập lí thuyết và thực hành”
Đánh giá năng lực tự học của học sinh trong dạy học
1.4.1 Sự cần thiết xây dựng công cụ đánh giá năng lực tự học của học sinh
Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng giáo dục là yếu tố thiết yếu cho mọi hệ thống giáo dục Hoạt động đánh giá, do cả giáo viên và học sinh thực hiện, đóng vai trò quan trọng trong quá trình dạy và học.
Theo Từ điển Giáo dục học, đánh giá là hoạt động của con người nhằm phán xét các đặc điểm của sự vật, hiện tượng hoặc con người dựa trên những quan điểm chuẩn mực mà người đánh giá tuân thủ.
Đánh giá năng lực không chỉ dựa trên kiến thức học thuật mà còn phải liên hệ với thực tiễn và bối cảnh hoạt động, đồng thời khuyến khích sự sáng tạo trong việc áp dụng kiến thức và kỹ năng Ở các quốc gia có nền giáo dục phát triển, việc xây dựng tiêu chí đánh giá chất lượng học tập thường dựa trên nghiên cứu giáo dục kết hợp với kinh nghiệm thực tiễn của giáo viên và nhà trường Hiện nay, nhiều người nhận thấy rằng các mục tiêu vĩ mô, mặc dù hữu ích, nhưng chưa đủ để xác định và đánh giá hiệu quả quá trình học tập của học sinh.
Việc xây dựng công cụ đánh giá năng lực trong dạy học là rất cần thiết, nhằm thiết lập các tiêu chí rõ ràng và cụ thể Điều này giúp thông báo chính xác với học sinh, giáo viên và phụ huynh về những mong đợi của xã hội và nhà trường đối với kiến thức và kỹ năng mà học sinh cần đạt được.
Các tiêu chí cụ thể giúp xác định các hình thức đánh giá kết quả học tập và các bài kiểm tra có khả năng đo lường chính xác sự tiến bộ của người học Dữ liệu thu được từ những bài kiểm tra này sẽ cung cấp thông tin quý giá cho giáo viên và xã hội về tiến độ học tập của học sinh, cũng như những lĩnh vực cần cải thiện.
Năng lực tự học là mục tiêu chính trong quá trình dạy học, và để đánh giá chính xác kết quả của quá trình này, việc xây dựng bộ tiêu chí rõ ràng và cụ thể là rất cần thiết.
1.4.2 Một số công cụ đánh giá năng lực tự học của học sinh trong dạy học
1.4.2.1 Đánh giá qua quan sát Đánh giá qua quan sát là thông qua quan sát mà đánh giá các thao tác, động cơ, các hành vi, kĩ năng thực hành và kĩ năng nhận thức, chẳng hạn như cách giải quyết vấn đề trong một tình huống cụ thể [19] Đặc điểm của đánh giá qua quan sát: Quan sát là quá trình tri giác có mục đích, có kế hoạch, ghi chép lại hoạt động mọi yếu tố liên quan đến đối tượng nghiên cứu, phù hợp với mục tiêu nghiên cứu nhằm mô tả, phân tích, nhận định và đánh giá về trường học, môi trường, văn hóa, và sự tương tác giữa những con người với nhau Trong quá trình dạy học thì đó là quan sát tương tác giữa HS - HS, HS – GV
Quan sát sử dụng khi:
- Cần biết sự cần thiết, hiệu quả hoạt động của các trang thiết bị dạy học phục vụ quá trình dạy và mục tiêu học tập
- Cần biết năng lực dạy học của GV
- Cần cung cấp thông tin định tính để bổ sung cho các thông tin định lượng trong điều tra, thu thập minh chứng để đánh giá các tiêu chí
Quy trình đánh giá qua quan sát:
- Chuẩn bị: Xác định được mục đích, các cách thu thập thông tin từ HS
- Quan sát, ghi biên bản: Quan sát bằng cách thức nào, ghi chép những gì
- Đánh giá: Phân tích, nhận xét về kết quả, ra quyết định Ưu, nhược điểm:
- Ưu điểm: Người nghiên cứu hiểu bối cảnh và cung cấp dữ liệu liên quan trực tiếp đến tình huống, hành vi điển hình
- Nhược điểm: Quan sát mang tính chủ quan, kỹ thuật quan sát còn nhiều hạn chế
1.4.2.2 Đánh giá qua hồ sơ Định nghĩa:
Hồ sơ học tập của học sinh là bộ sưu tập có tổ chức và có mục đích, ghi lại những nỗ lực và tiến trình học tập của học sinh trong một khoảng thời gian nhất định.
Hồ sơ học tập là công cụ hữu hiệu giúp giáo viên đánh giá sự trưởng thành và năng lực của học sinh (HS) qua toàn bộ quá trình học tập Bằng cách xem xét những công việc đã hoàn thành và sản phẩm đầu ra, giáo viên có thể nhận diện rõ ràng quá trình phấn đấu của HS trong việc phát triển năng lực Phương pháp này không chỉ mang lại lợi ích trong việc đánh giá mà còn khuyến khích HS nỗ lực hơn nữa trong học tập.
Sự hoàn thiện năng lực của học sinh (HS) được thể hiện qua sản phẩm ở từng giai đoạn, giúp giáo viên thu thập phản hồi từ những lời tự đánh giá của các em Hồ sơ học tập cũng hỗ trợ giáo viên trong việc đánh giá năng lực tư duy bậc cao, tính sáng tạo và khả năng làm việc độc lập của học sinh.
Hồ sơ học tập là tài liệu quan trọng thể hiện sự tiến bộ của học sinh, bao gồm việc tự đánh giá bản thân, nêu rõ điểm mạnh, điểm yếu, sở thích và kết quả học tập Học sinh ghi lại quá trình học tập, đối chiếu với các mục tiêu đã đặt ra và nhận xét từ giáo viên, bạn bè để xác định nguyên nhân và phương hướng cải thiện Hồ sơ này đóng vai trò như bằng chứng cho những kiến thức và kỹ năng mà học sinh đã tiếp thu.
Hồ sơ học tập là công cụ quan trọng giúp xác định và điều chỉnh quá trình học tập của học sinh, đồng thời đánh giá hoạt động và mức độ đạt được của các em Việc sử dụng hồ sơ học tập phù hợp với từng mục tiêu giáo dục sẽ nâng cao hiệu quả giảng dạy và học tập.
DH, để HS có thể tự lập kế hoạch, xác định nhiệm vụ, mục tiêu học tập đồng thời tự
29 kiểm soát, đánh giá quá trình học tập thì GV có thể yêu cầu các em tự xây dựng các loại hồ sơ học tập khá nhau
Các loại hồ sơ học tập bao gồm hồ sơ tiến bộ, hồ sơ quá trình, hồ sơ mục tiêu và hồ sơ thành tích Đánh giá qua hồ sơ học tập giúp theo dõi và ghi chép những hoạt động, câu hỏi, và thái độ của học sinh trong quá trình học tập Ý nghĩa của việc này là tạo điều kiện cho học sinh tự nhận thức và cải thiện ý thức học tập của bản thân cũng như tương tác với người khác.
- Là không gian để HS tìm hiểu bản thân, tạo hứng thú học tập, tự đánh giá
Giúp học sinh nhận ra những tiến bộ rõ rệt của bản thân không chỉ nâng cao sự tự tin mà còn cho phép giáo viên đánh giá khả năng của từng học sinh Từ đó, giáo viên có thể đưa ra những điều chỉnh phù hợp trong phương pháp giảng dạy, đảm bảo mỗi học sinh đều nhận được sự hỗ trợ cần thiết để phát triển tối đa tiềm năng của mình.
- Định hướng học tập lâu dài
Nhận thức về năng lực học tập thông qua hồ sơ học tập giúp học sinh ý thức hơn về bản thân, từ đó phát triển tình yêu và sự tự giác trong việc học Điều này cũng khuyến khích các em có trách nhiệm với nhiệm vụ học tập của mình.
- Hồ sơ học tập là cầu nối giữa HS – GV HS – HS, HS – GV – cha mẹ HS
1.4.2.3 Đánh giá thông qua nhìn lại quá trình (tự đánh giá)
Thực trạng của việc sử dụng bài tập Vật lí nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh trong dạy học ở các trường THPT trên địa bàn thành phố Đà Nẵng
Việc đánh giá sử dụng bài tập trong dạy học Vật lí ở trường THPT hiện nay rất quan trọng nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh Các bài tập không chỉ giúp học sinh củng cố kiến thức mà còn khuyến khích sự chủ động và sáng tạo trong quá trình học Bồi dưỡng năng lực tự học thông qua các bài tập phù hợp sẽ góp phần nâng cao chất lượng giáo dục và giúp học sinh tự tin hơn trong việc giải quyết các vấn đề thực tiễn.
HS đã thông qua bài tập chương "Chuyển động tròn" trong Vật lí 10, từ đó thể hiện nhận thức của giáo viên và học sinh về vai trò quan trọng của việc bồi dưỡng nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh THPT Việc này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn khuyến khích tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề trong thực tiễn.
1.5.2 Nội dung và phương pháp điều tra
Tôi đã tiến hành khảo sát với 20 giáo viên và 82 học sinh tại trường THPT Nguyễn Thượng Hiền, Đà Nẵng, nhằm tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập Vật lí và ảnh hưởng của nó đến việc phát triển năng lực tự học của học sinh.
Tôi dùng phiếu điều tra (phiếu khảo sát của giáo viên và phiếu điều tra học sinh) để biết:
- Thực trạng việc sử dụng bài tập Vật lí nhằm phát triển năng lực tự học của HS THPT
- Thực trạng dạy học phát triển NLTH của giáo viên trong dạy học Vật lí ở trường THPT
1.5.3.1 Kết quả điều tra HS
Qua việc phát phiếu và thu thập ý kiến của học sinh về việc sử dụng bài giảng điện tử trong dạy học môn Vật lí, cũng như khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tự học của học sinh, chúng tôi đã thu được những kết quả đáng chú ý.
Đa số học sinh thể hiện sự yêu thích đối với tiết bài tập Vật lý trên lớp Tuy nhiên, cần có những biện pháp hỗ trợ bổ sung cho học sinh khác nhằm tăng cường hứng thú và động lực học tập của các em Biểu đồ khảo sát mức độ yêu thích của học sinh về tiết bài tập Vật lý cho thấy điều này rõ ràng.
Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ học sinh hứng thú và muốn tìm hiểu về bài tập Vật lý khá cao, cho thấy sự quan tâm và đam mê của một số học sinh đối với môn học này Tuy nhiên, vẫn còn một số học sinh không thực sự quan tâm và chỉ thực hiện bài tập để hoàn thành yêu cầu của giáo viên.
Hình 1 6 Biểu đồ khảo sát thái độ của HS khi làm bài tập Vật lí do thầy (cô) giao
Rất nhiều HS cho rằng hệ thống BTVL trong SGK và
SBT hiện hành với số lượng vừa phải nhưng vẫn chưa đa dạng để đáp ứng tốt hơn cho việc dạy học Vật lí
Hình 1 7 Biểu đồ khảo sát đánh giá của HS về hệ thống bài tập Vật lí trong SGK và SBT hiện hành
Tỉ lệ học sinh sử dụng sách tham khảo còn thấp, cho thấy rằng học sinh chưa phát triển ý thức và kỹ năng tìm kiếm, sử dụng tài liệu ngoài sách giáo khoa và sách bài tập trong quá trình tự học Việc này cần được cải thiện để nâng cao hiệu quả học tập.
HS sử dụng hệ thống bài tập do giáo viên giao là rất cao, cho thấy HS đang rất chú trọng vào việc hoàn thành
Hình 1 8 Biểu đồ khảo sát việc tự học của HS về tài liệu tham khảo để làm BTVL
33 các bài tập được giao bởi
Khi được khảo sát về những khó khăn HS khi giải bài tập
Học sinh thường gặp khó khăn trong việc giải bài tập vật lý do phần lớn các bài tập không có đáp số và không có lời giải mẫu Điều này dẫn đến việc thiếu hệ thống trong quá trình học tập và giải quyết vấn đề.
Hệ thống BTVL cần phải đa dạng và phong phú, cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết để giải bài tập Việc này không chỉ giúp học sinh tiếp cận kiến thức dễ dàng hơn mà còn cần có những hướng dẫn gợi ý phù hợp để hỗ trợ học sinh trong quá trình học tập và nâng cao khả năng giải quyết vấn đề.
Hình 1 9 Biểu đồ khảo sát khó khăn gặp phải của HS khi giải bài tập Vật lí
Hình 1 10 Biểu đồ khảo sát đánh giá của HS về tiêu chí để làm tốt BTVL
Hình 1 11 Biểu đồ khảo sát đánh giá của HS về mức độ cần thiết hệ thống BTVL do GV khai thác
Phần đông HS nhận thức được tầm quan trọng và ý nghĩa của việc phát triển
NLTH trong quá trình học tập của HS
Hình 1 12 Biểu đồ kết quả khảo sát tìm hiểu vai trò của việc phát triển NLTH của HS trong quá trình học tập
Kết quả khảo sát cho thấy hầu hết học sinh đã nhận thức rõ về việc phát triển năng lực tự học của bản thân thông qua việc sử dụng bài tập vận dụng lý thuyết (BTVL) và có ý thức tìm kiếm giải pháp khi đối mặt với khó khăn trong học tập.
Hình 1 13 Biểu đồ kết quả khảo sát nhận thức của HS về việc phát triển NLTH của bản thân thông qua sử dụng BTVL
Hơn 60% HS cho biết thường xuyên hoặc rất thường xuyên tự học, đây là một kết quả khá tích cực
Tuy nhiên, vẫn còn một số
HS (4,9%) không bao giờ tự học, cho thấy cần có các biện pháp khuyến khích và hỗ trợ để nâng cao năng lực tự học của các em một cách hiệu quả hơn.
Hình 1 14 Biểu đồ kết quả khảo sát tần suất thời gian tự học của HS
Theo khảo sát, 83% học sinh cho biết họ gặp khó khăn trong việc tự học do kiến thức còn thiếu sót và chưa áp dụng được phương pháp học tập hợp lý.
Các em học sinh đang phải đối mặt với nhiều khó khăn trong việc phát triển năng lực tự học, bao gồm kiến thức rộng, cách lựa chọn bài tập phù hợp và thiếu sự hướng dẫn từ giáo viên Những rào cản này ảnh hưởng lớn đến quá trình học tập và phát triển của các em.
Hình 1 15 Biểu đồ khảo sát khó khăn gặp phải của HS khi tự học Vật lí
Kết quả khảo sát cho thấy hầu hết học sinh áp dụng phương pháp tự học thông qua việc ôn tập, củng cố kiến thức, tìm hiểu trên internet, kết hợp nghe giảng, ghi chép, sử dụng sách giáo khoa, và làm bài tập được giao Điều này cho thấy xu hướng của học sinh là muốn tự tìm hiểu và rèn luyện kiến thức, thay vì chỉ phụ thuộc vào giảng dạy của giáo viên hoặc gia sư.
Hình 1 16 Biểu đồ khảo sát phương pháp thường dùng để tự học của HS
1.5.3.2 Kết quả tham khảo góp ý kiến của GV
Qua việc khảo sát lấy ý kiến góp ý của GV, thống kê và phân tích số liệu chúng tô thu được một số đánh giá và kết quả sau:
Theo kết quả điều tra, có 90
% GV được hỏi cho rằng
BTTH là những bài tập cung cấp thông tin cần thiết giúp học sinh giải quyết bài tập một cách hiệu quả Hình 1.17 thể hiện biểu đồ khảo sát mức độ hiểu biết của giáo viên về vấn đề này.
Theo số liệu điều tra, hiện nay hệ thống BTVL trong
Căn cứ để khai thác, sử dụng bài tập nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh
Bài tập Vật lí nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh được xây dựng dựa trên ba cơ sở chủ yếu sau đây:
- Cơ sở lý thuyết và thực hành:
Bài tập Vật lý kết hợp kiến thức lý thuyết và công thức với kinh nghiệm thực tế và phương pháp thực hành Học sinh cần áp dụng kiến thức đã học để thực hiện thí nghiệm, đo đạc và tính toán kết quả nhằm giải quyết các bài tập một cách hiệu quả.
- Hình thành năng lực tự học:
Bài tập Vật lí nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh, khuyến khích tư duy logic, sáng tạo và khả năng phân tích, giải quyết vấn đề Đồng thời, nó cũng giúp học sinh rèn luyện kỹ năng làm việc độc lập và hợp tác hiệu quả với người khác.
Thực tiễn dạy học Vật lí ở trường THPT bao gồm cơ sở vật chất, trang thiết bị và dụng cụ thí nghiệm, cùng với năng lực của học sinh Những yếu tố này là cơ sở quan trọng để xác định hình thức thực hiện và mức độ yêu cầu cho từng bài tập trong quá trình giảng dạy.
2.3 Ma trận đề của các chỉ số yêu cầu cần đạt theo Bloom : Biết – Hiểu – Vận dụng – Vận dụng cao
Bảng 2 2 Ma trận đề của các chỉ số chuẩn kiến thức kỹ năng theo Bloom
Mục tiêu Mục tiêu chi tiết
‒ 2.31.a) Phát biểu được định nghĩa của chuyển động tròn đều
- Phát biểu được định nghĩa của chuyển động tròn, chuyển động tròn đều
‒ - Nêu được ví dụ thực tế về chuyển động tròn đều
‒ 2.31.b) Phát biểu được mối quan hệ giữa độ dài cung s với độ dịch chuyển góc θ
(góc ở tâm) và bán kính đường tròn r
‒ - Phát biểu được mối quan hệ giữa độ dài cung s với độ dịch chuyển góc θ (góc ở tâm) và bán kính đường tròn r
Để hiểu mối quan hệ giữa độ dài cung s, độ dịch chuyển góc θ (góc ở tâm) và bán kính đường tròn r, ta có thể biểu diễn độ dịch chuyển góc theo radian.
‒ - Vận dụng được hệ thức để giải các bài tập đơn giản
‒ - Vận dụng được thành thạo hệ thức vào tính toán bài toán thực tế đời sống
‒ 2.31.c) Nêu được khái niệm tốc độ dài; viết được công thức tính tốc độ và chỉ được hướng của vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều
‒ - Nêu được khái niệm tốc độ dài
‒ - Viết được công thức tính tốc độ
‒ - Chỉ được hướng của vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều
‒ - Vận dụng được công thức tính tốc độ để làm các bài tập đơn giản
‒ - Vận dụng được thành thạo công thức tính tốc độ vào tính toán bài toán phức tạp, thực tế đời sống
‒ 2.31.d) Nêu được khái niệm tốc độ góc; viết được công thức và nêu được đơn vị đo tốc độ góc, chu kì, tần số của chuyển động tròn đều
- Nêu được khái niệm tốc độ góc, chu kì, tần số
- Viết được công thức tính tốc độ góc ω 𝜃
𝑡 của chuyển động tròn đều
- Nêu được đơn vị đo tốc độ góc, chu kì, tần số của chuyển động tròn đều
‒ - Trình bày được công thức tính chu kì, tần số theo radian 𝑻 2𝜋
‒ - Vận dụng được công thức tính chu kì, tần số theo radian 𝑻 2𝜋
𝑇 để giải các bài tập đơn giản
‒ - Vận dụng được thành thạo các công thức tính chu kì, tần số theo radian 𝑻 2𝜋
𝑇 vào tính toán bài toán phức tạp, liên quan đến thực tế đời sống
‒ 2.31.e) Viết được công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc
‒ - Viết được công thức xác định độ dịch chuyển góc, tốc độ dài và tốc độ góc
Công thức mối liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc được xác định qua công thức v = ω.r, trong đó v là tốc độ dài, ω là tốc độ góc và r là bán kính Công thức này được xây dựng dựa trên các định nghĩa về độ dịch chuyển góc, tốc độ dài và tốc độ góc, giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa các đại lượng trong chuyển động quay.
‒ - Chỉ ra được đặc điểm chuyển động của hai chất điểm khi có cùng tốc độ góc nhưng có bán kính quỹ đạo khác nhau
‒ - Vận dụng được công thức mối liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc v = ω.r giải một số bài tập đơn giản
- Vận dụng được thành thạo công thức mối liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc v
= ω.r để áp dụng vào làm bài tập liên quan thực tế đời sống
‒ - Nêu được ví dụ về chuyển động của hai chất điểm có cùng tốc độ góc nhưng có bán kính quỹ đạo khác nhau trong cuộc sống
‒ 2.32.f) Nêu được hướng của vectơ gia tốc, và viết được công thức của gia tốc hướng tâm, lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều
- Nhận biết được hướng của vectơ gia tốc trong chuyển động tròn đều
- Nêu được định nghĩa vectơ gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều
- Viết được công thức tính gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều
- Viết được công thức tính lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều
‒ - Hiểu được khái niệm vectơ gia tốc trong chuyển động tròn đều
‒ - Mô tả được hướng của vectơ gia tốc trong chuyển động tròn đều
- Áp dụng được công thức tính gia tốc hướng tâm để giải các bài toán liên quan đến chuyển động tròn đều
- Áp dụng được công thức tính lực hướng tâm để giải các bài toán đơn giản liên quan đến chuyển động tròn đều
Phân tích và giải quyết các bài toán phức tạp liên quan đến chuyển động tròn đều là rất quan trọng Việc áp dụng các công thức và tính toán giúp xác định vận tốc và gia tốc của vật trong chuyển động tròn đều, từ đó cung cấp cái nhìn sâu sắc về các hiện tượng vật lý liên quan.
- Đưa ra được các giải pháp để tối ưu hóa chuyển động tròn đều trong các ứng dụng thực tế
2.32.g) Nêu được lực hướng tâm
‒ - Nêu được lực hướng tâm trong chuyển
‒ - Biểu diễn được lực hướng tâm
‒ - Vận dụng được công thức tính của
‒ - Vận dụng thành tạo phương chiều
Trong chuyển động tròn đều, tổng hợp các lực tác động lên vật được thể hiện qua công thức F = mω²r, với F là lực tác dụng, m là khối lượng, ω là tần số góc và r là bán kính quỹ đạo Chuyển động này cho thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa lực, khối lượng và bán kính trong hệ thống.
‒ - Nêu được ví dụ về lực hướng tâm lực hướng tâm vào các bài toán tìm các đại lượng còn lại như v, r
‒ của lực hướng tâm trong các bài toán tổng hợp có liên quan đến chuyển động tròn
2.32.h) Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về chuyển động tròn đều khi vật chịu tác dụng của một hoặc hai lực
‒ - Xác định được lực hướng tâm
‒ - Vận dụng được lực hướng tâm vào giải được bài toán về chuyển động tròn đều khi vật chịu tác dụng của một hoặc hai lực
‒ - Vận dụng được lực hướng tâm vào tính toán bài toán thực tế đời sống
‒ 2.32.i) Vận dụng được biểu thức gia tốc hướng tâm
- Nhận biết được công thức tính toán của hai đại lượng này
- Hiểu được vai trò quan trọng của lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều
- Hiểu được mối liên hệ giữa lực hướng tâm, gia tốc hướng tâm và bán kính quỹ đạo
- Biết được cách áp dụng
‒ - Vận dụng được biểu thức gia tốc hướng tâm và lực hướng tâm để giải quyết các bài toán đơn giản liên quan đến chuyển động tròn đều
Áp dụng kiến thức về lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm là cần thiết để giải quyết các bài toán phức tạp liên quan đến chuyển động tròn đều.
2.3 Ma trận đề của các chỉ số chuẩn kiến thức kỹ năng theo Bloom : Biết – Hiểu – Vận dụng – Vận dụng cao
công thức tính toán để tìm giá trị của hai đại lượng này
‒ 2.32.j) Thảo luận và đề xuất giải pháp an toàn cho một số tình huống chuyển động tròn trong thực tế.
- Hiểu được khái niệm chuyển động tròn đều và các yếu tố ảnh hưởng đến an toàn trong chuyển động tròn đều
- Nhận biết được các tình huống chuyển động tròn trong thực tế và nhận thức được rủi ro và hậu quả có thể xảy ra
Để đảm bảo an toàn trong chuyển động tròn đều, cần hiểu rõ các yếu tố quan trọng như lực hướng tâm, gia tốc hướng tâm, tốc độ góc và bán kính quỹ đạo Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định và an toàn của đối tượng đang chuyển động Việc nắm bắt kiến thức về chúng sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu rủi ro trong các tình huống liên quan đến chuyển động tròn.
- Hiểu được tác động của các yếu tố ảnh hưởng đến an toàn của người và đồ vật trong quá trình chuyển động tròn đều
Áp dụng kiến thức về chuyển động tròn đều và các yếu tố ảnh hưởng đến an toàn là rất quan trọng để giải quyết các tình huống chuyển động tròn trong thực tế Việc hiểu rõ các yếu tố này giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả trong các hoạt động liên quan đến chuyển động tròn.
Phân tích các tình huống chuyển động tròn trong thực tế giúp đánh giá mức độ an toàn của chúng Để tăng cường an toàn trong các tình huống chuyển động tròn đều, cần đề xuất các giải pháp an toàn hiệu quả Việc áp dụng các biện pháp này không chỉ bảo vệ người tham gia mà còn nâng cao hiệu suất hoạt động trong các lĩnh vực liên quan.
- Thiết kế các thiết bị hoặc hệ thống chuyển động tròn đều an toàn và hiệu quả
- Đề xuất được các giải pháp nâng cao an toàn và hiệu quả của chúng
2.4 Các bài tập, câu hỏi mã hóa, đáp án
Bài viết này trình bày 22 bài tập, mỗi bài tập được chia thành 4 mức độ, nhằm phát triển năng lực tự học của học sinh Trong phần này, tôi sẽ giới thiệu các bài tập từ bài 1 đến bài 5 và từ bài 10 đến bài 15, trong khi các bài tập còn lại cùng với đáp án và hướng dẫn sẽ được cung cấp trong phụ lục số 5.
- 2.31 Bài Động học của chuyển động tròn đều
- 2.32 Bài Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm
CÂU HỎI ĐÃ MÃ HÓA
BT 1.1 (X1, 2.31d, A)/(Chỉ số hành vi, mục tiêu thứ tư bài động học của
Công thức nào sau đây biểu diễn không đúng quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng của một vật chuyển động tròn đều?
Chọn phát biểu đúng Trong các chuyển động tròn đều
A Chuyển động nào có chu kì quay nhỏ hơn thì tốc độ góc nhỏ hơn
B Chuyển động nào có tần số lớn hơn thì có chu kì quay nhỏ hơn
C Chuyển động nào có chu kì quay lớn hơn thì tốc độ lớn hơn
D Chuyển động nào có bán kính nhỏ hơn thì có tốc độ góc nhỏ hơn
Một vật chuyển động tròn đều có bán kính 0,5 m và tốc độ 5 m/s Hãy tính tần số quay, chu kì quay và vận tốc góc của vật
Một trạm không gian bay quanh Trái Đất với chu kỳ 88,85 phút và độ cao trung bình 230 km trên mặt đất Để tính tốc độ chuyển động trung bình của trạm, ta coi quỹ đạo của nó là đường tròn Bán kính của Trái Đất là 6.400 km.
Trong chuyển động tròn đều, tốc độ góc của vật
A Luôn thay đổi theo thời gian
B Được đo bằng thương số giữa góc quay của bán kính nối vật chuyển động với tâm quay và thời gian để quay góc đó
D Tỉ lệ với thời gian
Roto trong một tổ máy của nhà máy thủy điện Hòa Bình quay 125 vòng mỗi phút Hãy tính tốc độ góc của roto này theo đơn vị rad/s
Trên mặt một chiếc đồng hồ treo tường, kim giờ dài 10 cm, kim phút dài 15 cm Tốc độ góc của kim giờ và kim phút là:
Đồng hồ treo tường với kim phút dài 15 cm và kim giờ dài 10 cm sẽ có hai kim trùng nhau tại thời điểm 0h Để xác định thời gian tiếp theo mà hai kim này trùng nhau, cần tính toán khoảng thời gian giữa các lần trùng nhau của chúng.
Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều có đặc điểm:
A Phương tiếp tuyến với quỹ đạo của đường tròn
B Chiều: theo chiều chuyển động của vật
D Cả ba đáp án trên
Trong chuyển động tròn đều, vectơ vận tốc của vật luôn có hướng như thế nào so với đường tròn?
A Hướng về tâm của đường tròn
B Hướng ra khỏi tâm của đường tròn
C Hướng theo phương tiếp tuyến với đường tròn
D Hướng theo phương vuông góc với đường tròn
Một xe đồ chơi di chuyển với tốc độ không đổi 0,2 m/s trên một đường ray tròn có tâm tại O và đường kính AB theo chiều kim đồng hồ Khi xe đi từ điểm A đến điểm B, sự thay đổi vận tốc của nó cần được xác định.
A Độ lớn vận tốc không đổi bằng 0,2 m/s, hướng của vận tốc luôn thay đổi
B Vận tốc không đổi bằng 0,2 m/s, hướng của vận tốc luôn thay đổi
C Độ lớn vận tốc không đổi bằng 0,2 m/s, hướng của vận tốc không thay đổi
D Vận tốc không đổi bằng 0,2 m/s, hướng của vận tốc không thay đổi
Một xe đạp có bánh xe bán kính 35 cm, số răng của đĩa bằng 5
3 số răng của líp Người đi xe đạp này đạp bàn đạp 12 vòng/giây Tính tốc độ của xe đạp
Phát biểu nào sau đây sai khi nói về một vật chuyển động tròn đều?
A Quỹ đạo của chuyển động là đường tròn và góc quay được trong những khoảng thời gian bằng nhau là bằng nhau
B Quỹ đạo của chuyển động là đường tròn và độ dài cung tròn quay được trong những khoảng thời gian bằng nhau là bằng nhau
C Quỹ đạo của chuyển động là đường tròn, có tốc độ và vận tốc của vật không đổi theo thời gian
D Với tốc độ xác định, bán kính quỹ đạo càng nhỏ thì phương của vận tốc biến đổi càng nhanh
Chuyển động nào sau đây có thể xem như là chuyển động tròn đều?
A Chuyển động của một vật được ném xiên từ mặt đất
B Chuyển động trong mặt phẳng thẳng đứng của một vật được buộc vào một dây có chiều dài cố định
C Chuyển động của một vệ tinh nhân tạo có vị trí tương đối không đổi đối với một điểm trên mặt đất (vệ tinh địa tĩnh)
D Chuyển động của một quả táo khi rời ra khỏi cành cây
Vành ngoài của bánh xe đạp có bán kính 35 cm, tương đương 0,35 m Khi xe đạp chuyển động thẳng đều với vận tốc 5 m/s, tốc độ dài của một điểm trên vành ngoài của bánh xe cũng sẽ là 5 m/s, bởi vì mọi điểm trên vành ngoài di chuyển cùng tốc độ với xe.
Khi lái xe ô tô trên đường vòng tròn, việc duy trì tốc độ đều là một thách thức Để đảm bảo tốc độ ổn định trong suốt quá trình di chuyển, người lái cần chú ý đến việc điều chỉnh chân ga và phanh một cách hợp lý Ngoài ra, việc quan sát và phản ứng nhanh với tình huống giao thông xung quanh cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giữ tốc độ ổn định.
Trong một đường tròn, mối quan hệ giữa độ dài cung, góc ở tâm và bán kính đường tròn là gì?
Xét chuyển động của kim giờ đồng hồ Tìm độ dịch chuyển góc của nó (theo độ và radian ) a Trong mỗi giờ b Trong khoảng thời gian từ 12h đến 15h30
Tính quãng đường đi được khi vật chuyển động tròn có độ dịch chuyển góc 0,5 rad, biết bán kính đường tròn là 3 m
Nếu một chiếc xe đạp di chuyển với tốc độ 20 km/h và bán kính bánh xe là 30 cm, ta có thể tính góc quay của bánh xe trong mỗi giây Để tìm độ dài cung của bánh xe trong mỗi giây, ta sử dụng công thức θ = ω.t = 𝑣.
Biểu thức nào sau đây nói lên mối liên hệ giữa tốc độ góc ω, tốc độ dài v và chu kì T?
Nếu chiều dài của kim phút (rp) dài gấp 1,5 lần chiều dài của kim giờ (rg), thì tốc độ dài của đầu kim phút so với tốc độ dài của đầu kim giờ sẽ gấp 1,5 lần.
Vô lăng quay đều quanh trục O với hai điểm A và B trên cùng một bán kính, cách nhau 20 cm Tốc độ của điểm A là 0,6 m/s, trong khi điểm B có tốc độ 0,2 m/s Để tính tốc độ góc của vô lăng và khoảng cách từ điểm B đến trục quay, ta cần áp dụng công thức liên quan đến vận tốc và bán kính.
Hai người quan sát A1 và A2 đứng trên hai bệ tròn quay ngược chiều nhau, với khoảng cách O1O2 là 5 m và bán kính quay O1A1 = O2A2 = 2 m Cả hai bệ đều có tốc độ góc ω1 = ω2 = 1 rad/s Cần tính vận tốc dài của người quan sát A1 so với người quan sát A2 tại thời điểm cụ thể, dựa trên vị trí của họ như hình vẽ.
BT 11.1 (X1, 2.31b, A) Đường tròn có bán kính r và góc được bao bởi cung trên là θ, độ dài của cung s Mối quan hệ giữa độ dài cung s với độ dịch chuyển góc θ và bán kính đường tròn r là?
Một bánh xe quay đều với tốc độ 3000 vòng mỗi phút Để tính độ dịch chuyển góc của một điểm bất kỳ trên bánh xe trong khoảng thời gian 0,01 giây (không tính các điểm thuộc trục quay), ta cần chuyển đổi tốc độ quay sang radian Mỗi vòng quay tương đương với 2π radian, do đó, bánh xe quay 3000 vòng trong một phút, tương đương 3000 × 2π radian Tính toán cho khoảng thời gian 0,01 giây sẽ cho ra độ dịch chuyển góc cần tìm.
LỰC HƯỚNG TÂM VÀ GIA TỐC HƯỚNG TÂM
Môn học/Hoạt động giáo dục: Vật lý 10 Thời gian thực hiện: 90 phút (2 tiết)
[1] Nêu được hướng của vectơ gia tốc, và viết được công thức của gia tốc hướng tâm, lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều
[2] Vận dụng được biểu thức gia tốc hướng tâm và lực hướng tâm
[3] Thảo luận và đề xuất giải pháp an toàn cho một số tình huống chuyển động tròn trong thực tế
Năng lực tự học là khả năng chủ động và tích cực trong việc thực hiện các nhiệm vụ học tập, thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và phản hồi các yêu cầu.
Học sinh tham gia vào hoạt động nhóm để thảo luận và hỗ trợ lẫn nhau, đồng thời lập luận để giải quyết các vấn đề trong bài học Qua đó, các em thực hiện hiệu quả nhiệm vụ học tập mà giáo viên giao.
II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
- Các video, hình ảnh liên quan đến bài học và được đề cập đến trong SGK
- Dụng cụ để HS thực hiện hoạt động mở đầu (một vật nhỏ buộc vào đầu một sợi dây nhẹ không dãn)
- Các ví dụ lấy ngoài
- Phiếu kiểm tra nhanh, phiếu học tập
- Máy chiếu, máy tính (nếu có)
2 Đối với học sinh: SGK, bảng phụ, tư liệu sưu tầm liên quan đến bài học và dụng cụ học tập (nếu cần) theo yêu cầu của GV
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Khởi động (6 phút) a Mục tiêu: Tạo cho HS sự hào hứng trong việc tìm hiểu nội dung bài học b Nội dung:
- GV chia lớp thành 8 nhóm (6 HS 1 nhóm)
GV phát dụng cụ cho HS để thực hiện hành động và quan sát chuyển động của vật Dụng cụ này là một vật nhỏ được buộc vào đầu một sợi dây nhẹ không dãn, giúp HS dễ dàng theo dõi và hiểu rõ hơn về các nguyên tắc chuyển động.
- GV yêu cầu HS trả lời: “Vật đó chuyển động như thế nào?”
Lực duy trì chuyển động tròn của vật là lực hướng tâm, đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cho vật di chuyển theo quỹ đạo tròn Lực này không chỉ giúp vật duy trì tốc độ mà còn điều chỉnh hướng chuyển động, đảm bảo sự ổn định trong quá trình chuyển động tròn.
- HS tiếp nhận vấn đề của bài học d Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chuẩn bị dụng cụ: Dùng một sợi dây nhẹ không dãn buộc vào một vật
- GV chia lớp thành 8 nhóm (6 HS 1 nhóm)
GV phát dụng cụ cho học sinh thực hiện hành động quan sát chuyển động của vật Học sinh cần quay dây để vật quay đều và nhanh trong mặt phẳng nằm ngang, với tâm là đầu dây mà tay giữ.
- GV yêu cầu HS trả lời: “Vật đó chuyển động như thế nào?”
- GV đặt vấn đề: “Vậy lực tác dụng lên vật là lực nào để duy trì chuyển động tròn của vật? Lực đó đóng vai trò gì?”
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thực hiện, suy nghĩ, thảo luận và tiếp nhận vấn đề GV đặt ra
Bước 3: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV dẫn dắt HS vào bài học: Như các câu hỏi đã đưa ra và để trả lời các câu hỏi này
Chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu vào học bài 32 Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm
{GV ghi tiêu đề bài học: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm}
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1 Tìm hiểu khái niệm lực hướng tâm (12 phút) a Mục tiêu:
- Nhận biết và hiểu được khái niệm lực hướng tâm tác dụng lên vật chuyển động tròn đều b Nội dung:
- GV cho HS đọc phần đọc hiểu trong mục I, GV đưa ra câu hỏi và yêu cầu HS trả lời
- HS thực hiện yêu cầu của giáo viên c Sản phẩm học tập:
- HS phát biểu được khái niệm lực hướng tâm d Tổ chức hoạt động:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
GV phân tích chuyển động của vệ tinh quanh Trái Đất, mời học sinh tham gia tương tác Chuyển động của vệ tinh được xác định là chuyển động tròn đều, nhưng vận tốc trong chuyển động này luôn thay đổi do hướng di chuyển liên tục biến đổi.
- Điều kiện để 1 vật chuyển động tròn đều là gì?
TL: Lực hoặc hợp lực tác dụng lên vật phải hướng vào tâm quỹ đạo tròn của vật Hợp lực này là lực hướng tâm
71 hướng liên tục thay đổi cho dù độ lớn của nó không đổi
+ Vận tốc liên tục thay đổi ➡ Chuyển động tròn đều là chuyển động có gia tốc
+ Tốc độ của vệ tinh không đổi ➡ Động năng của vệ tinh không đổi Độ cao của vệ tinh không đổi ➡ Thế năng của vệ tinh không đổi
Động năng và thế năng của vệ tinh luôn không đổi, dẫn đến cơ năng của vệ tinh cũng giữ nguyên Lực tác động lên vệ tinh không sinh công, mà chỉ thay đổi hướng chuyển động Lực này luôn vuông góc với vectơ vận tốc tiếp tuyến tại vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo.
Vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn khi xét tại một điểm bất kỳ (điểm A) và di chuyển đến một điểm khác (điểm B) Để duy trì quỹ đạo này, lực tác dụng lên vệ tinh cần có chiều hướng vào tâm.
- GV rút ra nhận xét: Vì lực tác dụng lên vật luôn hướng vào tâm quỹ đạo tròn nên được gọi là lực hướng tâm
- GV đặt câu hỏi, yêu cầu HS trả lời: “Điều kiện để
1 vật chuyển động tròn đều là gì?”
Lực tác dụng lên vật để duy trì chuyển động tròn và đóng vai trò là lực hướng tâm chính là lực hướng tâm Lực này cần thiết để giữ cho vật di chuyển theo quỹ đạo tròn, giúp vật không bị rơi ra khỏi đường đi của nó.
- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm (2 HS 1 nhóm) và trả lời các câu hỏi
CH1 Nếu cái tẩy đang chuyển động mà ta buông tay ra thì:
- Lực tác dụng lên vật là lực nào để duy trì chuyển động tròn của vật và đóng vai trò là lực hướng tâm?
TL: Lực căng dây hướng vào tâm quỹ đạo của vật làm vật chuyển động tròn và đóng vai trò là lực hướng tâm
CH1 Nếu cái tẩy đang chuyển động mà ta buông tay ra thì văng ra theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo theo hướng vận tốc tại điểm đó
CH2 Mặt Trăng chuyển động quanh
Trái Đất bởi vì Mặt Trăng chịu tác dụng lực hấp dẫn của Trái Đất lên Mặt Trăng, lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm
- Khái niệm : Lực (hay hợp lực) tác dụng lên vật chuyển động tròn đều hướng vào tâm quỹ đạo gọi là lực hướng tâm
• Cái tẩy tiếp tục chuyển động tròn
• Cái tẩy sẽ rơi xuống đất theo phương thẳng đứng
• Cái tẩy văng ra theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo theo hướng vận tốc tại điểm đó
CH2 Tại sao Mặt Trăng lại chuyển động quanh Trái Đất? Lực nào duy trì chuyển động tròn của Mặt
Trăng xung quanh Trái Đất và đóng vai trò là lực hướng tâm?” (GV gợi ý cho HS về lực hấp dẫn)
- GV yêu cầu HS phát biểu khái niệm lực hướng tâm
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS suy nghĩ, thảo luận về câu hỏi mà GV đưa ra để tìm câu trả lời
- HS đọc thông tin SGK, phát biểu trả lời cho câu hỏi về khái niệm
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- Sau mỗi câu hỏi, GV mời đại diện 1 – 2 HS trình bày câu trả lời cho câu hỏi
- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
Trong chuyển động tròn đều, vận tốc liên tục thay đổi, dẫn đến việc xác định rằng đây là một dạng chuyển động có gia tốc GV đã đánh giá và nhận xét, từ đó kết luận lại khái niệm lực hướng tâm trước khi chuyển sang nội dung mới.
Hoạt động 2.2 Tìm hiểu gia tốc hướng tâm (15 phút) a Mục tiêu:
Gia tốc hướng tâm là một khái niệm quan trọng trong vật lý, liên quan đến chuyển động tròn Để hiểu rõ về gia tốc hướng tâm, học sinh cần nắm vững công thức tính gia tốc này, thường được biểu diễn bằng a = v²/r, trong đó v là vận tốc và r là bán kính quỹ đạo Giáo viên sẽ phân tích và hướng dẫn để học sinh có thể phát biểu chính xác khái niệm gia tốc hướng tâm cũng như áp dụng công thức tính toán trong các bài tập thực tế Sản phẩm học tập cuối cùng sẽ là khả năng vận dụng kiến thức này một cách linh hoạt và hiệu quả.
- HS biết được sự xuất hiện gia tốc hướng tâm, phát biểu được khái niệm và viết được công thức tính gia tốc hướng tâm
- Áp dụng giải được một số bài toán đơn giản về gia tốc hướng tâm
HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
Nhiệm vụ 1 Tìm hiểu gia tốc hướng tâm
GV hướng dẫn học sinh tự đọc phần đọc hiểu SGK phần II, kết hợp thảo luận về định luật II Newton và lực hướng tâm Qua đó, học sinh sẽ hiểu rõ khái niệm gia tốc hướng tâm.
- GV yêu cầu HS nêu khái niệm gia tốc hướng tâm
- GV phân tích kiến thức về gia tốc hướng tâm:
Vật chuyển động tròn đều chịu tác dụng của lực hướng tâm, theo ĐL II Newton, lực này gây ra gia tốc cho vật Gia tốc này luôn hướng vào tâm quỹ đạo tròn, vì vậy nó được gọi là gia tốc hướng tâm.
- GV biểu diễn gia tốc hướng tâm như hình sau:
Gia tốc hướng tâm là một khái niệm quan trọng trong vật lý, đặc biệt khi nghiên cứu chuyển động tròn Đặc điểm của gia tốc hướng tâm bao gồm phương, chiều và độ lớn Phương của gia tốc hướng tâm luôn hướng về tâm của quỹ đạo tròn, trong khi chiều của nó thay đổi liên tục khi đối tượng di chuyển Độ lớn của gia tốc hướng tâm phụ thuộc vào tốc độ của vật thể và bán kính quỹ đạo, được tính bằng công thức a = v²/r, trong đó a là gia tốc hướng tâm, v là tốc độ và r là bán kính.
Gia tốc hướng tâm được xác định thông qua mối quan hệ giữa tốc độ v và bán kính quỹ đạo r, theo công thức aht = 𝑣 GV đã nhận xét về câu trả lời của học sinh và rút ra kết luận từ công thức này Việc hiểu rõ công thức tính gia tốc hướng tâm giúp học sinh nắm vững kiến thức vật lý liên quan đến chuyển động tròn.