Xây dựng và sử dụng bài tập có nội dung thực tiễn trong dạy học phần động lực học vật lí 10 theo định hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HỨA ĐẠI KHOA XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC - VẬT LÍ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÝ LUẬN VÀ PPDH BỘ MÔN VẬT LÍ ĐÀ NẴNG – 2023 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 16990016594631000000 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HỨA ĐẠI KHOA XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC - VẬT LÍ 10 THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH Chuyên ngành: Lí luận Phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 8.14.01.11 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM XUÂN QUẾ ĐÀ NẴNG - 2023 I MỤC LỤC Trang MỤC LỤC I LỜI CAM ĐOAN VII LỜI CẢM ƠN VIII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IX DANG MỤC BẢNG BIỂU XIV DANH MỤC HÌNH ẢNH XVI DANH MỤC SƠ ĐỒ XVII DANH MỤC BIỂU ĐỒ XVIII MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài …3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu …3 Giả thuyết khoa học .3 Nhiệm vụ nghiên cứu .4 Phương pháp nghiên cứu …4 Đóng góp đề tài …5 Bố cục luận văn …5 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CĨ NỘI DUNG THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH II 1.1 Vị trí vai trị mơn vật lí việc thực mục tiêu giáo dục …6 1.2 Phát triển lực giải vấn đề HS hoạt động học tập .7 1.2.1 Khái niệm lực .7 1.2.2 Dạy học theo quan điểm phát triển lực 1.2.3 Năng lực giải vấn đề trình học tập …9 1.2.3.1 Khái niệm lực giải vấn đề …9 1.2.3.2 Cấu trúc lực giải vấn đề .9 1.2.3.3 Các biểu hành vi lực giải vấn đề 10 1.2.3.4 Các biện pháp để phát triển lực giải vấn đề …12 1.2.3.5 Đánh giá lực GQVĐ HS Tiêu chí đánh giá lực GQVĐ …15 Bài tập vật lí có nội dung thực tiễn với việc phát triển lực giải vấn đề …19 1.3.1 Bài tập vật lí …19 3.1.1 Khái niệm tập vật lí .20 3.1.2 Vai trị tập dạy học vật lí .20 3.1.3 Phân loại tập vật lí …20 3.1.4 Phương pháp giải tập vật lí …23 1.3.2 Bài tập vật lí có nội dung thực tiễn với việc phát triển lực giải vấn đề HS 24 3.2.1 Khái niệm tập vật lí có nội dung thực tiễn 24 1.3.2.2 Vai trò tập có nội dung thực tiễn việc phát triển lực GQVĐ HS …25 III 1.3.2.3 Phân loại tập có nội dung thực tiễn dạy học Vật lí …26 1.3.2.4 Yêu cầu nguyên tắc xây dựng hệ thống tập có nội dung thực tiễn …28 3.2.5 Quy trình xây dựng tập có nội dung thực tiễn 30 1.3.3 Sử dụng tập có nội dung thực tiễn việc phát triển lực giải vấn đề 33 3.3.1 Phương pháp lựa chọn tập vật lí có nội dung thực tiễn việc phát triển lực giải vấn đề .33 3.3.2 Phương pháp sử dụng tập vật lí có nội dung thực tiễn việc phát triển lực giải vấn đề 34 1.4 Thực tiễn việc dạy học tập vật lí có nội dung đến thực tiễn…….35 1.4.1 Mục đích điều tra … 35 1.4.2 Đối tượng điều tra … 35 1.4.3 Nội dung điều tra ……………………………… … 35 1.4.4 Phương pháp điều tra ……… …………………………………… 37 1.4.5 Kết điều tra ………………… ……………….……… 37 1.4.5.1 Kết điều tra GV … 37 1.4.5.2 Kết điều tra HS … 40 Kết luận chương 42 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰC TIỄN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM PHÁT TRIỄN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH 43 2.1 Phân tích nội dung kiến thức Phần “Động lực học” - Vật lí 10………….…43 IV 2.1.1 Nội dung kiến thức yêu cầu cần đạt học Phần “Động lực học” - Vật lí 10 43 2.1.2 Cấu trúc logic (Grap) nội dung Phần “Động lực học” - Vật lí 10 45 2.1.3 Mục tiêu dạy học học Phần “Động lực học” - Vật lí 10 góp phần phát triển lực …46 2.1.4 Tính thực tiễn nội dung kiến thức Phần “Động lực học” - Vật lí 10 dạy học …49 2 Xây dựng hệ thống tập có nội dung thực tiễn …49 2.2.1 Bài tập định tính …49 2.2.2 Bài tập định lượng …52 2.2.3 Một số tập thực tế khác {Phụ lục 2} …55 2.3 Hướng dẫn sử dụng hệ thống tập có nội dung thực tiễn phần “Động lực học” …55 2.3.1 Phương pháp sử dụng tập có nội dung thực tiễn …55 3.2 Xây dựng tiến trình dạy học tập có nội dung thực tiễn theo phương pháp phát giải vấn đề 70 2.3.3 Xây dựng xây dựng rubic để đánh giá phát triển lực giải vấn đề trình dạy học tập có nội dung thực tiễn …84 Kết luận chương 98 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 99 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 99 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm .99 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm …99 3.2 Đối tượng, thời gian địa điểm thực nghiệm sư phạm …100 V 3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm …100 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm …100 3.4.1 Phương pháp quan sát …101 3.4.2 Phương pháp thống kê toán học …101 3.5 Diễn biến kết thực nghiệm sư phạm …101 3.5.1 Diễn biến kết thu dạy thực nghiệm chủ đề 1, 2, …101 3.5.2 Diễn biến kết thu dạy thực nghiệm chủ đề 4: 102 3.6 Phân tích, đánh giá kết thực nghiệm sư phạm …105 3.6.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá mức độ đạt lực GQVĐ học sinh …105 3.6.2 Đánh giá phát triển lực GQVĐ HS 106 3.6.2.1 Đánh giá theo thành tố lực GQVĐ …106 3.6.2.2 Đánh giá tổng thể lực GQVĐ …109 3.6.2.3 Thống kê số lượng HS theo mức độ đạt lực GQVĐ qua bốn chủ đề .110 Những thuận lợi, khó khăn q trình thực nghiệm sư phạm …110 3.7.1 Thuận lợi …110 3.7.2 Khó khăn 110 Kết luận chương …112 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 113 Những kết đạt luận văn …113 Hạn chế đề tài …113 Kiến nghị …114 VI TÀI LIỆU THAM KHẢO …115 PHỤ LỤC PL92 Thời gian Hoạt động HS Hoạt động GV Phát phiếu học tập cho HS Hướng dẫn HS đọc kỹ đề trả lời câu hỏi yêu cầu phiếu học tập: + Em mô tả tượng đề cập bài? + Từ thông tin thu thập em thấy có vấn đề cần nghiên cứu? + Hãy phát biểu vấn đề cần nghiên cứu dạng câu hỏi? bảng thức viết biểu - Cá nhân HS nhận phiếu học tập, tiến hành trả lời theo hướng dẫn GV, suy nghĩ trả lời câu hỏi yêu cầu số phiếu học tập - Sản phẩm mong đợi - Khi không chở hành khách tàu hỏa chuyển động nhanh dần với gia tốc a1 Khi tàu hỏa chở hành khách có tổng khối lượng mhk hợp lực tác dụng lên tàu hỏa không đổi tàu hỏa chuyển động nhanh dần với gia tốc a2 Biểu hành vi lực GQVĐ 1.1 Phân tích tình học tập/thực tiễn - Tàu hỏa chuyển 1.2 Phát động tác dụng VĐ hợp lực không đổi Quan sát HS làm việc Cá nhân HS đứng Khi chở hành khách để đánh giá chỗ trả lời khối lượng tăng lên Gọi HS trả lời câu hỏi yêu cầu gia tốc tàu xác hóa câu trả hỏa thay đổi (giảm đi) lời HS - Gia tốc tàu hỏa 1.3 Phát phụ thuộc vào khối biểu vấn lượng nào? đề Vận dụng kiến thức dạng câu để xác định hỏi khối lượng hành khách? Hoạt động 2: Đề xuất lựa chọn giải pháp GQVĐ (10 phút) GV yêu cầu HS trả lời Cá nhân HS suy - - - - - PL93 Thời gian Hoạt động HS Hoạt động GV câu hỏi yêu cầu nghĩ, trả lời số phiếu học câu hỏi yêu cầu tập: số phiếu học tập - Hãy mô tả trình chuyển động tàu Trao đổi, thống hỏa không chở giả thuyết hành khách sau cử đại diện trình chở hành khách? bày trước lớp - Lắng nghe nhận xét GV, xác hóa giả thuyết cá nhân HS, nhóm - - Hãy đề xuất phương pháp/ cách giải? - Theo em phương án Sản phẩm mong đợi Biểu hành vi lực GQVĐ Hoàn thành yêu cầu 2: - Khi tàu hỏa không 2.1 Phân chở hành khách tàu tích thơng hỏa chuyển động tin nhanh dần với vận tốc ban đầu v0 = gia tốc a1 = 0,2 m/s2 - Khi tàu hỏa chở hành khách có khối lượng mhk tàu hỏa chuyển động nhanh dần với vận tốc ban đầu v0 = gia tốc a2 = 0,16 m/s2 - Hợp lực tác dụng lên tàu hỏa không đổi Sử dụng biểu thức 2.2 Đề học: xuất giải Fhl = m.a pháp - Trao đổi, đưa Khi không chở hành phương pháp giải khách m = m1 a = a1 Khi tàu hỏa chở hành khách m = m1 + mhk a = a2 Từ suy biểu thức tính mhk - Trao đổi, thống - Lựa chọn cách giải 2.3 Lựa PL94 Thời gian Hoạt động GV phù hợp chưa? Biểu hành vi Hoạt động Sản phẩm mong đợi HS lực GQVĐ lựa chọn phù hợp chọn giải phương pháp giải giải vấn đề pháp đặt có vận dụng kiến thức cũ, kinh nghiệm có Lắng nghe nhận xét, góp ý GV để hồn thiện phương pháp giải nhóm Quan sát HS làm việc để đánh giá Yêu cầu HS nhóm trao đổi, thống giả thuyết cử đại diện trình bày trước lớp Sau nhóm trình bày, GV nhận xét thống phương pháp giải Hoạt động 3: Thực giải pháp (15 phút) GV yêu cầu HS trả lời Cá nhân HS suy Hoàn thành yêu câu hỏi yêu cầu nghĩ, trả lời cầu số phiếu học câu hỏi yêu cầu tập: số phiếu học tập - - - - - - Lập kế hoạch để thực yêu cầu đầu - - Trao đổi, thống kế hoạch thực hiện, phân công nhiệm vụ phù hợp cho thành viên cử đại diện trình bày trước lớp - Lập kế hoạch: 3.1 Lập + Chuẩn bị kiến kế hoạch thức chuyển động thực vật tác dụng lực đơn vị kiến thức toán học + Sử dụng biểu thức biểu thức định luật Newton để tính gia tốc vật: Fhl = m.a - PL95 Thời gian Hoạt động HS Hoạt động GV Sản phẩm mong đợi Lắng nghe nhận xét, góp ý GV để hồn thiện kế hoạch nhóm Biểu hành vi lực GQVĐ - - Dựa kế hoạch lập để thực yêu cầu - Thực cách 3.2 Thực giải chi tiết kế Thực kế Áp dụng định luật hoạch hoạch nhóm, Newton ta có: hồn thành yêu a = Fhl m cầu ghi vào Khi tàu hỏa khơng chở bảng nhóm hành khách: F a1 = hl (1) m1 - Áp dụng tương tự tàu hỏa chở hành khách: F a2 = hl (2) m1 + mhk Từ (1) (2) → a −a mhk = m1 a2 Thay số mhk = 10.103 - Phải điều chỉnh trình thực yêu cầu → mhk = 2500 kg Cá nhân suy nghĩ, trả lời câu hỏi yêu cầu số Quan sát HS làm việc phiếu học để đánh giá tập - 0, − 0,16 0,16 - - Phải điều chỉnh q trình thực hiện: + Phải lưu ý tốn cho trường hợp hợp lực tác 3.3 Điều chỉnh hành động PL96 Thời gian Hoạt động HS Hoạt động GV Biểu hành vi Sản phẩm mong đợi lực GQVĐ dụng lên tàu hỏa trình thực khơng đổi giải + Từ hai biểu thức tính pháp a1 tính a2 rút biểu thức tính mhk thay số + Khi thay số đơn vị khối lượng mhk tính theo đơn vị khối lượng m1 Sau HS hoàn thành yêu cầu 3, GV yêu cầu nhóm trao đổi, thống kế hoạch thực hiện, phân công nhiệm vụ phù hợp cho thành viên cử đại diện trình bày GV nhận xét mức độ khả thi góp ý để nhóm hồn thiện kế hoạch Yêu cầu HS thực kế hoạch, hoàn thành yêu cầu số Hoạt động 4: Rút kết luận (Đánh giá, hồn thiện tồn q trình) (10 phút) Sau tiến hành Hoàn thành yêu giải chi tiết toán cầu 4, rút kết GV yêu cầu HS hoàn luận báo cáo rõ thành yêu cầu ràng trước lớp phiếu: - Cách giải toán 4.1 Đánh Cá nhân HS suy - Cách giải toán mà em chọn tối ưu nghĩ, trả lời phù hợp giá chưa? trình câu hỏi yêu cầu sử dụng GQVĐ phiếu học kiến thức, biểu thức học để giải (từ đầu tập toán đến kết thúc) - Nêu ưu, nhược - Cách giải giúp 4.2 Hoàn điểm cách giải vấn đề mà thiện q giải từ hồn thiện đề đặt trình - - - - - - PL97 Thời gian Hoạt động GV cách giải ưu việt - Cách giải áp dụng cho tương tự không? Quan sát HS làm việc để đánh giá Gọi HS trả lời xác hóa câu trả lời HS - - Hoạt động HS Biểu hành vi Sản phẩm mong đợi lực GQVĐ cách ngắn gọn GQVĐ q trình tìm (từ đầu biểu thức có sử dụng đến kết đơn vị toán học thúc) - Biểu thức vận dụng cho nhiều trường hợp khác không thiết phải tàu hỏa 4.3 Đưa khả áp dụng kết thu việc GQVĐ tương tự