Đang tải... (xem toàn văn)
Trong đó bài tập nghịch lý ngụy biện với những tínhchất đặc thù riêng, nó có tác dụng rất lớn trong quá trình hình thành các phẩm chất vànăng lực cho học sinh thông qua bài học và thực t
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT KIM LIÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “Khai thác sử dụng tập nghịch lí ngụy biện theo hướng phát huy phẩm chất lực học sinh Vật lý lớp 10 chương trình GDPT năm 2018” Lĩnh vực: Vật lý Năm học: 2022-2023 Trang MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHẠM VI VÀ KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG 3 4 4 5 BTNLNB THEO HƯỚNG PHÁT HUY CÁC PHẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC CHO HỌC SINH 1.1 Những phẩm chất lực cần trọng hình thành cho học sinh chương trình giáo dục phổ thông 2018 1.2 Sử dụng BTNLNB phát huy phẩm chất lực cho học sinh 1.2.1 Khái niệm nghịch lí ngụy biện 1.2.2 Khái niệm BT nghịch lí ngụy biện 1.2.3 Vai trị BT nghịch lý ngụy biện dạy học 1.3 Thực trạng việc sử dụng BTNLNB dạy học vật lý trường phổ thông CHƯƠNG 2: KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BTNLNB THEO HƯỚNG PHÁT HUY PHẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC CHO HỌC SINH 2.1 Nguyên tắc khai thác, xây dựng BTNLNB 2.2 Quy trình xây dựng BTNLNB 2.3 Sử dụng BTNLNB việc phát huy tính tích cực nhận thức cho HS 2.4 Qui trình sử dụng BTNLNB việc phát huy tính tích cực nhận thức cho HS 6 7 9 10 11 2.5 Một số tập nghịch lý ngụy biện 2.5.1 Bài tập phần “ Mô tả chuyển động” 2.5.2 Bài tập phần “Lực chuyển động” 2.5.3 Bài tập phần “Năng lượng” 2.5.4 Bài tập phần “Động lượng” 2.6 Soạn thảo tiến trình dạy học cụ thể với việc sử dụng BTNLNB 2.7 Kết luận chương 11 11 12 14 15 16 27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM PHẦN III: KHẢO SÁT TÍNH CẤP THIẾT VÀ KHẢ THI CỦA ĐỀ TÀI PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 30 32 34 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Viết tắt Viết đầy đủ BT Bài tập BTNLNB Bài tập nghịch lí ngụy biện ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh HĐNT Hoạt động nhận thức 12 PP Phương pháp PPDH Phương pháp dạy học THPT Trung học phổ thông 10 TN Thực nghiệm 11 TNSP Thực nghiệm sư phạm I ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Cùng với phát triển nhanh chóng tri thức nhân loại mang lại nhiều thành tựu có khả ứng dụng cao vào thực tế Trong học vấn nhà trường phổ thông cung cấp hết nguồn tri thức khổng lồ mong muốn Vì vậy, ngành giáo dục phải coi trọng việc dạy phương pháp, dạy cách tìm tri thức lồi người, sở mà HS tiếp tục học tập, học tập suốt đời Chương trình giáo dục phổ thơng 2018 hướng đến mục tiêu hình thành cho học sinh phẩm chất lực cốt lõi thông qua môn học Trong dạy học vật lý tập ln đóng vai trị quan trọng tất khâu tiến trình dạy học Bài tập vật lý khơng có tác dụng việc củng cố đào sâu kiến thức, rèn luyện kỹ kỹ xảo mà cịn góp phần làm cho lý thuyết thực tiễn xích lại gần Trong tập nghịch lý ngụy biện với tính chất đặc thù riêng, có tác dụng lớn trình hình thành phẩm chất lực cho học sinh thông qua học thực tiễn Việc sử dụng BT nghịch lí ngụy biện có tác dụng kích thích hứng thú học tập học sinh, phần lứa tuổi học sinh phổ thông thường hiếu động tị mị Thơng qua BT nghịch lí ngụy biện, giáo viên tạo cho học sinh điều bất ngờ, lạ, từ kích thích tìm tịi sáng tạo em Việc khai thác, sử dụng BT nghịch lí ngụy biện cịn có tác dụng lớn lao việc phát huy tính sáng tạo, bồi dưỡng nghiệp vụ nâng cao lòng yêu nghề cho giáo viên Bởi vậy, việc khai thác, sử dụng BT nghịch lí ngụy biện dạy học Vật lí trường phổ thơng biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh Từ lí nêu trên, lựa chọn đề tài “Khai thác sử dụng tập nghịch lí ngụy biện theo hướng phát huy phẩm chất lực học sinh Vật lý lớp 10 chương trình GDPT năm 2018” để nghiên cứu, thực sáng kiến kinh nghiệm Mục tiêu nghiên cứu: - Khai thác hệ thống tập nghịch lý ngụy biện vật lý lớp 10 THPT chương trình giáo dục phổ thơng 2018 - Đề xuất biện pháp sử dụng BTNLNB dạy học vật lý Nhiệm vụ nghiên cứu: - Soạn thảo tiến trình dạy học số vật lí 10 THPT theo hướng phát huy phẩm chất lực HS qua việc sử dụng BTNLNB - Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính hiệu việc sử dụng BT nghịch lí ngụy biện Khả ứng dụng triển khai đề tài: Đề tài tài liệu tham khảo bổ ích cho học sinh giáo viên THPT Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu - Học sinh THPT - Giáo viên THPT 5.2 Phạm vi nghiên cứu - Đề tài tập trung nghiên cứu số tập nghịch lý ngụy biện lớp 10 chương trình GDPT 2018 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: trao đổi với Giáo viên việc xây dựng sử dụng BTNLNB dạy học vật lý trường THPT - Phương pháp thực nghiệm sư phạm 10 CHƯƠNG 2: KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BTNLNB THEO HƯỚNG HÌNH THÀNH VÀ PHÁT HUY CÁC PHẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC CHO HỌC SINH 2.1 Nguyên tắc khai thác, xây dựng BT nghịch lý ngụy biện Cũng dạng BT khác để có tác dụng nâng cao chất lượng học tập HS, BTNLNB cần đảm bảo số nguyên tắc chung sau: - BTNLNB phải góp phần thựchiện mục tiêu môn học - BTNLNB phải đảm bảo tính hệ thống, tính đa dạng - BTNLNB phải đảm bảo tính vừa sức, phát huy tính tích cực HS - BTNLNB phải phù hợp với nội dung tiến trình dạy học 2.2 Quy trình xây dựng BTNLNB Nghiên cứu chương trình, nội dung dạy học Tìm hiểu tượng mang tính thực tiễn, có tính nghịch lí ngụy biện liên quan nội dung dạy Nghiên cứu sai lầm mà HS thường mắc phải trình học Tiến hành soạn thảo dạy học có sử dụng BTNLNB Lấy ý kiến đóng góp đồng nghiệp Khơng đạt Đạt Thử nghiệm vào dạy học Hiệu Chưa hiệu Qui trình xây dựng hệ thống BTNLNB 11 2.3 Sử dụng BTNLNB việc phát huy tính tích cực nhận thức cho HS - Sử dụng BTNLNB để mở Ví dụ minh họa Để mở đầu cho 23 “Động lượng Định luật bảo tồn động lượng” lớp 10 chương trình chuẩn, ta vào sau: GV: Theo định luật I NiuTơn vật không chịu tác dụng lực đứng n chuyển động thẳng Vậy mà tên lửa chuyển động khơng gian vũ trụ, ta khơng thấy có lực tác dụng lên phải đứng yên (hoặc chuyển động đều) mà ta lại thấy chuyển động tăng tốc nhanh? Tại lại có mâu thuẫn ? HS: Lắng nghe trả lời, câu trả lời HS thường khơng đầy đủ xác => Xuất tình có vấnđề GV: Bài học hơm giúp giải thích câu hỏi nhiều tượng khác thực tế - Sử dụng BTNLNB hình thành kiến thức Ví dụ minh họa Khi dạy “Ba định luật Niutơn” lớp 10, để hình thành kiến thức đặc điểm lực phản lực GV (Dẫn dắt sau): Theo định luật III Newton tác dụng phản tác dụng khơng thể xảy chuyển động lực đặt vào vật lực gây vật lực với ngược chiều, cân với lực Như khẳng định định luật III Newton không Sai lầm lập luận chổ ? HS: Suy nghĩ, thảo luận nhóm cố giắng trả lời mâu thuẫn (có thể sai chưa hoàn thiện) GV: Hỗ trợ HS để HS tự suy hệ lơgic sau tổng kết giải thích lại cho lực phản lực tác dụng vào hai vật khác Sau đó, GV tổ chức tiến trình để HS tiếp nhận kiến thức đặc điểm lực phản lực - Sử dụng BTNLNB vận dụng, củng cố 12 2.4 Qui trình sử dụng BTNLNB việc phát huy phẩm chất lực cho HS Xác định mục tiêu học Xác định nội dung kiến thức bản, trọng tâm Xác định phương pháp dạy học Xác định hoạt động dạy học Tìm kiếm lựa chọn BT liên quan hệ thống BT Thiết kế giáo án sử dụng BTNLNB chọn Hiệu Chưa hiệu Qui trình sử dụng BTNLNB 2.5 Một số tập nghịch lý ngụy biện 2.5.1 Bài tập phần “Mô tả chuyển động” Bài 1: Một đá ném lên cao theo phương thẳng đứng bỏ qua sức cản khơng khí Cần phải ném với vận tốc ban đầu để đạt tới độ cao 29,4 m sau s 3s ? gt Giải : Sử dụng công thức : H v0t Nếu : t = v0 34,3m / s Nếu : t = v0 24,5m / s Như độ cao mà vận tốc ban đầu lớn lại cần thời gian lâu Giải nghịch lí ? Giáo viên cần rõ vấn đề toán xác định vận tốc ban đầu đề vật bị ném đạt độ cao H thời gian định Trong chuyển động vật bị ném thẳng đứng hướng lên có hai giai đoạn chuyển động, chậm dần lên nhanh dần xuống 13 Để khắc sâu cho học sinh giáo viên cho em giải tốn đơn giản vật bị ném lên với hai vận tốc ban đầu vật đạt độ cao 29,4m trước? sau lâu? Bài 2: Một phi công vũ trụ làm việc khoang kín tàu vũ trụ Anh ta có chuyển động tàu vũ trụ quỹ đạo khơng Cảm giác có khơng? Tại lại thế? HD: Tại chuyển động với tàu vũ trụ mà người phi công lại khơng nhận thấy chuyển động? Vấn đề gì? Để xác định chuyển động người phi cơng cần có vật làm mốc, khoang kín, vật làm mốc người có đặc điểm gì? Bài 3: Đi xe máy mưa ta thường có cảm giác giọt nước mưa rơi nghiêng (hắt vào mặt ta) trời lặng gió Lẽ lặng gió, giọt mưa rơi thẳng đứng hắt vào mặt ta Hãy giải thích điều (dường như) vơ lý HD: Thật hạt mưa rơi theo phương thẳng đứng đối vói mặt đất, với người lái xe chuyển động hạt mưa lại rơi theo phương xiên Vận tốc, Quỹ đạo chuyển động vật hệ quy chiếu khác khác Bài 4: Một người thả cho thuyền trơi sơng Anh ta phát thấy có bè gỗ trơi sát thuyền định chèo thuyền tách khỏi bè gỗ Trong trường hợp này, người cần chèo thuyền lên phía trước hay giữ cho thuyền lùi lại phía sau? (cùng khoảng cách với bè gỗ) Cách có lợi hơn? Các em giải thích HD: Nếu lấy dịng nước làm hệ quy chiếu tiến tới hay lùi lại phía sau 2.5.2 Bài tập phần “lực chuyển động” Bài Khi em đứng vào hai bàn đặt gần nhau, tay đặt lên bàn dùng sức chống hai tay để nâng người lên khỏi mặt đất Em làm lại thí nghiệm đẩy hai bàn xa Giả sử em dùng lực hai tay có độ lớn cũ nâng người lên khỏi mặt đất, giải thích sao? Hướng dẫn: Mỗi lần đẩy bàn xa, góc hai lực chống hai tay tăng dần lên Nếu ta giữ lực chống hai tay cũ hợp lực hai lực nhỏ đi, nên nhấc người lên 14 Bài Một học sinh khẳng định: Định luật III Niu- tơn khơng lực tác dụng phản lực khơng thể xảy chuyển động nào? Vì lực đặt vào vật gây lực cản cân với Sai lầm học sinh đâu? Hướng dẫn: Sai lầm học sinh là: Theo định luật III Niu- tơn lực tác dụng phản lực cặp lực trực đối: Cùng giá, độ lớn, ngược chiều đặt vào hai vật khác Vì chúng khơng thể cân với Bài Theo định luật II Niu- tơn, gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng Trọng lực lớn gia tốc rơi tự lớn Tuy nhiên gia tốc rơi tự tất vật vị trí Giải mâu thuẩn nào? Hướng dẫn: Trọng lực tỉ lệ thuận với khối lượng Do khối lượng tăng lên lần trọng lực tăng lên nhiêu lần, tỉ số chúng (tức gia tốc rơi tự do) đại lượng không đổi Bài Tại trái bóng bay đến chạm vào tường trái bóng bị bật ngược trở lại cịn tường đứng yên? Dựa vào định luật II định luật III Niu- tơn giải thích tượng trên? Hướng dẫn: Khi bóng đập vào tường, bóng tác dụng lên tường lực F, theo định luật III Niu- tơn tường tác dụng trở lại bóng phản lực F’ (hai lực độ lớn, ngược hướng) Theo định luật II Niu- tơn, bóng có khối lượng nhỏ nên lực F’gây gia tốc lớn, làm bóng bị bật ngựơc trở lại, khối lượng tường lớn nên gia tốc tường nhỏ đến mức ta không quan sát chuyển động tường Bài Cho sợi dây đầu buộc cố định, sợi dây mềm chưa bị kéo căng, tác dụng lực F vào đầu dây lại Xác định lực tác dụng lên toàn sợi dây? Em đánh hai kết luận sau : - Học sinh A: Lực tác dụng lên toàn sợi dây F - Học sinh B: Lực căng điểm sợi dây F, mà sợi dây gồm vô số điểm nên lực đặt vào toàn sợi dây vô lớn Hướng dẫn: Kết luận HS A kết luận HS B sai Ở HS B chưa ý đến định luật III Niu- tơn Theo định luật III Niutơn, cặp điểm liền sợi dây có xuất cặp lực phản lực Do hai điểm lân cận tác dụng lên điểm sợi dây lực độ lớn, giá, ngược chiều Như vậy, tất lực đặt vào điểm sợi dây cân Tại hai đầu sợi dây có tác dụng lực F phản lực vật mà sợi dây buộc chặt vào, lực có độ lớn F ngược hướng với F Bài Khi xảy va chạm ô tô xe máy thường chủ yếu xe máy bị hư hỏng nhiều ô tô Nhưng theo định luật III Niu- tơn lực tác 15 dụng lên hai xe phải nhau, lực phải gây hư hỏng giống Giải thích mâu thuẫn đó? Hướng dẫn: Khi xảy tai nạn theo định luật III Niu- tơn ô tô tác dụng lên xe máy lực ngược lại, lực mà hai xe tác dụng lên có điểm đặt hai vật khác có độ lớn ngược hướng Theo định luật II Niu tơn hai lực làm hai vật thu hai gia tốc Do xe máy có khối lượng nhỏ xe tơ nên sau tai nạn gia tốc xe máy lớn gia tốc tơ Vì sau tai nạn xe máy bị văng xa, mặt khác cấu trúc ô tô bền vững chịu lực tốt xe máy nên bị hư hỏng Bài 7: Một học sinh khẳng định định luật III Newton không Nếu tác dụng phản tác dụng khơng thể xảy chuyển động dù có lực đặt vào vật lực gây lực cản với cân với lực cản Sai lầm học sinh chỗ nào? Bài 8: Khi xảy va chạm ô tô vận tải với ô tô Theo định luật III Newton lực tác dụng lên hai xe phải nhau, lực phải gây hư hỏng giống Nhưng thực tế ta thường thấy chủ yếu xe bị hư hỏng nhiều xe tải Giải thích mâu thuẫn “lí thuyết” “thực tế”? Bài 9: Một tàu chạy với vận tốc không đổi Trên tàu, từ mũi tàu đến lái, có người xe đạp chuyển động tàu với vận tốc Vậy bờ sơng người xe đạp không chuyển động trường hợp giống người xe đạp không chuyển động mặt đất không giữ thăng Nhưng người xe đạp giữ thăng Giải thích “nghịch lí người xe đạp” nào? 2.5.3 Bài tập phần “Năng lượng” Bài 1: Một vật có khối lượng 0,2 kg phóng thẳng đứng từ mặt đất với vận tốc 10 m/s Lấy g = 10 m/s2 Bỏ qua sức cản Hỏi vật quãng đường m động vật có giá trị bao nhiêu? Một học sinh giải toán sau: Khi chọn mốc mặt đất, ta có vật mặt đất: W1= Wđ+ Wt = 10J, vật vật quãng đường 8m là: W2= Wđ+ Wt= Wđ +mgz= Wđ +16J Áp dụng định luật bảo toàn ta suy : Wđ=-6J (vơ lí) Hãy sai lầm học sinh 16 Hướng dẫn: Vấn đề toán quãng đường 8m vật đổi chiều chuyển động Khi chọn mốc mặt đất, ta có vật mặt đất: W1= Wđ+ Wt = 10J Vật quãng đường từ lúc ném đến lúc lên đến độ cao cực đại : v2-v02=2as thay số vào ta có, s=5m, để quãng đường 8m vật đổi chiều chuyển động theo phương thẳng đứng xuống phía thêm 3m vật cách mốc 2m, Ta có vị trí W2= Wđ+ Wt= Wđ +mgz= Wđ +4J, Áp dụng định luật bảo toàn ta suy : Wđ=6J Đây đáp án toán Bài 2: Để kéo vật có trọng lượng P lên cao ròng rọc, vật lên lực kéo F= P, Nhưng thực tế người ta phải dùng lực F’> P Điều có mâu thuẫn với định luật bảo tồn hay khơng? Trả lời: Khơng mâu thuẫn cần phần để thắng ma sát ròng rọc 2.5.4 Bài tập phần “Động lượng” Bài1 : Ta biết khơng có ngoại lực tác dụng vào vật trọng tâm giữ nguyên không chuyển động, tức vật đứng yên chuyển động thẳng Vậy trọng tâm tên lửa dịch chuyển không gian vũ trụ, ta không thấy lực tác dụng vào nó? Bài 2: Người ta thường nói: “ khơng thể tự nắm tóc mà nhấc lên được” Câu nói có sơ sở khoa học khơng? Hãy giải thích Bài 3: Một người làm xiếc nằm mặt đất cho đặt ngực tảng đá to Sau cho người khác lấy búa đập mạnh vào đá, tảng đá vỡ người làm xiếc đứng dậy vui cười Điều giúp thoát khỏi “mối nguy hiểm” 17 2.6 Soạn thảo tiến trình học có áp dụng tập Nghịch lý ngụy biện BÀI : ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG (2 tiết) I MỤC TIÊU Kiến thức - Động lượng vật đại lượng đo tích khối lượng vận tốc vật: p = m.v + Động lượng đại lượng vector có hướng hướng vận tốc + Động lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu + Trong hệ SI, động lượng có đơn vị kg.m.s-1 + Động lượng đặc trưng co khả truyền chuyển động vật lên vật khác thông qua tương tác chúng + Vector động lượng nhiều vật tổng vector động lượng vật - Hệ kín hệ khơng có tương tác với vật bên ngồi hệ.Ngồi ra, tương tác vật bên hệ lên hệ bị triệt tiêu không đáng kể so với tương tác thành phần hệ, hệ xem gần hệ kín - Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng hệ kín ln bảo tồn p1 + p2 +…+ pn = p’1 + p’2 +…+ p’n Năng lực: a Năng lực vật lý: - Nhận thức vật lý; + Nêu ý nghĩa vật lý định nghĩa động lượng từ tình thực tế + Phát biểu định luật bảo tồn động lượng hệ kín