tiểu luận cuối kỳ phân tích nội dung chương trình vật lí ở trường phổ thông

Mục tiêu dạy họcTốc độ- Phát biểu đượckhái niệm tốc độ.- Phân biệt được kháiniệm tốc độ trung bình và tốc- Nêu được côngthức tính và đơn vị đo tốcđộ.độ tức thời.- Viết được công thức tín

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TIỂU LUẬN CUỐI KỲ PHÂN TÍCH NỘI DUNG, CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS.Lê Thị Thu Hiền

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phương Thảo

Hà Nội

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

………

………

………

………

………

………

………

ĐIỂM

chữ

Hà Nội, ngày.… tháng … năm 2023

Giảng viên

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 4

MỞ ĐẦU 5

NỘI DUNG 6

1 Mục tiêu dạy học 6

2 Vị trí vai trò, thời lượng 7

3 Phân tích cấu trúc logic “Tốc độ và vận tốc” 7

4 Lịch sử hình thành kiến thức “Tốc độ và vận tốc” 11

5 Những khó khăn khi dạy học 13

6 Đề xuất cách thức dạy học 14

TÀI LIỆU THAM KHẢO 15

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài thực hành này em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PSG.TS Lê Thị Thu Hiền - người thầy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt nhiều tri thức kinh nghiệm và luôn theo sát, hướng dẫn về mặt nội dung và phương pháp cho em trong suốt quá trình làm tiểu luận Trong quá trình,

em đã gặp phải rất nhiều khó khăn, thầy cô đã ân cần động viên em để có thể hoàn thành bài làm của mình

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Trường Đại học Giáo dục – trường đã tạo điều kiện cho em có được môi trường học tập và rèn luyện vô cùng tốt với đầy đủ trang thiết bị

và đồ dùng cần thiết

Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng vì thời gian có hạn, trình độ, năng lực của bản thân còn nhiều hạn chế nên bài tiểu luận không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được những lời góp ý của các thầy cô để bài tiểu luận của mình được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Nguyễn Phương Thảo

MỞ ĐẦU

Phân tích chương trình vật lý phổ thông là một phần quan trọng của chuyên ngành Phương pháp dạy học vật lý ở trường phổ thông nhằm nghiên cứu cấu trúc chương trình, nội dung kiến thức được trình bày trong sách giáo khoa vật lý phổ thông và cách

tổ chức dạy cho học sinh một số kiến thức cụ thể Như vậy, đối tượng của phân tích chương trình vật lí phổ thông là chương trình và sách giáo khoa vật lí phổ thông Nhiệm vụ chính của Phân tích chương trình vật lí phổ thông là nghiên cứu cấu trúc chương trình, nội dung kiến thức, cách thể hiện nội dug kiến thức đó trong sách giáo khoa vật lí, tức là nắm được ý đồ của tác giả sách giáo khoa và tổ chức dạy học một số kiến thức cụ thể

Cơ cở nghiên cứu của Phân tích chương trình, trước hết là khoa học vật lí bao gồm các kiến thức về lý luận dạy học bộ môn, những kiến thức về triết học, về tâm lý học và về giáo dục học

Chương trình vật lí phổ thông của hầu hết các nước trên thế giới kéo dài từ 5 đến 7 năm và bắt đầu từ lứa tuổi 13, 14, tức là từ lớp 6 hoặc lớp 7

Cấu trúc chương trình, nội dung kiến thức trong các giáo trình vật lí phổ thông hoàn toàn khác nhau được quy định bởi hệ thống giáo dục phổ thông, nhiệm vụ bộ môn và truyền thống giáo dục của từng quốc gia đó Tuy vậy, người ta cũng tìm được những nét chung về mặt cấu trúc, về cách thể hiện các quan điểm nhận thức của vật lí học và các khuynh hướngđặc trưng trong việc xây dựng chương trình và sách giáo khoa

NỘI DUNG

“TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC”

1 Mục tiêu dạy học

Tốc độ

- Phát biểu được

khái niệm tốc độ

- Phân biệt được khái niệm tốc độ trung bình và tốc

- Nêu được công

thức tính và đơn vị đo tốc

độ

độ tức thời

- Viết được công thức tính tốc độ trung bình

- Đổi được đơn vị

tốc độ từ m/s sang km/h

- Trình bày được một số cách đo tốc độ trong cuộc

và ngược lại sống hằng ngày và trong

- Sử dụng được công

thức tính tốc độ để giải

phòng thí nghiệm

các bài tập về chuyển

động trong đó đã cho giá

trị của hai trong ba đại

lượng v, s và t

- Phân biệt được

cách đo tốc độ bằng đồng

hồ bấm giây và đồng hồ

đo thời gian hiện số và

cổng quang điện

Vận tốc

- Phát biểu được định nghĩa vận tốc

- Viết được phương trình của vận tốc

- Viết được công thức tính vận tốc

- Phân biệt được tốc độ

và vận tốc

- Tổng hợp được hai vận tốc cùng phương và hai vận tốc vuống góc với nhau

- Vẽ được đồ thị của vận tốc

2 Vị trí vai trò, thời lượng

Bài 5: “Tốc độ và vận tốc”

Thuộc + SGK Vật lí 10 – Bộ sách Kết nối tri thức với cuộc sống

+ Chương II: Động học

Thời lượng giảng dạy: 2 tiết

3 Phân tích cấu trúc logic “Tốc độ và vận tốc”

Nội

dung

Tốc độ Bài 8: Tốc độ Bài 5: Tốc độ và vận

- Khái niệm tốc

độ: Đại lượng cho

- Khái niệm tốc độ trung bình: Người ta biết sự nhanh hay

chậm của chuyển

thường dùng quãng đường đi được trong động được xác định cùng một đơn vị thời

bằng quãng đường đi gian để xác định độ

được trong một đơn nhanh, chậm của

vị thời gian, gọi là tốc chuyển động Đại lượng

độ chuyển động này gọi là tốc độ trung

- Công thức

tính tốc độ:

bình của chuyển động

𝑣 =

𝑡

- Đơn vị đo tốc

độ là m/s và km/h

(gọi tắt là tốc độ trung bình), kí hiệu là v

𝑠

𝑣 = 𝑡 Nếu gọi quãng đường đi được từ điểm ban đầu tới thời điểm t1

là s , tới thời điểm t là1 2

s2 thì:

+ Thời gian đi là 𝛥𝑡 =

𝑡2 − 𝑡1

+ Quãng đường đi đc trong thời gian 𝛥𝑡 𝛥𝑠 =là

𝑠2 − 𝑠1

+ Tốc độ trung bình của chuyển động là:

𝛥 𝑠

𝑣 =

𝛥 𝑡

- Khái niệm tốc độ tức thời: Trên xe máy

và ô tô, đồng hồ tốc độ (tốc kế) đặt trước mặt người lái xe, chỉ tốc độ

mà xe đang chạy vào thời điểm người lái xe đọc số chỉ của tốc kế Tốc độ này được gọi là tốc độ tức

thời

Bài 9: Đo tốc độ

- Đo tốc độ

bằng đồng hồ bấm

giây:

+ Dụng cụ đo: Đồng

hồ bấm giây, thước

đo độ dài

+ Cách tiến hành:

C1: Chọn quãng

đường s, tiến hành đo

thời gian t (thường

được sử dụng trong

phòng thí nghiệm)

C2: Chọn thời gian t,

tiến hành đo quãng

đường s

- Đo tốc độ

bằng đồng hồ đo thời

gian và cổng quang

điện

tốc

- Vận tốc trung bình: Trong Vật lí, người ta dùng thương

số của độ dịch chuyển

và thời gian dịch chuyển để xác định độ nhanh, chậm của chuyển động theo một hướng xác

Bài: 3: Vận tốc, gia tốc trong giao động điều hòa

- Như đã biết, vận tốc tức thời của một vật được xác định bằng công thức: 𝛥𝑥

𝑣 = với 𝛥𝑡 rất nhỏ, tức là

𝛥 𝑡

bằng độ dốc của đồ thị (x – t) tại điểm đang xét

định Đại lượng này

được gọi là vận tốc

trung bình, kí hiệu là v

𝛥𝑑

𝑣 =

𝛥𝑡

Trong đó, 𝛥𝑑 là độ

dịch chuyển trong thời

gian 𝛥𝑡

Vì độ dịch chuyển là

một đại lượng vecto

nên vận tốc cũng là một

đại lượng vecto Vecto

vận tốc có:

+ Gốc nằm trên vật

chuyển động

+ Hướng là hướng của

độ dịch chuyển

+ Độ dài tỉ lệ với độ lớn

của vận tốc

- Vận tốc tức thời:

Vận tốc tức thời là vận

tốc tại một điểm xác

định, được kí hiệu là

𝑣

→𝑡

:

𝑣

→ = 𝛥𝑑→ với 𝛥𝑡 rất nhỏ

- Khi vật chuyển

- Phương trình của vận tốc:

𝑣 = 𝑥 = −𝜔𝐴 𝑠𝑖𝑛 𝜔𝑡 + 𝜑′ ( )

- Đồ thị của vận tốc:

- Vận tốc của vật dao động sớm pha so với li𝜋

2

độ

hướng thì tốc độ và vận tốc có độ lớn bằng nhau: v = 𝑣

4 Lịch sử hình thành kiến thức “Tốc độ và vận tốc”

Tốc độ

Trong sử dụng hàng ngày và trong chuyển động học, tốc độ của một vật là độ lớn của sự thay đổi vị trí của nó; do đó nó là một đại lượng vô hướng Tốc độ trung bình của vật trong một khoảng thời gian là quãng đường vật đi được chia cho thời gian của khoảng thời gian đó; tốc độ tức thời là giới hạn của tốc độ trung bình khi khoảng thời gian tiến gần đến 0

Nhà vật lý người Ý Galileo Galilei thường được cho là người đầu tiên đo tốc

độ bằng cách xem xét khoảng cách được bao phủ và thời gian nó cần Galileo định nghĩa tốc độ là khoảng cách đi được trên một đơn vị thời gian Ở dạng phương trình,

đó là:

𝑣 = 𝑑

𝑡

được quãng đường 30 mét trong thời gian 2 giây thì có vận tốc là 15 mét một giây

chuyển dọc theo một con phố với vận tốc 50 km/h, chậm về 0 km/h, và sau đó đạt 30 km/h)

Tốc độ có thứ nguyên của khoảng cách chia cho thời gian Đơn vị SI của tốc

độ là mét trên giây, nhưng các đơn vị phổ biến nhất của tốc độ trong việc sử dụng hàng ngày là km mỗi giờ hoặc, ở Mỹ và Anh, dặm một giờ Đối với du lịch hàng không và hàng hải, nút (knot) thường được sử dụng

Tốc độ nhanh nhất có thể mà năng lượng hoặc thông tin có thể truyền đi, theo thuyết tương đối hẹp, là tốc độ ánh sáng trong chân không c = 299792458 mét / giây (xấp xỉ 1079000000 km/h hoặc 671000000 mph) Vật chất không thể đạt tới tốc độ ánh sáng, vì điều này sẽ đòi hỏi một lượng năng lượng vô hạn Trong vật lý thuyết tương đối, khái niệm độ nhanh thay thế ý tưởng cổ điển về tốc độ

- Tốc độ tức thời: Tốc độ tại một thời điểm nào đó, hoặc được giả định là không đổi trong một khoảng thời gian rất ngắn, được gọi là tốc độ tức thời Bằng cách nhìn vào đồng hồ tốc độ, người ta có thể đọc được tốc độ tức thời của ô tô tại bất kỳ thời điểm nào Theo thuật ngữ toán học, tốc độ tức thời v được định nghĩa là độ lớn của vận tốc tức thời v, nghĩa là, đạo hàm của vị trí r đối với thời gian: Nếu s là độ dài của quãng đường (còn gọi là quãng đường) đi được cho đến thời điểm t, tốc độ bằng đạo hàm thời

𝑑𝑡

- Tốc độ trung bình: Tốc độ trung bình được định nghĩa là tổng quãng đường

đi được chia cho khoảng thời gian Tốc độ trung bình không mô tả sự thay đổi tốc độ

có thể xảy ra trong khoảng thời gian ngắn hơn (vì nó là toàn bộ quãng đường được chia cho tổng thời gian di chuyển), và vì vậy tốc độ trung bình thường khá khác với giá trị của tốc độ tức thời Nếu tốc độ trung bình và thời gian di chuyển được biết, thì khoảng cách di chuyển có thể được tính bằng cách sắp xếp lại định nghĩa thành: 𝑑 = 𝜈→𝑡 Vận tốc

Vận tốc của một vật là tốc độ thay đổi vị trí của nó đối với hệ quy chiếu và là một hàm của thời gian Vận tốc ở đây được hiểu là vận tốc dài hay vận tốc tuyến tính,

1 hướng chuyển động của một đối tượng (ví dụ: 60 phút/h về phía bắc) Vận tốc là một

khái niệm cơ bản trong động học, một nhánh của cơ học cổ điển mô tả chuyển động của các vật thể

Vận tốc là một đại lượng vectơ vật lý; cả độ lớn và hướng đều cần thiết để xác định nó Giá trị tuyệt đối vô hướng (độ lớn) của vận tốc được gọi là tốc độ, là một đơn

vị dẫn xuất nhất quán mà đại lượng của nó được đo trong SI (hệ mét) dưới dạng mét trên giây (m/s) hoặc là đơn vị cơ sở SI của (m s ⋅ - 1) Ví dụ: "5 mét trên giây" là một đại lượng vô hướng, trong khi "5 mét trên giây về phía đông" là một vectơ Nếu có sự thay đổi về tốc độ, hướng hoặc cả hai thì vật có vận tốc thay đổi và được cho là đang trải qua một gia tốc

Phân biệt tốc độ và vận tốc

Tốc độ chỉ biểu thị tốc độ của một vật đang chuyển động, trong khi vận tốc mô

tả cả tốc độ và hướng mà vật thể đang chuyển động Nếu một chiếc ô tô được cho là đi với vận tốc 60 km/h, tốc độ của nó đã được xác định Tuy nhiên, nếu cho rằng chiếc xe đang chuyển động với vận tốc 60 km/h về phía bắc, vận tốc của nó hiện đã được xác định

Sự khác biệt lớn có thể được nhận thấy khi xem xét chuyển động quanh một vòng tròn Khi một vật chuyển động theo đường tròn và quay trở lại điểm xuất phát, vận tốc trung bình của nó bằng 0, nhưng tốc độ trung bình của nó được tìm thấy bằng cách chia chu vi của vòng tròn cho thời gian cần thiết để chuyển động quanh vòng tròn Điều này là do vận tốc trung bình được tính bằng cách chỉ xem xét độ dịch chuyển giữa điểm đầu và điểm cuối, trong khi tốc độ trung bình chỉ xem xét tổng quãng đường đã đi

5 Những khó khăn khi dạy học

- Ở cấp THCS, hoc sinh chưa được học về vecto nên nội dung kiến thức chỉ dừng lại ở bài “Tốc độ chuyển động”

- Lớp 10 học sinh được học vectơ nhưng lại chưa học kiến thức giới hạn, đạo hàm, vi phân nên mới chỉ dừng lại ở tìm hiểu về khái niệm và công thức cơ bản

- Lớp 11 học sinh mới có thể vận dụng kiến thức toán học về đạo hàm, vi phân để hoàn thiện khái niệm vận tốc trong khi học dao động điều hòa

- Khái niệm “tốc độ tức thời” và “vận tốc tức thời” còn rất trừu tượng với học sinh khiến cho các em dễ bị nhầm lẫn

6 Đề xuất cách thức dạy học

Phương pháp dạy học:

- Giáo viên cần bám sát dạy học về khái niệm Vật lí để xác định con đường hình thành kiến thức “Tốc độ và vận tốc”

- Giáo viên cần bám sát những thí nghiệm thực tế để học sinh có cái nhìn rõ hơn về “Tốc độ và vận tốc”

- Đây là kiến thức được hoàn thiện theo cấu trúc bậc vì vậy giá viên cần nắm

rõ những kiến thức về tốc độ ở lớp 7 để từ đó làm nền phát triển thêm kiến thức cho học sinh về bài “Tốc độ và vận tốc” ở lớp 10 và bài “Vận tốc, gia tốc trong giao động điều hòa” ở lớp 11

Phương tiện dạy học: Hình ảnh, thí nghiệm thực.

Hình thức dạy học: Dạy học theo nhóm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lý luận dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB Giáo dục

2 Bài giảng “Phân tích chương trình vật lí phổ thông” Lê Công Triêm – Lê thúc Tuấn

3 Sách giáo khoa Tự nhiên và xã hội 7 (Kết nối tri thức với cuộc sống), NXB Giáo dục

4 Sách giáo khoa Vật lí 10 (Kết nối tri thức với cuộc sống), NXB Giáo dục

5 Sách giáo khoa Vật lí 11 (Kết nối tri thức với cuộc sống), NXB Giáo dục

6 Chương trình giáo dục phổ thông môn Vật lí 2018