Đang tải... (xem toàn văn)
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CÓ NỘI DUNG THỰCTIỄN CHƯƠNG “NĂNG LƯỢNG, CÔNG, CÔNG SUẤT”VẬT LÝ 10 DƯỚI HÌNH THỨC TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI
NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀCỦA HỌC SINH
Người thực hiện: Lê Thị GáiChức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc môn: Vật lý
THANH HOÁ NĂM 2024
Trang 21.3 Đối tượng nghiên cứu 1
1.4 Phương pháp nghiên cứu 2
2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2
2.1 Cơ sở lí luận của đề tài 2
2.1.1 Nội dung và yêu cầu cần đạt chương “Năng lượng, công, công suất” 2
2.1.2 Năng lực giải quyết vấn đề 4
2.1.3 Bài tập Vật lí có nội dung thực tiễn 4
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 5
2.3 Xây dựng hệ thống bài tập có nội dung thực tiễn chương “Năng lượng, công, công suất” – Vật lí 10 dưới hình thức trắc nghiệm đúng sai nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh 6
Chủ đề 1: Năng lượng Công cơ học Công suất 6
2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục 16
Trang 31 MỞ ĐẦU1.1 Lý do chọn đề tài
Trong chương trình giáo dục môn Vật lí 2018, năng lực vận dụng kiến thứckĩ năng đã học vào thực tiễn để giải quyết vấn đề chính là thành tố vận dụngkiến thức kĩ năng đã học, thuộc năng lực Vật lí Có nhiều biện pháp để bồidưỡng thành tố năng lực này cho học sinh, trong đó, sử dụng các bài tập Vật lícó nội dung thực tiễn là biện pháp có nhiều cơ hội để phát triển thành tố nănglực này
Trong dạy học Vật lí nói riêng và các môn học Khoa học tự nhiên nói chung,vai trò của bài tập Vật lí là vô cùng quan trọng bởi nó chính là phương tiện để họcsinh ôn tập lại kiến thức đã học, đồng thời giúp học sinh nắm chắc, hiểu rõ các kiếnthức Vật lí một cách chính xác, sâu sắc hơn Bên cạnh đó, nó còn là phương tiệnquan trọng trong việc rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, rèn luyện thói quen vận dụng kiếnthức đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn Thông qua việc giảibài tập Vật lí có thể rèn luyện cho học sinh những đức tính tốt như tinh thần tự lập,tính cẩn thận và tính kiên trì Vì vậy, để quá trình dạy học Vật lí ở trường phổthông đạt hiệu quả cao, phát huy được tính tích cực, sáng tạo của học sinh thì việcgiảng dạy bài tập Vật lí cũng phải có sự thay đổi.
Tuy nhiên hiện nay, bài tập Vật lí của giáo viên còn thiếu sự liên hệ với cáctình huống thực tiễn, khiến cho kiến thức mà học sinh học được chưa gắn liềnvới thực tiễn và việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh chưađược hiệu quả Kết quả là học sinh có thể tính toán tốt các bài toán Vật lí nhưngkhi gặp các bài toán thực tiễn lại lúng túng, thiếu tự tin.
Ngoài ra, năm học 2023-2024, Bộ giáo dục và đào tạo đưa ra hình thức cấutrúc đề thi mới, trong đó có phần trắc nghiệm đúng sai Theo cấu trúc này, phầntrắc nghiệm đúng sai có 4 câu hỏi, mỗi câu hỏi có phần dẫn và 4 lệnh Học sinhsẽ chọn đáp án đúng hoặc sai với mỗi lệnh đó Với dạng thức trắc nghiệm này,giáo viên có thể đưa ra các bài tập là các tình huống thực tiễn, trong mỗi câu hỏisẽ kiểm tra được kiến thức, năng lực của học sinh ở các mức độ từ nhận biết,thông hiểu đến vận dụng và vận dụng cao
Trong chương trình Vật lí 10 thì chương “Năng lượng, công, công suất” làcơ sở Vật lí của nhiều ứng dụng kỹ thuật và vận dụng để giải quyết được nhiềucác bài tập Vật lí liên quan đến thực tiễn Vì vậy ta có thể khai thác hệ thống cácbài tập của chương này dưới hình thức trắc nghiệm đúng – sai như công cụ đểbồi dưỡng tư duy, phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Xuất phát
từ những lí do trên, tôi chọn đề tài “Xây dựng hệ thống bài tập có nội dung thực
tiễn chương “Năng lượng, công, công suất” – Vật lí 10 dưới hình thức trắc nghiệmđúng sai nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh”.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng bài tập có nội dung thực tiễn chương “Năng lượng,công, công suất” – lớp 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
1.3 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Nội dung và yêu cầu cần đạt chương “Năng lượng, công, công suất”.
Trang 4- Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
- Quá trình xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập có nội dung thực tiễnchương “Năng lượng, công, công suất” dưới hình thức trắc nghiệm Đúng – sai.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết
+ Nghiên cứu mục tiêu đổi mới trong dạy học nói chung và trong Vật línói riêng.
+ Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập vật lí có nội dung thực tiễn nhằm bồidưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
+ Nghiên cứu đặc điểm, cấu trúc, nội dung và các yêu cầu cần đạt củachương “Năng lượng, công, công suất” - Vật lí 10.
- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin:
Tìm hiểu thực tiễn dạy học của môn học thông qua việc giảng dạy trựctiếp trên lớp, tham gia dự giờ lấy ý kiến của đồng nghiệp trong nhóm chuyênmôn ở trường.
- Phương pháp thực nghiệm:
Dựa trên kế hoạch môn học, hướng dẫn học sinh thực hiện nhiệm vụ tạinhà trường nhằm kiểm chứng kết quả nghiên cứu của đề tài và đưa ra những đềxuất cần thiết.
- Phương pháp thống kê, xử lý số liệu:
Thông qua kết quả kiểm tra – đánh giá bài làm của học sinh sau khi ápdụng phương pháp đề tài đề xuất, xử lý thống kê toán học trên cả hai nhómđối chứng và thực nghiệm để rút ra những kết luận và đề xuất.
1.5 Những điểm mới của SKKN
Trang 5chung Đồng thời, học sinh được học một trong những quy luật quan trọng nhấtcủa cơ học, đó là các định luật bảo toàn.
Kiến thức mà học sinh học được trong chương này cũng gắn liền với nhữngứng dụng thực tiễn trong kĩ thuật và đời sống, vì năng lượng luôn luôn là kháiniệm Vật lí quan trọng nhất, bao trùm trong mọi hiện tượng thiên nhiên và thựctế cuộc sống của con người.
Nội dung và yêu cầu cần đạt chương “Năng lượng, công, công suất”
Nội dungtiếtSốYêu cầu cần đạtNăng lượng
– Phát biểu được định nghĩa, viết được công thứctính công và đơn vị đo của công
– Xác định được vai trò của lực sinh công đối vớichuyển động của vật bị lực này tác dụng: công kéo,công cản.
– Hiểu được rằng sinh công là một trong số các cáchchuyển hoá năng lượng.
– Vận dụng được công thức tính công trong các bàitập đơn giản.
Công suất 2 – Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức tínhvà biết được đơn vị đo của công suất
– Hiểu được ý nghĩa vật lí của công suất chính là tốcđộ sinh công.
– Vận dụng được biểu thức liên hệ giữa công suấtvới lực và vận tốc vào một số tình huống cụ thểtrong đời sống.
Động năng Thếnăng
2 – Phát biểu được định nghĩa, viết được công thứctính và biết được đơn vị đo của động năng, thế năng.– Hiểu được đơn vị đo của động năng và thế năng – Vận dụng được biểu thức liên hệ giữa công thực hiệnlên vật để vật có động năng, thế năng.
Cơ năng Địnhluật bảo toàn cơnăng
2 – Phân tích được sự chuyển hoá qua lại giữa độngnăng và thế năng.
– Phát biểu được định nghĩa cơ năng và đơn vị đocủa cơ năng.
– Viết được công thức tính cơ năng của vật trongtrường trọng lực.
– Vận dụng được sự chuyển hoá qua lại giữa độngnăng, thế năng và định luật bảo toàn cơ năng vàomột số tình huống thực tế.
Trang 6Nội dungtiếtSốYêu cầu cần đạt
Hiệu suất 2 – Nhận biết được năng lượng có ích và năng lượnghao phí trong các quá trình chuyển hoá năng lượng – Hiểu được khái niệm hiệu suất.
– Vận dụng được khái niệm hiệu suất vào một sốtình huống thực tế.
2.1.2 Năng lực giải quyết vấn đề
Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng của một cá nhân hiểu và giải quyếttình huống vấn đề khi mà giải pháp giải quyết chưa rõ ràng Nó bao gồm sự sã̃nsàng tham gia vào giải quyết tình huống vấn đề đó - thể hiện tiềm năng là côngdân tích cực và xây dựng (Định nghĩa trong đánh giá PISA, 2012).
Giải quyết vấn đề: Hoạt động trí tuệ được coi là trình độ phức tạp và caonhất về nhận thức, vì cần huy động tất cả các năng lực trí tuệ của cá nhân Đểgiải quyết vấn đề, chủ thể phải huy động trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa,ngôn ngữ, đồng thời sử dụng cả cảm xúc, động cơ, niềm tin ở năng lực bản thânvà khả năng kiểm soát được tình thế
Từ đó ta có thể hiểu: Năng lực giải quyết vấn đề là khả năng của một cánhân "huy động", kết hợp một cách linh hoạt và có tổ chức kiến thức, kỹ năngvới thái độ, tình cảm, giá trị, động cơ cá nhân, để hiểu và giải quyết vấn đềtrong tình huống nhất định một cách hiệu quả và trên tinh thần tích cực.
Ý nghĩa của việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học Vật lí
Trong chương trình phổ thông hiện nay, mỗi môn học đều có đối tượng vàphương pháp nghiên cứu riêng Đối với bộ môn Vật lí nói riêng và các mônkhoa học tự nhiên nói chung đều nghiên cứu về các đặc tính và sự vận độngcủa vật chất Điển hình đối với bộ môn Vật lí chủ yếu nghiên cứu về sự vậnđộng của vật chất cũng như các hiện tượng xảy ra trong tự nhiên Các nhà Vậtlí học đã xây dựng nên nền tảng các kiến thức Vật lí bằng cách quan sát cáchiện tượng trong tự nhiên từ đó tìm câu trả lời cho các hiện tượng này, đây cóthể được xem là các nhà Vật lí đã sử dụng năng lực giải quyết vấn đề của mìnhđể tìm ra các kiến thức Vật lí Giáo viên có thể mô phỏng lại tiến trình xâydựng kiến thức của các nhà Vật lí học để tổ chức các hoạt động dạy học theokiểu dạy học nêu và giải quyết vấn đề, qua đó học sinh không những phát triểnđược năng lực giải quyết vấn đề của bản thân mà còn giúp học sinh khắc sâuđược kiến thức và hiểu hơn về con đường xây dựng kiến thức mới của các nhàkhoa học từ đó học sinh học hỏi được cách làm việc của họ, tự đúc kết kinhnghiệm cho chính bản thân học sinh
2.1.3 Bài tập Vật lí có nội dung thực tiễn
Bài tập Vật lí có nội dung thực tiễn hay bài tập Vật lí gắn với thực tiễn làbài tập liên quan trực tiếp tới các vấn đề thực tế đời sống của học sinh, nội dungbài tập có thể xuất phát từ các hiện tượng thiên nhiên, các kĩ thuật sản xuất, laođộng và sinh hoạt hàng ngày xung quanh học sinh
Bài tập có nội dung thức tế là một trong những cầu nối giữa lý thuyết và
Trang 7thực tiễn, qua đó giúp HS hiểu sâu và biết vận dụng kiến thức, kỹ năng đã họcđể giải quyết các vấn đề của thực tiễn trong học tâp và đời sống.
Trong sách giáo khoa có ít bài tập có nội dung thực tế nên việc khai thác, xâydựng và sử dụng chúng trong phát triển NL VDKKVTT cho HS chưa phát huyđược quả hiệu quả như mong đợi theo mục tiêu chương trình GDPT 2018, đó là:
- HS vận dụng được một số kĩ năng tiến trình khoa học để khám phá, giảiquyết vấn đề dưới góc độ vật lí.
- HS vận dụng được một số kiến thức, kĩ năng trong thực tiễn, ứng xửvới thiên nhiên phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững xã hội và bảo vệmôi trường.
Nguyên tắc xây dựng bài tập có nội dung thực tiễn
Để xây dựng được bài tập có nội dung thực tiễn đạt được hiệu quả vào mục tiêudạy học, cần xây dựng bài tập có nội dung thực tiễn dựa vào các nguyên tắc sau:
- Bài tập có nội dung thực tiễn phải bám sát chương trình dạy học và thựchiện mục tiêu bài học
- Bài tập có nội dung thực tiễn phải đảm bảo tính kiến thức chính xác, khoahọc đúng đắn
- Bài tập có nội dung thực tiễn phải có tính hệ thống và sư phạm
- Bài tập có nội dung thực tiễn phải gần gũi với sinh hoạt và lao động sảnxuất với học sinh
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
Để tìm hiểu về thực trạng sử dụng bài tập có nội dung thực tiễn chương“Năng lượng, công, công suất” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề chohọc sinh, tôi đã tiến hành khảo sát 70 học sinh của hai lớp chuyên toán, bằngcác hình thức phỏng vấn, quan sát, phát phiếu điều tra, cho học sinh làm bàikiểm tra, đã thu được kết quả như sau:
Bảng 1: Mức độ hứng thú của học sinh khi các thầy cô giáo sử dụng bài tậpVật lí có nội dung thực tiễn
Mức độ Số lượng
Rất hứng
thúHứng thúBình thường
Không hứngthú
Trang 8sống của học sinh còn khá hạn chế Có tới 45,7% học sinh cho rằng mình gặpkhó khăn trong việc vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các bài toán thựctiễn Từ đây chúng ta có thể thấy rằng, ở trường THPT việc đưa kiến thức sáchvở gần hơn với cuộc sống thông qua việc sử dụng các bài tập Vật lí có nội dungthực tiễn trong quá trình giảng dạy vẫn chưa được chú trọng Điều này làm ảnhhưởng không nhỏ tới quá trình tiếp nhận kiến thức mới trong quá trình học tậpcũng như hạn chế sự phát triển kỹ năng vận dụng và giải quyết vấn đề trong
cuộc sống của học sinh
2.3 Xây dựng hệ thống bài tập có nội dung thực tiễn chương “Nănglượng, công, công suất” – Vật lí 10 dưới hình thức trắc nghiệm đúng sainhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
Chủ đề 1: Năng lượng Công cơ học Công suất
Câu 1: Trong một công viên nước của khu vui chơi, một bạn học sinh có
khối lượng 50kg trượt từ đỉnh của một máng nước là mặt phẳng nghiêng ở độcao 2m so với mặt đất Biết máng nước hợp với mặt phẳng ngang một góc 300.Lấy g = 10 m/s2.
a) Công của trọng lực là công cản
b) Công của lực ma sát là công phát động c) Công của phản lực bằng 0.
d) Công của trọng lực khi bạn học sinh trượt hết máng nước là 1000J.
Hướng dẫn:
a) Trọng lực của bạn học sinh tạo với máng nước một góc nhọn nên trọng
lực sinh công phát động (A>0)
b) Lực ma sát tạo với máng nước một góc 180o nên sinh công cản (A<0).
c) Phản lực tạo với máng nước một góc 90o nên công của phản lực bằng 0.
d) Công của trọng lực khi bạn học sinh trượt hết máng nước là
Câu 2 Động cơ của máy bay Airbus A320 có công suất 384 HP Để cất
cánh tốt nhất, máy bay cần đạt tốc độ 3 08 km/h Khi bay ở độ cao ổn định, tốcđộ trung bình của máy bay là 1005 km/h và để tiết kiệm nhiên liệu thì tốc độtrung bình là 9 68 km/h Biết 1 HP ¿746 W.
a) Trong quá trình cất cánh, máy bay đi lên, trọng lực sinh công âm.
b) Lực kéo của động cơ trong trường hợp máy bay cất cánh có độ lớn là
a) Trong quá trình cất cánh, máy bay đi lên, trọng lực hướng xuống nên
trọng lực sinh công âm.
Trang 9b) Lực kéo của động cơ trong trường hợp máy bay cất cánh có độ lớn là
=1065,4 N
d) Khi tốc độ trung bình của máy bay là 1005 km/h thì lực kéo của động cơ là
Câu 3: Nhà Nam có 5 thiết bị tiêu thụ điện chính với công suất và số giờ
hoạt động trong 1 ngày được thể hiện ở bảng sau:
Thiết bị Công suất Số giờ sử dụng/ngày
a) Thiết bị có công suất lớn nhất là bình nước nóng.
b) Thiết bị tiêu thụ điện năng nhiều nhất trong ngày là điều hòac) Mỗi ngày tủ lạnh tiêu thụ điện năng ít hơn máy giặt.
d) Biết rằng mỗi số điện (tức 1 kWh) có giá 2700 đồng Mỗi tháng (30
ngày), gia định bạn Nam phải trả số tiền điện do các thiết bị trên tiêu thụ là1.218.240 (đồ𝑛𝑔).
Hướng dẫn:
a) Từ bảng số liệu cho thấy: thiết bị có công suất lớn nhất là bình nướcnóng (2000W)
b) Áp dụng công thức: 𝐴 = 𝑃.𝑡
Điện năng tiêu thụ trong ngày của các thiết bị:
Thiết bịCôngsuấtSố giờ sử dụng/ngàytrong ngày (KW/h)Điện năng tiêu thụ
Trang 10Từ số liệu tính toán ở trên cho thấy: Thiết bị tiêu thụ điện năng nhiều nhấttrong ngày là điều hòa (9KW/h)
c) Từ số liệu tính toán ở trên cho thấy: Mỗi ngày tủ lạnh tiêu thụ điện năng
nhiều hơn máy giặt.
d) Số tiền điện phải trả trong 1 tháng sẽ bằng tích của số điện năng tiêu thụ
trong 1 tháng và số tiền phải trả cho 1 số điện (hay 1kWh) Nhà Nam có 5 thiếtbị tiêu thụ điện chính, vì vậy muốn tính được số tiền thì trước hết phải tính đượctổng điện năng tiêu thụ của các thiết bị trong 1 tháng.
Câu 4: Một người đi siêu thị chọn mua bình siêu tốc Cô nhân viên siêu thị
cho biết có hai loại bình (thông số như hình vẽ) và thời gian để nước sôi củabình 1 là 7 phút, bình 2 là 6 phút.
Biết rằng trung bình mỗi ngày, gia đình người này sử dụng hết 9 lít nước nóng.
a) Công suất bình 1 lớn hơn công suất bình 2.
b) Ấm điện chuyển hóa điện năng chủ yếu sang nhiệt năng.
c) Tổng điện năng tiêu thụ điện của bình 1 trong 1 ngày là 1008 KJ.d) Bình 1 tiết kiệm hơn bình 2.
Trang 11Hướng dẫn:
a) Công suất bình 1 là 2400W, công suất bình 2 là 2200W Vậy công suất
bình 1 lớn hơn công suất bình 2.
b) Ấm điện chuyển hóa điện năng chủ yếu sang nhiệt năng.c) Áp dụng công thức: 𝐴 = 𝑃 𝑡
Gia đình người khách hàng sử dụng hết 9 lít nước nóng mỗi ngày, vậy sốlần đun nước là:
+ Bình 1 là: 𝑛1 = 9: 1,8 = 5 (lần)+ Bình 2 là: 𝑛2 = 9: 1,5 = 6 (lần)
Áp dụng công thức tính công: 𝐴 = 𝑃 𝑡 ta có năng lượng điện tiêu thụ trong1 lần đun nước của mỗi bình là:
+ Bình 1: 𝐴1 = 𝑃1 𝑡1 = 2400.7.60 = 1008 (𝑘𝐽)+ Bình 2: 𝐴2 = 𝑃2 𝑡2 = 2200.6.60 = 792 (𝑘𝐽)
Năng lượng điện tiêu thụ trong 1 ngày của mỗi bình là:+ Bình 1: 𝐴𝐼 = 𝐴1 𝑛1 = 1008.5 = 5040 (𝑘𝐽)
Chủ đề 2: Động năng, thế năng, cơ năng.
Câu 1: Làn đường thoát hiểm là khu vực khẩn cấp được đặt bên cạnh đoạn
đường xuống dốc (Hình a) Nó cho phép các phương tiện mất phanh giảm tốc độvà dừng lại mà không ảnh hưởng đến phương tiện giao thông khác Xe bị mấtphanh thay vì đi trên làn đường xuống dốc sẽ rẽ vào làn thoát hiểm Làn thoáthiểm có độ dốc hướng lên để làm giảm tốc độ của xe và giúp xe dừng lại Biếtlàn đường thoát hiểm là một đoạn đường dốc nghiêng một góc 10∘ so với phươngngang và có chiều dài 180 m (Hình b) Một xe tải khối lượng 2,8⋅103 kg đi vàolàn thoát hiểm do hỏng phanh Lực ma sát của mặt đường có thể được coi làkhông đáng kể.
a) Khi xe chạy trên làn thoát hiểm, trọng lực sinh công âm làm giảm động
năng của xe nên xe có thể dừng lại.
b) Thành phần trọng lượng của xe tải song song với đoạn đường dốc có độ
lớn là 4,5.103 N.
c) Xe tải đi hết chiều dài của đoạn đường dốc thì dừng Công lớn nhất mà
trọng lực đã thực hiện để dừng xe là 8 58, 56.103 J.
d) Vận tốc lớn nhất của xe tải để xe tải có thể dừng lại ở đoạn đường dốc
thì tốc độ của xe khi rẽ vào làn thoát hiểm không lớn hơn 20,5 m/s.