ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÍ NGUYỄN THỊ VINH XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “CÔNG, NĂNG LƯỢNG, CÔNG SUẤT” VÀ “ĐỘNG LƯỢNG” – VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁ
Mục tiêu nghiên cứu
Đề xuất quy trình xây dựng và sử dụng các thí nghiệm trong dạy học chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp 10 Vật lý Việc áp dụng thí nghiệm thực tiễn không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm vật lý mà còn kích thích tư duy phản biện và khả năng phân tích Thí nghiệm sẽ được thiết kế để tạo cơ hội cho học sinh tự khám phá, từ đó nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề trong các tình huống thực tế Bằng cách này, học sinh sẽ phát triển toàn diện hơn về kiến thức và kỹ năng, đồng thời tạo hứng thú trong việc học tập môn Vật lý.
Quy trình thiết kế tiến trình dạy học thí nghiệm nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh được áp dụng trong chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” trong môn Vật lý lớp 10 Việc tổ chức dạy học theo cách này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về các khái niệm vật lý mà còn khuyến khích khả năng tư duy phản biện và giải quyết vấn đề thực tiễn Thông qua các thí nghiệm thực tế, học sinh có cơ hội áp dụng lý thuyết vào thực hành, từ đó nâng cao kỹ năng phân tích và tổng hợp thông tin.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh THPT trong học tập môn Vật lí
Nghiên cứu quy trình xây dựng và ứng dụng các thí nghiệm Vật lí trong giảng dạy chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” cho học sinh lớp 10 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề Đề xuất tiến trình dạy học thiết kế các thí nghiệm Vật lí nhằm nâng cao khả năng tư duy và kỹ năng giải quyết vấn đề của học sinh trong các chủ đề này.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lí luận
Nghiên cứu tài liệu và luận án trong và ngoài nước về dạy học Vật lí cho thấy việc sử dụng thí nghiệm có thể phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, từ đó tạo cơ sở vững chắc cho đề tài nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu thực tế
Sử dụng phiếu điều tra để thu thập thông tin về thực trạng dạy và học môn Vật lí có áp dụng thí nghiệm, nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh tại các trường THPT Việc này giúp đánh giá hiệu quả của phương pháp giảng dạy và khả năng tiếp thu kiến thức thực tiễn của học sinh.
- Phương pháp t h ực nghiệm sư phạm
Chế tạo và hoàn thiện thí nghiệm thực nghiệm trong giảng dạy tại trường THPT là một phương pháp hiệu quả để nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh Việc đánh giá tính khả thi của việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm này không chỉ giúp cải thiện chất lượng dạy học mà còn khuyến khích sự sáng tạo và tư duy phản biện ở học sinh.
Thực nghiệm dạy học thí nghiệm nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong các chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” trong môn Vật lý lớp học Các hoạt động thực nghiệm không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về các khái niệm vật lý mà còn rèn luyện kỹ năng tư duy phản biện và khả năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn Việc áp dụng phương pháp dạy học này sẽ tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích sự sáng tạo và khám phá của học sinh.
Phương pháp thống kê toán học
Sử dụng các phần mềm thống kê chuyên dụng, phân tích kết quả thực nghiệm và rút ra kết luận về tính khả thi của đề tài nghiên cứu.
Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Nghiên cứu về phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong môn Vật lí đã được một số tác giả thực hiện, trong đó có những công trình tiêu biểu như luận án tiến sĩ khoa học giáo dục “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học Vật lí” Các nghiên cứu này đóng góp quan trọng vào việc cải thiện phương pháp giảng dạy và nâng cao khả năng tư duy phản biện của học sinh.
Bài viết "13 triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học một số kiến thức về từ trường và cảm ứng điện từ Vật lí 11" của tác giả Dương Đức Giáp từ Trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế (2023) và luận án tiến sĩ của Nguyễn Minh Thuần từ Trường Đại học Sư phạm Hà Nội (2022) về "Tổ chức hoạt động dạy học Vật lí 11: Xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm tĩnh điện" đã đạt nhiều kết quả tích cực Tác giả Dương Đức Giáp đã trình bày lý luận về năng lực giải quyết vấn đề và xây dựng tình huống trong dạy học vật lí, đồng thời nghiên cứu phát triển năng lực giải quyết vấn đề thông qua thí nghiệm và phương pháp trực quan Trong khi đó, Nguyễn Minh Thuần đã tập trung vào nghiên cứu dạy học giải quyết vấn đề và bồi dưỡng năng lực này, cũng như tình hình xây dựng và sử dụng thiết bị thí nghiệm, đặc biệt là thiết bị thí nghiệm tĩnh điện trong dạy học vật lí.
Bài viết này tập trung vào việc xây dựng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học các chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” trong chương trình Vật lí 10 Điều này nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, khác biệt so với các nghiên cứu trước đây chưa đề cập đến khía cạnh này.
CỞ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỂ CỦA HỌC SINH
Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
Có nhiều cách phát biểu khi trình bày định nghĩa năng lực Theo CTGDPT tổng thể
Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành và phát triển từ tố chất bẩm sinh cùng với quá trình học tập và rèn luyện Nó cho phép con người kết hợp kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin và ý chí để thực hiện thành công một hoạt động cụ thể, từ đó đạt được kết quả mong muốn trong những điều kiện nhất định.
Chương trình GDPT 2018 xác định các năng lực cốt lõi cần thiết cho học sinh phổ thông Việt Nam, bao gồm năng lực chung và năng lực đặc thù Những năng lực này là cơ sở quan trọng giúp học sinh sống, học tập và làm việc hiệu quả trong xã hội hiện đại.
Những năng lực chung như tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, cũng như giải quyết vấn đề và sáng tạo được hình thành và phát triển qua tất cả các môn học và hoạt động giáo dục.
Các năng lực đặc thù như năng lực ngôn ngữ, tính toán, khoa học, công nghệ, tin học, thẩm mỹ và thể chất được hình thành và phát triển chủ yếu thông qua các môn học và hoạt động giáo dục cụ thể.
1.1.2 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề
Vấn đề là trạng thái mâu thuẫn giữa thực tế và mong muốn, dẫn đến những xung đột trong hoạt động nhận thức của con người Để giải quyết vấn đề này, người học cần phát triển các kỹ năng tư duy như phân tích, tổng hợp, phê phán và sáng tạo, nhằm tìm ra giải pháp mới hiệu quả.
Thực tiễn luôn đặt ra những thách thức cần giải quyết, và việc giải quyết những vấn đề này là yếu tố quan trọng giúp chúng ta tồn tại và phát triển trong môi trường tự nhiên.
15 hoạt động trí tuệ đại diện cho trình độ nhận thức phức tạp nhất, yêu cầu cá nhân huy động toàn bộ năng lực trí tuệ Để giải quyết vấn đề, người thực hiện cần sử dụng trí nhớ, tri giác, lý luận, khái niệm hóa, và ngôn ngữ, đồng thời kết hợp cảm xúc, động cơ và niềm tin vào khả năng bản thân cùng khả năng kiểm soát tình huống.
Trong học tập, giải quyết vấn đề là một quá trình quan trọng, trong đó người học xác định vấn đề, lựa chọn giải pháp tối ưu cho tình huống mới và đánh giá kết quả Để thực hiện hiệu quả việc này, cần có năng lực giải quyết vấn đề, vì vậy việc bồi dưỡng năng lực này cho học sinh trong dạy học là nhiệm vụ thiết yếu của giáo viên trong thế kỷ 21.
Năng lực giải quyết vấn đề
Năng lực giải quyết vấn đề là một trong những năng lực quan trọng của mỗi cá nhân, vì vậy phát triển năng lực này ở học sinh là mục tiêu hàng đầu của nhiều nền giáo dục tiên tiến trên thế giới Năng lực giải quyết vấn đề đã được xác định là một trong những năng lực cốt lõi trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 của Việt Nam.
Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh là khả năng huy động kiến thức, kỹ năng, thái độ và động cơ để xử lý các tình huống cụ thể khi không có giải pháp sẵn có Năng lực này thể hiện qua việc phát hiện và hiểu vấn đề, đề xuất và lựa chọn giải pháp, lập kế hoạch và thực hiện giải pháp, cũng như đánh giá và phản ánh về giải pháp đã áp dụng Học sinh cần vận dụng hiệu quả những kinh nghiệm này vào các vấn đề mới với tinh thần tích cực.
1.1.3 Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề
Năng lực giải quyết vấn đề của học sinh được thể hiện qua các hoạt động trong quá trình giải quyết vấn đề Nghiên cứu đã phân tích tiến trình giải quyết vấn đề của cá nhân trong môi trường học tập và xác định rằng năng lực này bao gồm bốn thành tố chính, được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 1.1 Bảng cấu trúc NL GQVĐ
Năng lực thành tố Biểu hiện hành vi Chỉ số hành vi
1 Phân tích tình huống, phát hiện vấn đề và phát biểu VĐ cần giải quyết
Phân tích được tình huống vấn đề
Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu 1.2 Phát biểu vấn đề (dưới dạng câu hỏi khoa học) 1.3
2 Đề xuất và lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề
Thu thập và xử lý thông tin liên quan đến vấn đề 2.1, xác định kiến thức và phương pháp vật lý cần thiết cho việc giải quyết vấn đề 2.2, và đề xuất các giải pháp cho vấn đề 2.3.
3 Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề.
Lập kế hoạch cụ thể để thực hiện giải pháp 3.1
Thực hiện kế hoạch 3.2 Đánh giá và điều chỉnh các bước giải quyết vấn đề cụ thể trong quá trình thực hiện giải pháp
4 Đánh giá, hoàn thiện toàn bộ quá trình GQVĐ và đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc GQVĐ tương tự và phát hiện VĐ cần giải quyết mới Đánh giá quá trình GQVĐ 4.1
Hoàn thiện quá trình GQVĐ 4.2 Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc GQVĐ tương tự và phát hiện vấn đề cần giải quyết mới 4.3
1.1.4 Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS
Căn cứ vào các năng lực thành tố và CSHV của cấu trúc NL GQĐ, bảng tiêu chí đánh giá việc bồi dưỡng NL GQVĐ trong dạy học chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” – VL10 được xây dựng với các mức độ tương ứng của các CSHV.
Bảng 1.2 Tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
Chỉ số hành vi Mức độ Tiêu chí chất lượng
1 Phân tích tình huống, phát hiện vấn đề và phát biểu VĐ cần giải quyết
1.1 Phân tích được tình huống vấn đề
1.1 M1 Phân tích được tình huống với sự hỗ trợ của
1.1 M2 Phân tích được một phần tình huống nhưng còn thiếu sót
1.1 M3 Phân tích đầy đủ thông tin và chính xác tình huống
1.2 Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu
1.2 M1 Phát hiện được vấn đề với sự hỗ trợ của GV 1.2 M2 Phát hiện được vấn đề, nhưng còn thiếu sót
1.2 M3 Phát hiện chính xác vấn đề trong thời gian ngắn 1.3 Phát biểu vấn đề (dưới dạng câu hỏi khoa học)
1.3 M1 Không phát biểu được vấn đề 1.3 M2 Phát biểu được vấn đề, nhưng còn thiếu sót
1.3 M3 Phát biểu đúng vấn đề dưới dạng câu hỏi khoa học
2 Đề xuất và lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề
2.1 Thu thập thông tin, xử lí (kết nối, lựa chọn, sắp xếp…) thông tin liên quan đến vấn đề
2.1 M1 Xác định được và tìm hiểu các thông tin có liên quan đến vấn đề với sự hỗ trợ của GV
2.1 M2 Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin có liên quan đến vấn đề, nhưng còn thiếu sót 2.1 M3
Xác định chính xác và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến vấn đề một cách nhanh chóng
2.2 Xác định, tìm ra kiến
Xác định, tìm ra kiến thức hay phương pháp vật lí cần sử dụng cho việc GQVĐ vấn đề với sự hướng dẫn của GV
18 thức và/ hay phương pháp vật lí cần sử dụng cho việc GQVĐ
Xác định, tìm ra kiến thức hay phương pháp vật lí cần sử dụng cho việc GQVĐ vấn đề nhưng còn thiếu
Xác định chính xác, tìm ra đầy đủ kiến thức hay phương pháp vật lí cần sử dụng cho việc GQVĐ vấn đề
2.3 M1 Đề xuất được giải pháp với sự hướng dẫn của GV 2.3 M2 Đề xuất được giải pháp nhưng chưa hợp lí
2.3 M3 Để xuất được một (hoặc nhiều giải pháp) hợp lí dựa trên cơ sở khoa học
2.4 M1 Lựa chọn được giải pháp nhưng chưa khả thi 2.4 M2 Lựa chọn được giải pháp khả thi 2.4 M3
So sánh được ưu, nhược điểm của từng giải pháp, lựa chọn được giải pháp khả thi nhưng là giải pháp tối ưu
3 Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề
3.1 Lập kế hoạch cụ thể để thực hiện giải pháp
3.1 M1 Lập kế hoạch GQVĐ nhưng chưa khoa học/ hợp lí 3.1 M2
Lập kế hoạch thực hiện giải pháp một cách khoa học/ hợp lí nhưng chưa đầy đủ (hoặc chưa chi tiết)
3.1 M3 Lập kế hoạch thực hiện giải pháp một cách khoa học/ hợp lí, đầy đủ và chi tiết
Thực hiện và hoàn thành một phần nhỏ kế hoạch, hoặc hoàn thành nhưng còn nhiều sai sót
3.2 M2 Thực hiện và hoàn thành một phần lớn kế hoạch
3.2 M3 Thực hiện và hoàn thành đầy đủ kế hoạch 3.3 Đánh giá và điều chỉnh các bước giải quyết vấn đề cụ thể trong quá trình thực hiện giải pháp
3.3 M1 Không điều chỉnh hành động trong quá trình thực hiện giải pháp
3.3 M2 Điều chỉnh được hành động trong quá trình thực hiện giải pháp nhưng chưa thích hợp
3.3 M3 Điều chỉnh được hành động hợp lí (thích hợp)
4 Đánh giá, hoàn thiện toàn bộ quá trình
GQVĐ và đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc GQVĐ tương tự và phát hiện VĐ cần giải quyết mới
4.1 Đánh giá quá trình GQVĐ
4.1 M1 Đánh giá quá trình GQVĐ chưa đầy đủ, chưa khoa học
4.1 M2 Đánh giá được quá trình GQVĐ tương đối đầy đủ và tương đối khoa học
4.1 M3 Đánh giá quá trình GQVĐ đầy đủ và khoa học
4.2 Hoàn thiện quá trình GQVĐ
4.2 M1 Hoàn thiện quá trình GQVĐ chưa đầy đủ
4.2 M2 Hoàn thiện quá trình GQVĐ tương đối đầy đủ 4.2 M3 Hoàn thiện quá trình GQVĐ đầy đủ 4.3 Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc GQVĐ tương tự và phát hiện vấn đề cần giải quyết mới
4.3 M1 Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc GQVĐ tương tự nhưng chưa có cơ sở
4.3 M2 Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc GQVĐ tương tự
4.3 M3 Đưa ra khả năng áp dụng kết quả thu được trong việc GQVĐ tương tự và xem xét kết quả thu được trong tình huống mới
Mức điểm dựa trên thang điểm quy đổi như sau:
Mức 0: 0 điểm: HS vắng học;
Thí nghiệm trong dạy học Vật lí theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
1.2.1 Khái niệm và đặc điểm của thí nghiệm Vật lí
Khái niệm thí nghiệm Vật lí
Theo quan điểm lí luận nhận thức, tài nguyên (TN) là công cụ quan trọng giúp con người tìm kiếm và tiếp thu kiến thức khoa học cần thiết Thông qua TN, con người có thể nâng cao năng lực bản thân, từ đó tác động và cải tạo thực tiễn hiệu quả Trong dạy học vật lý, TN đóng vai trò là phương tiện hỗ trợ cho hoạt động nhận thức của người học.
HS, giúp HS phân tích đối tượng thu thập thông tin cần nghiên cứu, phân tích kết quả để tiếp tục nghiên cứu hoặc kiểm chứng kiến thức [5]
Theo quan điểm của lí luận DH, TN là phương tiện kích thích hứng thú học tập, tính
Sự tò mò và ham hiểu biết của học sinh đóng vai trò quan trọng trong việc khuyến khích các em trở nên tích cực và sáng tạo trong quá trình nhận thức Điều này không chỉ khơi dậy nhu cầu khám phá những điều mới mẻ và bí ẩn, mà còn giúp hình thành những ý tưởng cho những trải nghiệm mới Những tác động này là cơ sở giúp quá trình hoạt động nhận thức của người học diễn ra một cách tích cực hơn.
TNVL là phương tiện quan trọng giúp tổ chức các hình thức làm việc độc lập và tập thể, từ đó bồi dưỡng phẩm chất đạo đức và phát huy tinh thần trách nhiệm của học sinh TNVL đơn giản hóa các hiện tượng và quá trình vật lý, tạo ra hình ảnh trực quan sinh động, hỗ trợ tư duy trừu tượng và giúp học sinh dễ dàng nhận thức các hiện tượng cụ thể Với sự phức tạp và mối quan hệ đan xen trong tự nhiên, TNVL giúp làm nổi bật những khía cạnh cần nghiên cứu, giúp học sinh quan sát và tiếp thu bài học một cách hiệu quả hơn.
Các điều kiện của thí nghiệm (TN) cần được lựa chọn và thiết lập một cách có chủ đích để có thể trả lời câu hỏi nghiên cứu, kiểm tra giả thuyết hoặc các hệ quả suy ra từ giả thuyết đó Mỗi thí nghiệm bao gồm ba yếu tố cơ bản: đối tượng nghiên cứu, phương tiện tác động lên đối tượng, và phương tiện quan sát, đo đạc nhằm ghi nhận kết quả của sự tác động.
Các điều kiện của thí nghiệm có thể điều chỉnh để nghiên cứu mối quan hệ giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được duy trì ổn định.
Để đảm bảo tính chính xác trong thí nghiệm, các điều kiện cần được kiểm soát chặt chẽ thông qua việc sử dụng thiết bị có độ chính xác cao và phân tích thường xuyên các yếu tố của đối tượng nghiên cứu Điều này giúp giảm thiểu ảnh hưởng của các nhiễu, loại bỏ những điều kiện không liên quan để tránh xuất hiện các tính chất không mong muốn Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là khả năng quan sát sự biến đổi của đại lượng này do sự thay đổi của các đại lượng khác, điều này có thể thực hiện nhờ vào các giác quan con người và các công cụ đo đạc hỗ trợ.
Thí nghiệm có thể được lặp lại, điều này có nghĩa là khi sử dụng các thiết bị thí nghiệm và duy trì các điều kiện giống nhau, việc bố trí lại hệ thống thí nghiệm sẽ dẫn đến hiện tượng và quá trình vật lý diễn ra tương tự như những lần thí nghiệm trước đó.
1.2.2 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề
Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề có những vai trò như sau:
❖ Thí nghiệm l à phương tiện thu nhận tri thứ c
Thí nghiệm đóng vai trò quan trọng trong hoạt động nhận thức của con người, giúp giải quyết vấn đề và thu nhận tri thức khoa học cần thiết Đối với học sinh, thí nghiệm là phương tiện hỗ trợ quá trình học tập, giúp họ tìm kiếm và tiếp thu kiến thức khoa học, từ đó nâng cao năng lực bản thân và có khả năng tác động tích cực đến thực tiễn.
❖ Thí nghiệm l à phương tiện để c ủng cố, kiểm tra tính đ ú ng đắn của tri thứ c
Trong khoa học, phương pháp thực nghiệm được xem như “hòn đá thử vàng” cho mọi tri thức chân chính Do đó, thí nghiệm đóng vai trò quan trọng trong việc xác minh tính đúng đắn của những kiến thức đã được thu thập.
Thí nghiệm là công cụ quan trọng giúp chuyển giao tri thức vào thực tiễn, đặc biệt trong thiết kế và chế tạo thiết bị kỹ thuật Trong quá trình này, người ta thường gặp khó khăn do tính trừu tượng của kiến thức và sự phức tạp của thiết bị Do đó, thí nghiệm đóng vai trò như một phương tiện thử nghiệm, giúp áp dụng tri thức vào thực tiễn một cách hiệu quả.
Thí nghiệm là công cụ quan trọng giúp học sinh phát triển khả năng giải quyết vấn đề trong các phương pháp nhận thức khoa học Qua việc áp dụng phương pháp mô hình, thí nghiệm cho phép thu thập thông tin cần thiết về đối tượng gốc, từ đó xây dựng mô hình chính xác hơn Đặc biệt, với các mô hình vật chất, việc thực hiện thí nghiệm thực tế là điều bắt buộc để đảm bảo tính chính xác Cuối cùng, kết quả từ các thí nghiệm trên vật gốc đóng vai trò quan trọng trong việc củng cố kiến thức và phát triển kỹ năng cho học sinh.
Để kiểm tra tính chính xác của mô hình đã xây dựng và xác định giới hạn áp dụng của nó, cần đối chiếu với 23 cơ sở dữ liệu từ kết quả thu được.
1.2.3 Phân loại thí nghiệm Vật lí ở trường phổ thông
Phân loại TNVL có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào các tiêu chí cụ thể Một trong những cách phân loại phổ biến là dựa vào đối tượng trực tiếp tiến hành thí nghiệm, từ đó TN được chia thành các loại khác nhau.
TN biểu diễn là hoạt động do giáo viên thực hiện trong giờ học khi nghiên cứu tài liệu mới Hoạt động này có thể được tiến hành thông qua các phương pháp khảo sát hoặc kiểm chứng.
Giáo viên có thể áp dụng thực nghiệm (TN) trong nhiều giai đoạn của quá trình dạy học, bao gồm việc đặt vấn đề, nghiên cứu kiến thức mới, củng cố bài học và kiểm tra đánh giá Thực nghiệm giúp giáo viên khảo sát và kiểm chứng các hiện tượng, quy trình, định luật và nguyên lý vật lý, đồng thời tạo điều kiện cho học sinh tự kiểm nghiệm tính chính xác của các kết luận, thuyết và định luật vật lý Qua đó, học sinh có thể tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các máy móc và thiết bị.
Căn cứ vào mục đích sử dụng mà người ta phân TN biểu diễn thành các loại sau:
Quy trình xây dựng và sử dụng thí nghiệm theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
quyết vấn đề của học sinh
Bước 1: Xác định mục tiêu của thí nghiệm
Chương trình môn Vật lí do Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành đã xác định các yêu cầu cần đạt (YCCĐ) liên quan đến việc sử dụng thí nghiệm Việc chọn lọc những YCCĐ này giúp nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập, đồng thời khuyến khích học sinh áp dụng kiến thức vào thực tiễn thông qua các hoạt động thí nghiệm.
Bước 2: Tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm
Trong quá trình dạy học, cơ sở vật chất và thiết bị thí nghiệm vật lý đóng vai trò quan trọng, giúp giáo viên tổ chức hoạt động dạy học hiệu quả nhằm đạt được mục tiêu đề ra Các thiết bị thí nghiệm không chỉ hỗ trợ trong việc giảng dạy mà còn phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh Tại các trường phổ thông hiện nay, theo chương trình cũ, thiết bị thí nghiệm được cung cấp theo danh mục cụ thể.
Xác định mục tiêu của thí nghiệm
Tìm hiểu thực trạng cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm
Bước 2 Đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm
Chuẩn bị vật tư, dụng cụ
Gia công, chế tạo dụng cụ thí nghiệm
Hoàn thiện thí nghiệm Xử lí kết quả và kết luận
Bước6 Đề xuất ý tưởng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học để phát triển năng lực Vật lí của HS
Các thiết bị thí nghiệm hiện tại đang xuống cấp, dẫn đến kết quả thí nghiệm không chính xác và ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả dạy học Vật lý tại các trường phổ thông Chương trình phổ thông mới chưa được trang bị đầy đủ thiết bị, vì vậy việc thiết kế, chế tạo, cải tiến và sửa chữa các thiết bị thí nghiệm là cần thiết để khắc phục tình trạng thiếu đồng bộ Điều này không chỉ có ý nghĩa quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học mà còn tăng cường tính trực quan trong quá trình giảng dạy.
Bước 3: Đề xuất các phương án thí nghiệm
Dựa vào yêu cầu cụ thể ở bước 1 và tình hình thiết bị thí nghiệm hiện có, giáo viên có thể đề xuất và lựa chọn phương án thí nghiệm phù hợp Việc này có thể thực hiện bằng cách xây dựng phương án thí nghiệm dựa trên các thiết bị thí nghiệm sẵn có.
Xây dựng phương án thí nghiệm sử dụng các dụng cụ đơn giản, sẵn có trong đời sống (thí nghiệm tự tạo)
Xây dựng các phương án thí nghiệm kết nối giữa thiết bị hiện hành với phần mềm
Bước 4: Chuẩn bị vật tư, dụng cụ
Dựa trên phương án TN đã đề xuất, giáo viên cần chuẩn bị các vật liệu và dụng cụ cần thiết Những vật liệu và dụng cụ này phải dễ tìm kiếm, dễ gia công, mua sắm, thay thế và sửa chữa trong thực tế cuộc sống để đảm bảo tính khả thi của phương án.
Bước 5: Gia công, chế tạo dụng cụ thí nghiệm
Sau khi chuẩn bị đầy đủ vật liệu, dụng cụ và thiết bị cần thiết cho thí nghiệm, giáo viên tiến hành gia công chúng để tạo ra các bộ phận của bộ thí nghiệm theo phương án đã đề xuất.
Bước 6: Hoàn thiện thí nghiệm Xử lí kết quả và kết luận
Sau khi lắp ráp các dụng cụ thử nghiệm theo phương án đề xuất, việc tiến hành thử nghiệm để kiểm tra sự vận hành của bộ thí nghiệm là điều cần thiết Mục đích của thử nghiệm là phát hiện những sai sót và lỗi trong quá trình gia công, chế tạo dụng cụ và lắp ráp Thử nghiệm có thể dẫn đến hai trường hợp khác nhau.
Khi thử nghiệm (TN) đạt kết quả theo phương án đã đề ra, bước tiếp theo là hoàn thiện TN để nâng cao tính trực quan, thẩm mỹ và đảm bảo an toàn khi sử dụng.
Trường hợp 2: TN không đạt theo phương án đề ra, không cho kết quả như mong muốn
Nếu các dụng cụ và thiết bị sau khi gia công, chế tạo và lắp ráp không hoạt động, cần kiểm tra lại từng bước trong quy trình đề xuất phương án, gia công, chế tạo và lắp ráp Quá trình này sẽ tiếp tục cho đến khi đạt được kết quả hợp lý.
Hoàn thiện thiết kế nội thất không chỉ tăng cường tính trực quan mà còn đảm bảo tính thẩm mỹ và an toàn trong quá trình sử dụng Cuối cùng, việc xử lý kết quả và rút ra những kết luận rõ ràng là bước quan trọng để nâng cao chất lượng không gian sống.
Bước 7: Đề xuất ý tưởng và sử dụng thí nghiệm trong dạy học để phát triển năng lực vật lí của HS
Dựa trên YCCĐ, kết quả thí nghiệm và mục tiêu dạy học, thiết kế hoạt động dạy học sử dụng thí nghiệm nhằm phát triển năng lực vật lý của học sinh Cấu trúc hoạt động học cần tuân thủ theo công văn 5512 của Bộ Giáo dục và Đào tạo, bao gồm các yếu tố chính: mục tiêu và cách thức tổ chức.
Khảo sát thực tiễn sử dụng thí nghiệm trong dạy học kiến thức phần “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” Vật lí lớp 10
Đề tài này nhằm đánh giá thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học chủ đề "Động lượng" và "Công, năng lượng, công suất", từ đó đề xuất tiến trình dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề (NL GQVĐ) cho học sinh trong môn vật lý Thông qua việc phân tích và cải tiến phương pháp giảng dạy, bài viết tập trung vào việc nâng cao hiệu quả giáo dục và khuyến khích sự sáng tạo của học sinh trong các chủ đề vật lý này.
1.4.2 Đối tượng và nội dung khảo sát
- Đối tượng: 27 GV bộ môn Vật lí và 102 HS khối 10, trường THPT trên địa bàn Đà Nẵng
- Nội dung khảo sát: thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học chủ đề “Động lượng” và
“Công, năng lượng, công suất” nhằm phát triển NL GQVĐ của HS
1.4.3 Phương pháp khảo sát Để thu thập các thông tin cần thiết, tôi sử dụng phương pháp khảo sau:
- Trao đổi với lãnh đạo nhà trường, tổ trưởng chuyên môn, GV về cơ sở vật chất, PPDH
- Khảo sát GV ở một số trường phổ thông qua trao đổi trực tiếp, sử dụng phiếu điều tra online (Google Form)
Căn cứ vào phương án trả lời của GV, HS thu được từ phiếu điều tra, tôi phân tích và đánh giá kết quả như sau:
Hình 1.1 Biểu đồ thể hiện tầm quan trọng của việc HS được bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề trong mục đích nâng cao chất lượng dạy học
Với kết quả là 66,7% đánh giá “Rất quan trọng” ở câu hỏi số 1 thể hiện rằng hầu hết
GV đều đã nhận thức được tầm quan trọng của việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề trong mục đích nâng cao chất lượng dạy học
Biểu đồ 1.2 minh họa các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc nâng cao năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong giảng dạy môn vật lý tại trường THPT Các yếu tố này có thể bao gồm phương pháp dạy học, sự tham gia của học sinh, và môi trường học tập Những yếu tố này đóng vai trò then chốt trong việc phát triển kỹ năng tư duy phản biện và khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh.
- Nội dung dạy học hấp dẫn, sáng tạo với HS
- Phương pháp dạy học của GV phù hợp
- Nhận thức của GV và các nhà quản lí về việc bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS
- Phương tiện dạy học và TN dạy học hiện đại
- Hình thức tổ chức dạy học (theo lớp, theo nhóm, tại phòng TN, …)
- Tương tác của GV với HS trên lớp (khen, chê, động viên, …)
- Ý thức tự giác học tập của HS
Biểu đồ này minh họa những yếu tố quan trọng trong việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trong quá trình dạy học tại trường THPT.
Hình 1.3 Biểu đồ thể hiện tầm quan trọng của việc tổ chức cho HS hoạt động bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề ở trường THPT
Kết quả điều tra cho thấy giáo viên (GV) nhận thức rõ vai trò quan trọng của tài nguyên (TN) trong việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề (GQVĐ) cho học sinh (HS), với 48,1% ý kiến cho rằng TN "Rất quan trọng" và 44,4% cho rằng TN "Quan trọng" Tuy nhiên, một bộ phận nhỏ GV cho rằng việc tổ chức hoạt động bồi dưỡng năng lực GQVĐ cho HS không nhất thiết phải phụ thuộc vào TN, với 7,4% ý kiến cho rằng "Có hay không cũng được".
Hình 1.4 Biểu đồ thể hiện các mục tiêu đạt được của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lí ở trường THPT
Việc sử dụng TN trong dạy học vật lí ở trường THPT, thông qua câu hỏi số 4 phiếu số 1, đã hỗ trợ giáo viên rất hiệu quả trong việc đạt được các mục tiêu quan trọng trong giảng dạy.
- Giúp HS hiểu sâu và hiểu rõ hơn kiến thức vật lí
- Giúp hoạt động nêu vấn đề trở lên hấp dẫn hơn
- Giúp HS hứng thú, hăng hái tich cực hoạt động
- Giúp HS rèn luyện các kỹ năng thực hành
- Giúp HS hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề
Biểu đồ 1.5 minh họa tần suất áp dụng thí nghiệm trong tổ chức dạy học môn vật lí tại trường học, nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Việc tích cực sử dụng thí nghiệm không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các khái niệm vật lý mà còn phát triển kỹ năng tư duy phản biện và khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn.
Biểu đồ cho thấy rằng, các giáo viên tham gia khảo sát chưa thường xuyên sử dụng phương pháp trải nghiệm (TN) để nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh Cụ thể, có tới 51,9% giáo viên đánh giá rằng họ chỉ áp dụng phương pháp này "thỉnh thoảng" trong câu hỏi số 5, phiếu số 1.
Biểu đồ trong Hình 1.6 thể hiện mức độ tiếp cận của giáo viên tại trường THPT đối với việc sử dụng phần mềm hỗ trợ trong phân tích kết quả thí nghiệm.
Theo kết quả khảo sát, 40,7% giáo viên khẳng định họ "Đã biết rất rõ" về việc sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis để phân tích kết quả thí nghiệm Ngoài ra, phần mềm này được đánh giá là hữu ích trong việc bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, với 51,9% giáo viên cho rằng mức độ hỗ trợ là "Tốt" và 48,1% đánh giá là "Rất tốt".
Biểu đồ trong Hình 1.7 minh họa mức độ sử dụng thí nghiệm kết hợp với phần mềm hỗ trợ phân tích kết quả trong giảng dạy vật lý tại các trường THPT, nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
Hình 1.8 Biểu đồ thể hiện mức độ sử dụng thí nghiệm trong quá trình chủ đề“Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng”
Theo biểu đồ, các học sinh được khảo sát cho biết rằng trong quá trình học các phần "Công, năng lượng, công suất" và "Động lượng", giáo viên chưa thường xuyên sử dụng phương pháp giảng dạy mà chỉ áp dụng một cách thỉnh thoảng.
TN, được thể hiện ở mức 50% đánh giá “Thỉnh thoảng” trong câu hỏi số 1, phiếu số 2 Bên cạnh đó, vẫn có 38,2% đánh giá ở mức độ “Thường xuyên”
Hình 1.9 Biểu đồ thể hiện ưu điểm của việc học Vật lí với thí nghiệm thực
Gồm các ưu điểm như sau:
- Làm quen với các phương pháp nghiên cứu vật lí, góp phần hình thành và phát triển các tư duy vật lí
Việc tham gia vào các thí nghiệm giúp phát triển nhiều kỹ năng quan trọng như quan sát, thu thập thông tin, phân tích dữ liệu, và rèn luyện tính trung thực, chính xác Ngoài ra, quá trình này còn yêu cầu sự cẩn thận, tỉ mỉ, kiên trì và nhẫn nại, đồng thời tôn trọng các diễn biến và quy luật phát triển của các hiện tượng vật lý.
- Giúp củng cố, hệ thống kiến thức vững chắc
- Giúp cho HS gắn liền với cuộc sống thực tiễn
Biểu đồ này cho thấy các ưu điểm của việc học Vật lí với thí nghiệm thực
Hình 1.10 Biểu đồ thể hiện các hạn chế khi học Vật lí thông qua thí nghiệm thực
Những hạn chế đưa ra như:
- Không đáp ứng yêu cầu thi cử
- Nhiều HS không tham gia hoạt động
Theo khảo sát, một số rào cản chính mà học sinh gặp phải khi học Vật lý thông qua thực nghiệm là “Nhiều học sinh không tham gia hoạt động” với tỷ lệ 65,7% và “Mất nhiều thời gian” với 52%.
Hình 1.11 Biểu đồ thể hiện tần suất tổ chức dạy học của GV giúp HS bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề
Kết quả khảo sát cho thấy 59,8% học sinh đánh giá giáo viên thường xuyên tìm nhiều cách để bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề trong quá trình dạy các chủ đề như "Công, năng lượng, công suất" và "Động lượng" Điều này cho thấy hầu hết học sinh nhận thấy giáo viên chú trọng vào việc tổ chức dạy học nhằm phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề cho học sinh.
Hình 1.12 Biểu đồ thể hiện mức độ tham gia rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề khi chủ đề“Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng”
Biểu đồ cho thấy rằng trong chủ đề "Công, năng lượng, công suất" và "Động lượng", hầu hết học sinh đánh giá sự tham gia của mình vào các hoạt động rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề ở mức "Rất tích cực" đối với các hoạt động tập trung chú ý và thảo luận Tuy nhiên, hoạt động phát biểu bài và thực hiện thí nghiệm chỉ đạt mức "Tích cực" Đặc biệt, hoạt động trao đổi với giáo viên chỉ ở mức "Ít tích cực", cho thấy sự tương tác giữa giáo viên và học sinh cần được cải thiện.
XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM PHẦN “CÔNG, NĂNG LƯỢNG, CÔNG SUẤT” VÀ “ĐỘNG LƯỢNG” VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
Phân tích và phát triển mạch chủ đề “Công, năng lượng, công suất” Vật lí lớp 10, chương trình Vật lí 2018
Trong chương trình Vật lý lớp 10 (CTGDPT 2018), chủ đề “Công, năng lượng, công suất” là một lĩnh vực nghiên cứu và giải thích hiện tượng quan trọng Nhiều hiện tượng trừu tượng cần được trực quan hóa trong quá trình dạy học, nhưng các thí nghiệm và phương tiện trực quan hiện có còn hạn chế, kể cả các thiết bị tối thiểu được cung cấp Chủ đề này liên quan đến nhiều hiện tượng và ứng dụng thực tiễn như chuyển hóa năng lượng, công suất động cơ, các dạng năng lượng và hiệu suất thiết bị điện Do đó, việc trực quan hóa trong dạy học vật lý là cần thiết, vì chỉ thông qua thí nghiệm và phương tiện trực quan, học sinh mới có thể hiểu sâu sắc hơn về kiến thức trọng tâm và sự biểu hiện của nó trong cuộc sống hàng ngày.
Phân tích và phát triển mạch chủ đề “Động lượng” Vật lí lớp 10, chương trình Vật lí
Trong chương trình Vật lí lớp 10 (theo CTGDPT 2018), chủ đề "Động lượng" được xếp vào loại chủ đề nghiên cứu và giải thích hiện tượng Nhiều hiện tượng trong lĩnh vực này có tính trừu tượng, đòi hỏi người học phải nắm vững các khái niệm cơ bản để hiểu rõ hơn về các hiện tượng vật lý liên quan.
Trong quá trình dạy học vật lý, việc trực quan hóa các hiện tượng như truyền chuyển động sau va chạm, va chạm đàn hồi và va chạm mềm là rất quan trọng Tuy nhiên, hiện nay, các thiết bị thí nghiệm và phương tiện trực quan vẫn còn hạn chế, chưa đáp ứng đủ yêu cầu tối thiểu Do đó, việc sử dụng thí nghiệm và các công cụ trực quan sẽ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các kiến thức trọng tâm và ứng dụng thực tiễn của chúng trong cuộc sống hàng ngày.
Trong việc xây dựng chương trình và biên soạn nội dung kiến thức cho sách giáo khoa Vật lý lớp 10 mới, các tác giả đã chú trọng đến việc tạo ra tình huống học tập (TN) thực tế Nhiều kiến thức Vật lý trong sách giáo khoa phổ thông được liên kết với các hiện tượng thực tế, được trực quan hóa và minh họa trong quá trình dạy học Do đó, nghiên cứu và sử dụng tình huống học tập tự tạo cho học sinh trong dạy học Vật lý đóng vai trò quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông, phù hợp với tinh thần đổi mới của chương trình giáo dục phổ thông 2018 và phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
HS trong quá trình học tập.
Xây dựng các thí nghiệm cụ thể trong dạy chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” Vật lí lớp 10 th1eo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
và “Động lượng” Vật lí lớp 10 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
2.3.1 Các thí nghiệm cần thực hiện trong dạy học chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” VL10 và Yêu cầu cần đạt
Trên cơ sở nghiên cứu YCCĐ phần chủ đề “Công, năng lượng, công suất” – Vật lí 10
(2018) và 3 định hướng trong việc xây dựng phương án TN (khai thác các TN đã có – theo
CT 2006 nhấn mạnh việc kết nối thí nghiệm thực với phần mềm qua máy tính hoặc điện thoại di động, từ đó xác định các thí nghiệm cần xây dựng trong dạy học cho học sinh, được thể hiện cụ thể qua bảng 2.1.
Bảng 2.1 Các thí nghiệm cần xây dựng và yêu cần cần đạt trong dạy học chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” trong Vật lí 10
YCCĐ Tên thí nghiệm Ý tưởng xây dựng thí nghiệm
Mục đích của thí nghiệm Công, năng lượng, công suất
Chế tạo mô hình đơn giản minh hoạ được định luật bảo toàn năng lượng, liên quan đến một số dạng năng lượng khác nhau
1 Thí nghiệm minh họa sự chuyển hóa năng lượng
Thí nghiệm tự tạo (Sử dụng 3 viên bi, 3 dây không giãn, khung gỗ)
Chứng tỏ có sự chuyển hóa từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác Động lượng
Thực hiện thí nghiệm và thảo luận được sự thay đổi năng lượng trong một số trường hợp va chạm đơn giản
3 Thí nghiệm tìm hiểu ý nghĩa vật lí của động lượng
Thí nghiệm tự tạo sử dụng thanh thép để tạo ra mặt phẳng ngang và mặt phẳng nghiêng, kết hợp với bi có khối lượng khác nhau và giá đỡ điều chỉnh được độ cao Kết quả thu được sẽ được phân tích bằng phần mềm Tracker Video Analysis.
Động lượng là khái niệm quan trọng trong vật lý, thể hiện mối quan hệ giữa vận tốc và khối lượng của một vật Khi hai vật va chạm, động lượng cho thấy khả năng truyền chuyển động từ vật này sang vật khác, cho thấy rằng cả vận tốc và khối lượng đều có ảnh hưởng lớn đến kết quả của va chạm.
Thảo luận và thiết kế phương án thực hiện, xác định tốc độ và đánh giá động lượng của vật trước và sau va chạm bằng dụng cụ thực hành là những bước quan trọng trong quá trình nghiên cứu.
4 Thí nghiệm khảo sát định luật bảo toàn động lượng
Thí nghiệm tự tạo (Sử dụng thanh thép để tạo mặt phẳng ngang, bi có khối lượng khác nhau, giá đỡ điều chỉnh được độ cao)
Sử dụng phần mềm Tracker Video Analysis phân tích
- Khảo sát động lượng của hệ vật trước và sau khi xảy ra tương tác
- Chứng minh động lượng của hệ không đổi
* P hần mềm Tracker Video Analysis
Tracker Video Analysis là một công cụ phân tích video mạnh mẽ giúp người dùng theo dõi và đo lường vận tốc, gia tốc của các vật thể chuyển động trong video Với giao diện thân thiện, Tracker cho phép người dùng dễ dàng tính toán các biến từ dữ liệu video hoặc hình ảnh, cung cấp bộ tài liệu phong phú phù hợp cho mọi đối tượng Ứng dụng này sử dụng hệ thống video Xuggle để tải và phân tích chi tiết các hình ảnh, đồng thời hỗ trợ trong các thí nghiệm vật lý với khả năng mô phỏng trực quan và chính xác nhiều loại thí nghiệm khác nhau.
Phần mềm Tracker Video Analysis được sử dụng trong các thí nghiệm của đề tài này nhằm hỗ trợ xử lý kết quả, giúp tăng cường hiệu quả và tốc độ của quá trình phân tích.
2.3.2 Xây dựng các thí nghiệm cụ thể trong dạy chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” VL10 theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
* Thí nghiệm 1: Thí nghiệm minh họa sự chuyển hóa năng lượng a Mục đích thí nghiệm : Minh họa được sự chuyển hóa năng lượng b D ụng cụ thí nghiệ m
Bảng 2.2 Dụng cụ và vật tư thí nghiệm minh họa được định luật bảo toàn cơ năng
STT Vật tư, dụng cụ Số lượng Hình ảnh
1 viên bi cùng khối lượng, dây treo 3
3 Đế gỗ 1 c Sản phẩm hoàn thiện
Hình 2.1 Thí nghiệm tự tạo minh họa định luật bảo toàn năng lượng d Tiến hành thí nghiệm
Bước 1: Lắp đặt điện thoại để ghi hình lại kết quả thí nghiệm Chú ý lắp đặt sao cho góc quay của điện thoại vuông góc với
Bước 2: Di chuyển viên bi sắt 1 khỏi vị trí cân bằng đến vị trí A rồi thả nhẹ
Bước 3: Quan sát quá trình chuyển động của 3 quả nặng e Kết quả thí nghiệm, xử lí kết quả và kết luận
Khi viên bi 1 được thả nhẹ, nó di chuyển từ vị trí A đến vị trí cân bằng và va chạm với viên bi 2 Lực tương tác giữa ba viên bi khiến viên bi 1 và 2 đứng yên, trong khi viên bi 3 rời khỏi vị trí cân bằng và di chuyển lên đến vị trí B, thấp hơn vị trí ban đầu A.
Khi viên bi 3 trở lại vị trí cân bằng và va chạm với viên bi 2, viên bi 1 sẽ di chuyển lên vị trí C, thấp hơn A và B Quá trình va chạm này dẫn đến sự chuyển hóa một phần năng lượng, khiến cho quá trình lặp lại cho đến khi viên bi dừng lại ở vị trí cân bằng.
Năng lượng không tự sinh ra hay mất đi, mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác, thể hiện nguyên lý bảo toàn năng lượng Ý tưởng sử dụng tài nguyên thiên nhiên trong dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh là rất quan trọng.
Các bước thực hiện Nội dung
- GV ném quả bóng tennis từ độ cao h xuống đất, yêu cầu HS quan sát và trả lời câu hỏi:
(?) Sau khi quả bóng rơi xuống thì bị nảy lên, sau mỗi lần nảy lên như vậy thì độ cao của bóng thay đổi như thế nào?
(?) Giải thích nguyên nhân xảy ra hiện tượng đó?
(?) Hãy dự đoán xem còn có hiện tượng gì nữa xảy ra với quả bóng ngoài hiện tượng bị nảy lên và rơi xuống
- GV giới thiệu bộ TN minh họa định luật bảo toàn năng lượng
- GV yêu cầu các nhóm thảo luận để đề xuất phương án, lựa chọn phương án thực hiện thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn năng lượng
Thực hiện nhiệm vụ - HS lắng nghe, tiếp nhận và thực hiện yêu cầu của GV
- HS trình bày câu trả lời cho các câu hỏi GV đưa ra
(+) Sau mỗi lần nảy độ cao giảm dần
(+) Do mỗi lần quả bóng đập xuống đất và nảy lên, một phần năng lượng đã bị chuyển hóa thành nhiệt năng, nghĩa là cơ năng giảm dần
(+) Còn có hiện tượng khác là khi quả bóng tiếp xúc với mặt đất cứng thì quả bóng bị biến dạng (bị lõm xuống)
Các nhóm học sinh thảo luận để đề xuất và lựa chọn phương án thực hiện thí nghiệm Mỗi nhóm sẽ trình bày nội dung của mình trước lớp theo yêu cầu đã đề ra.
- Các nhóm khác lắng nghe để góp ý, nhận xét
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận
Định luật bảo toàn năng lượng khẳng định rằng năng lượng không thể tự sinh ra hoặc tự mất đi, mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc được truyền từ vật này sang vật khác.
* Thí nghiệm 3: Thí nghiệm tìm hiểu ý nghĩa động lượng của vật a Mục đích thí nghiệm
Xác định được ý nghĩa của động lượng
Chứng tỏ vận tốc và khối lượng có ảnh hướng đến khả năng truyền chuyển động của vật cho vật khác khi và chạm b D ụng cụ thí nghiệ m
Bảng 2.3 Dụng cụ và vật tư thí nghiệm tìm hiểu ý nghĩa động lượng của vật
STT Vật tư, dụng cụ Số lượng Hình ảnh
8 Đế gỗ c Sản phẩm hoàn thiện
Hình 2.2 Thiết kế mô hình thí nghiệm động lượng của vật
Hình 2.3 Thí nghiệm tự tạo xác định ý nghĩa động lượng của vật d Tiến hành thí nghiệm
Khi cùng vận tốc ( 𝜶𝜶=𝟐𝟐𝟐𝟐° ), khác khối lượng
TN1: Va chạm viên bi nhỏ - viên bi nhỏ
TN2: Va chạm viên bi lớn - viên bi nhỏ
Khi khác vận tốc ( 𝜶𝜶𝟏𝟏 =𝟐𝟐𝟐𝟐°,𝜶𝜶𝟐𝟐 =𝟑𝟑𝟐𝟐°) , cùng khối lượng
TN3: Va chạm viên bi nhỏ - viên bi nhỏ (𝛼𝛼 1 = 20°)
TN4: Va chạm viên bi nhỏ - viên bi nhỏ (𝛼𝛼1 = 30°)
Khi cùng vận tốc ( 𝜶𝜶=𝟐𝟐𝟐𝟐° ), khác khối lượng
Bước 1: Đặt điện thoại để quay lại các lần thực hiện thí nghiệm
Bước 2: Cố định mặt phẳng nghiêng với góc 𝛼𝛼 = 20°
Bước 3: Đặt viên bi nhỏ C trên mặt phẳng ngang cách chân dốc mặt phẳng nghiêng 15cm
Bước 4: Thả viên bi nhỏ A trên mặt phẳng nghiêng
Bước 5: Quan sát và ghi lại video kết quả 2 viên bi sau va chạm
Bước 6: Thay viên bi nhỏ A thành viên bi lớn B và thực hiện thí nghiệm tương tự
Khi khác vận tốc ( 𝜶𝜶𝟏𝟏 =𝟐𝟐𝟐𝟐°,𝜶𝜶𝟐𝟐 =𝟑𝟑𝟐𝟐°) , cùng khối lượng
Bước 1: Cố định mặt phẳng nghiêng với góc 𝛼𝛼 = 20°
Bước 2: Đặt viên bi nhỏ C trên mặt phẳng ngang cách chân dốc mặt phẳng nghiêng 15cm
Bước 3: Thả viên bi nhỏ A trên mặt phẳng nghiêng
Bước 4: Quan sát và ghi lại video 2 viên bi sau va chạm
Bước 5: Thay đổi mặt phẳng nghiêng với góc 𝛼𝛼 = 30° để tăng vận tốc của viên bi nhỏ
A và thực hiện thí nghiệm tương tự
Bước 6: Sau khi thực hiện xong các bước thí nghiệm, sử dụng phần mềm Tracker Video
Analysis để phân tích kết quả thí nghiệm e Kết quả thí nghiệm, xử lí kết quả và kết luận
Thí nghiệm Khi cùng vận tốc (𝛂𝛂 =𝟐𝟐𝟐𝟐°), khác khối lượng
Thí nghiệm Khi khác vận tốc (𝛂𝛂 𝟏𝟏 =𝟐𝟐𝟐𝟐°,𝛂𝛂𝟐𝟐 =𝟑𝟑𝟐𝟐°), cùng khối lượng Thí nghiệm 3
Khi hai viên bi A và B cùng vận tốc ở góc α = 20°, vận tốc của chúng khi đến chân dốc không giống nhau Viên bi B, có khối lượng lớn hơn, đẩy viên bi C với vận tốc cao hơn Do đó, viên bi B có động năng lớn hơn, giúp truyền năng lượng nhiều hơn cho viên bi C, làm cho viên bi C lăn với vận tốc lớn hơn.
Khi thay đổi góc nghiêng của mặt phẳng (𝛼𝛼 1 = 20°, 𝛼𝛼 2 = 30°), viên bi B có vận tốc lớn hơn viên bi A do độ dốc lớn hơn Viên bi B tác động lên viên bi C, khiến viên bi C lăn với vận tốc cao hơn Sự khác biệt về độ dốc tạo ra năng lượng thế năng hấp dẫn lớn hơn cho viên bi B, và khi nó di chuyển xuống chân dốc, năng lượng này được chuyển hóa thành động năng, làm cho viên bi C lăn nhanh hơn.
Dựa trên hai thí nghiệm, ta nhận thấy rằng vật có khối lượng và vận tốc lớn sẽ tạo ra sự truyền chuyển động mạnh mẽ hơn khi tương tác với các vật khác Ý tưởng áp dụng thí nghiệm trong dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh là rất khả thi.
Các bước thực hiện Nội dung
- GV giới thiệu bộ TN động lượng, yêu cầu HS quan sát
Xây dựng kế hoạch bài dạy có sử dụng một số thí nghiệm đã xây dựng nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
2.4.1 Kế hoạch bài dạy: Bài 23: Năng lượng Công cơ học
Thí nghiệm: Minh họa sự chuyển hóa năng lượng
Thí nghiệm: Minh họa định luật bảo toàn năng lượng
TÊN BÀI DẠY: NĂNG LƯỢNG CÔNG CƠ HỌC
Môn học: Vật Lí; Lớp: 10
Xác định được các dạng khác nhau của năng lượng và sự chuyển hóa giữa các dạng năng lượng
Nêu được định luật bảo toàn năng lượng và ví dụ về sự bảo toàn năng lượng
Thiết kế được mô hình đơn giản để kiểm chứng định luật bảo toàn năng lượng
Hiểu được rằng sinh công là một trong số các cách chuyển hóa năng lượng
Vận dụng để xác định được một quá trình chuyển hóa năng lượng thông qua thực hiện công, truyền nhiệt
Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức tính công và đơn vị đo của công
Xác định được vai trò của lực sinh công đối với chuyển động của vật bị lực này tác dụng: công kéo, công cản
Vận dụng được công thức tính công trong các bài tập đơn giản
Trình bày được ví dụ chứng tỏ có thể truyền năng lượng từ vật này sang vật khác bằng cách thực hiện công, truyền nhiệt
Nêu được biểu thức tính công bằng tích của lực tác dụng và độ dịch chuyển theo phương của lực
Tính được công trong một số trường hợp đơn giản
2.2 Năng lực giải quyết vấn đề
(1.1 M2) – Tìm hiểu về các dạng năng lượng
Phát hiện sự chuyển hóa của các dạng năng lượng trong cuộc sống là rất quan trọng Để minh họa điều này, cần đề xuất giải pháp chế tạo thí nghiệm thể hiện rõ sự chuyển hóa năng lượng.
(2.3 M3) – Đề xuất giải pháp thực hiện thí nghiệm định luật bảo toàn năng lượng
(2.4 M3) – Lựa chọn được giải pháp chế tạo thí nghiệm minh họa sự chuyển hóa của các dạng năng lượng
(2.4 M2) – Lựa chọn giải pháp tiến hành thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn năng lượng
(3.2 M2) – Thực hiện theo phương án đã đề xuất để huy động kiến thức, hoàn thành nhiệm vụ nhóm và nhiệm vụ cá nhân
(4.1 M2) – Đánh giá được kết quả và chỉ ra nguyên nhân kết quả thu được
Chăm chỉ và có trách nhiệm trong hoạt động nhóm là yếu tố quan trọng giúp đạt kết quả tốt trong học tập Học sinh cần tích cực tìm tòi, sáng tạo, và vượt qua khó khăn Họ nên chủ động nhận nhiệm vụ, thảo luận về các dụng cụ thí nghiệm đơn giản và dễ tìm, cũng như cách thực hiện và thao tác thí nghiệm một cách hiệu quả.
Trung thực và tự giác là yếu tố quan trọng khi tham gia các hoạt động nhóm Sự cẩn thận trong thực hành và ghi chép kết quả thí nghiệm là cần thiết để minh họa rõ ràng định luật bảo toàn năng lượng.
II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
Các video và hình ảnh về các dạng năng lượng như cơ năng, hóa năng, nhiệt năng, điện năng, năng lượng ánh sáng, năng lượng âm thanh và năng lượng nguyên tử cung cấp cái nhìn tổng quan về sự đa dạng của năng lượng trong cuộc sống Những tài liệu này không chỉ giúp người xem hiểu rõ hơn về các loại năng lượng mà còn nhấn mạnh vai trò quan trọng của chúng trong các hoạt động hàng ngày và công nghệ hiện đại.
Bộ thí nghiệm minh họa sự chuyển hóa giữa các dạng năng lượng
Bộ thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn năng lượng
2 Học sinh Ôn lại những kiến thức năng lượng ở THCS
SGK, vở ghi bài, dụng cụ học tập
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
HOẠT ĐỘNG 1: KHỞI ĐỘNG (7 phút) a Mục tiêu
(1.1 M2) – Tìm hiểu về các dạng năng lượng
(1.1 M3) – Trình bày được các dạng khác nhau của năng lượng và sự chuyển hóa giữa các dạng năng lượng
(1.2 M3) – Phát hiện vấn đề cần tìm hiểu liên quan đến năng lượng và sự chuyển hóa năng lượng b Tổ chức thực hiện
GV yêu cầu HS làm việc cá nhân trả lời các câu hỏi sau:
Câu 1: Liệt kê các loại năng lượng mà em biết? (1.1 M2)
Câu 2: Trong các trường hợp sau, năng lượng được truyền/chuyển hóa như thế nào? (1.1
Một quả bóng cao su ném từ độ cao h xuống đất cứng sẽ nảy lên, nhưng độ cao mỗi lần nảy giảm dần Điều này cho thấy năng lượng của quả bóng bị mất đi sau mỗi lần nảy Nhận định này là đúng.
* Th ực hiện nhiệm vụ
HS làm việc cá nhân và trả lời các câu hỏi
* Báo cáo kết quả và thảo luận
GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình
GV nhận xét câu trả lời của HS
Năng lượng hiện diện khắp nơi trong cuộc sống hàng ngày Việc định nghĩa chính xác về năng lượng vẫn là một thách thức đối với các nhà khoa học Họ đang nỗ lực nghiên cứu sâu hơn về cách thức truyền và chuyển hóa năng lượng, từ đó giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các khía cạnh của nó Hãy cùng khám phá bài học hôm nay để nắm bắt những kiến thức thú vị về năng lượng.
“Bài 23: Năng lượng Công cơ học”
HOẠT ĐỘNG 2: HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 2.1 Tìm hiểu về năng lượng (38 phút) a Mục tiêu
(1.1 M3) – Trình bày được các dạng khác nhau của năng lượng và sự chuyển hóa giữa các dạng năng lượng
(2.3 M3) – Đề xuất được giải pháp chế tạo được thí nghiệm minh họa sự chuyển hóa năng lượng
(2.4 M3) – Lựa chọn được giải pháp chế tạo thí nghiệm minh họa sự chuyển hóa của các dạng năng lượng
(3.2 M2) – Thực hiện theo phương án đã đề xuất, hoàn thành nhiệm vụ nhóm
(4.1 M2) – Đánh giá quá trình thực hiện, kết luận về sự truyền và chuyển hóa năng lượng b Tổ chức thực hiện
GV chia 8 nhóm HS (Số HS Xuất sắc và HS Giỏi, Khá đều nhau)
GV giới thiệu bộ TN minh họa sự chuyển hóa giữa các dạng năng lượng, GV yêu cầu
HS quan sát và trả lời các câu hỏi: (1.1 M3)
(?) Hãy dự đoán, khi cung cấp nguồn điện cho mạch, pin xảy ra sự chuyển hóa năng lượng nào?
(?) Khi cánh quạt quay, xuất hiện năng lượng gì?
(?) Khi 2 đèn phát sáng, xuất hiện năng lượng gì?
GV yêu cầu các nhóm thảo luận và đề xuất phương án chế tạo mô hình thí nghiệm để minh họa sự chuyển hóa giữa các dạng năng lượng từ các thiết bị như bóng đèn và cánh quạt Sau đó, các nhóm cần báo cáo bản vẽ thiết kế và phương án thực hiện trong phiếu báo cáo.
(Gợi ý: Xác định các dạng năng lượng biến đổi và xác định thí nghiệm đơn giản, nguyên liệu phù hợp)
PHIẾU BÁO CÁO: CHẾ TẠO THÍ NGHIỆM MINH HỌA SỰ CHUYỂN HÓA
STT Tên thành viên Nhiệm vụ
Sau khi kiểm tra về bản thiết kế và các ý tưởng thực hiện của các nhóm, GV yêu cầu các nhóm thực hiện ý tưởng đã đề xuất
GV tổ chức cho các nhóm đánh giá về sản phẩm TN (4.1 M2)
HS thực hiện nhiệm vụ cá nhân quan sát hoạt động của GV và trả lời các câu hỏi
(+) Khi cung cấp nguồn điện cho mạch, pin chuyển hóa hóa năng thành điện năng
(+) Khi cánh quạt quay, điện năng chuyển hóa thành cơ năng
(+) Khi 2 đèn phát sáng, điện năng chuyển hóa thành quang năng
HS làm việc nhóm để thảo luận và đề xuất phương án chế tạo thí nghiệm minh họa sự chuyển hóa giữa các dạng năng lượng.
* Báo cáo kết quả, thảo luận
GV yêu cầu 1-2 HS trả lời tại chỗ khi quan sát hoạt động của GV
GV yêu cầu đại diện các nhóm trình bày về ý tưởng thực hiện
Sau khi thực hiện chế tạo TN, HS thực hiện đánh giá quá trình, kết quả thực hiện
GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của HS
Hoạt động 2.2: Tìm hiểu định luật bảo toàn năng lượng (40 phút) a Mục tiêu
(1.1 M3) – Phân tích được hiện tượng xảy ra trong quá trình truyền và chuyển hóa năng lượng
(2.3 M3) – Đề xuất giải pháp thực hiện thí nghiệm định luật bảo toàn năng lượng
(2.4 M2) – Lựa chọn giải pháp tiến hành thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn năng lượng
(3.2 M2) – Thực hiện được thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn năng lượng
(4.1 M2) – Đánh giá quá trình thực hiện và kết quả b Tổ chức thực hiện
GV thả quả bóng tennis từ độ cao h xuống đất cứng, yêu cầu HS quan sát và trả lời câu hỏi: (1.1 M3)
(?) Sau khi quả bóng rơi xuống thì bị nảy lên, sau mỗi lần nảy lên như vậy thì độ cao của bóng thay đổi như thế nào?
(?) Giải thích nguyên nhân xảy ra hiện tượng đó?
(?) Hãy dự đoán xem còn có hiện tượng gì nữa xảy ra với quả bóng ngoài hiện tượng bị nảy lên và rơi xuống
Giáo viên yêu cầu học sinh đọc phần "Em có biết" và giới thiệu bộ thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn năng lượng Từ đó, học sinh sẽ thảo luận nhóm để đề xuất và lựa chọn phương án thực hiện thí nghiệm minh họa định luật này bằng bộ dụng cụ có sẵn, nhằm hoàn thành PHT số 1.
Sau khi xác định phương án thực hiện thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn năng lượng, giáo viên yêu cầu các nhóm tiến hành theo kế hoạch đã đề xuất.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 Nhóm:………
1 Em hãy nêu định luật bảo toàn năng lượng
3 Em hãy đề xuất phương án tiến hành thí nghiệm minh họa định luật bảo toàn năng lượng
GV yêu cầu các nhóm đánh giá quá trình thực hiện và kết quả thí nghiệm (4.1 M2)
HS quan sát hoạt động của GV và trả lời các câu hỏi
Các nhóm nhận nhiệm vụ và thực hiện yêu cầu của GV
HS trình bày câu trả lời cho các câu hỏi GV đưa ra
(+) Sau mỗi lần nảy độ cao giảm dần
(+) Do mỗi lần quả bóng đập xuống đất và nảy lên, một phần năng lượng đã bị chuyển hóa thành nhiệt năng, nghĩa là cơ năng giảm dần
(+) Còn có hiện tượng khác là khi quả bóng tiếp xúc với mặt đất cứng thì quả bóng bị biến dạng (bị lõm xuống)
HS tham gia các nhóm thảo luận nhằm đề xuất và lựa chọn phương án thực hiện TN, đồng thời trình bày nội dung nhóm trước lớp theo yêu cầu của giáo viên.
Các nhóm khác lắng nghe để góp ý, nhận xét
GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của HS
GV chốt phương án tiến hành TN minh họa định luật bảo toàn năng lượng của các nhóm
HOẠT ĐỘNG 3: LUYỆN TẬP (5 phút) a Mục tiêu
(1.1 M3) – Phân tích được quá trình chuyển hóa năng lượng b Tổ chức thực hiện
GV chiếu PHT, yêu cầu HS thực hiện PHT số 2 trong thời gian 5 phút và lấy 3 kết quả nhanh nhất
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Câu 1 Hiện tượng nào dưới đây không tuân theo định luật bảo toàn năng lượng?
A Bếp nguội đi khi tắt lửa B Xe dừng lại khi tắt máy
C Bàn là nguội đi khi tắt điện D Không có hiện tượng nào
Câu 2 Trong máy phát điện gió, dạng năng lượng nào đã được chuyển hóa thành điện năng?
A Cơ năng B Nhiệt năng C Hóa năng D Quang năng
Câu 3 Dòng điện do pin mặt trời cung cấp có gì khác với dòng điện do máy phát điện gió cung cấp?
A Pin Mặt Trời có công suất lớn hơn máy phát điện gió
B Dòng điện do pin mặt trời cung cấp là dòng một chiều, còn do máy phát điện gió là xoay chiều
C Pin Mặt Trời cho dòng điện liên tục, còn máy phát điện gió cung cấp dòng điện đứt quãng
D Dòng điện do Pin Mặt Trời cung cấp là dòng điện xoay chiều còn do máy phát điện cung cấp là dòng một chiều biến đổi
Câu 4 Nội dung nào sau đây thể hiện đầy đủ định luật bảo toàn năng lượng?
A Năng lượng không tự sinh ra mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác
B Năng lượng không tự mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác
C Muốn thu được một dạng năng lượng này thì phải tiêu hao nhiều dạng năng lượng khác
Câu 5 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về năng lượng?
A Năng lượng là một đại lượng vô hướng
B Năng lượng có thể chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác
C Năng lượng luôn là một đại lượng bảo toàn
D Trong hệ SI, đơn vị của năng lượng là calo
Câu 6 Vật dụng nào sau đây không có sự chuyển hoá từ điện năng sang cơ năng?
A Quạt điện B Máy giặt C Bàn là D Máy sấy tóc
Câu 7 Dạng năng lượng nào đã chuyển hóa thành điện năng trong một chiếc đồng hồ điện tử chạy pin?
A Nhiệt năng B Cơ năng C Hóa năng D Quang năng
Câu 8 Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về định luật bảo toàn năng lượng?
A Năng lượng chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác
B Năng lượng chỉ truyền từ vật này sang vật khác
C Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác
D Năng lượng có thể tự sinh ra hoặc tự mất đi và có thể biến đổi từ dạng này sang dạng khác
Khi kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng và thả cho nó dao động, ta cần lưu ý rằng không có ma sát của không khí ảnh hưởng đến chuyển động Do đó, phát biểu nào sau đây không đúng cần được xác định dựa trên nguyên lý bảo toàn năng lượng và chuyển động của con lắc.
A Con lắc chuyển động từ A về đến vị trí B động năng tăng dần, thế năng giảm dần
B Con lắc chuyển động từ B đến C, thế năng tăng dần, động năng giảm dần
C Cơ năng của con lắc ở vị trí C nhỏ hơn ở vị trí B
D Thế năng của con lắc ở vị trí A bằng ở vị trí C
Câu 10 Trong động cơ điện, phần lớn điện năng chuyển hóa thành:
A Điện năng B Hóa năng C Quang năng D Cơ năng
HS nhận nhiệm vụ và hoạt động cá nhân hoàn thành PHT số 2
* Báo cáo, thảo luận Đáp án PHT số 2 của HS
GV đánh giá kết quả học tập của HS
GV thông báo đáp án PHT số 2
2.4.2 Kế hoạch bài dạy: Bài 28: Động lượng
Thí nghiệm: Tìm hiểu ý nghĩa động lượng của vật (khảo sát sự truyền chuyển động trong tương tác giữa các vật)
KẾ HOẠCH BÀI DẠY TÊN BÀI DẠY: ĐỘNG LƯỢNG
Môn học: Vật lí; Lớp: 10
Nhận biết được các yếu tố ảnh hưởng đến sự truyền chuyển động của vật này lên vật khác khi tương tác
Phát biểu được định nghĩa và nêu được công thức của động lượng, rút ra được đặc điểm và ý nghĩa Vật lí của động lượng
Biểu diễn được vectơ động lượng của một vật đang chuyển động
Vận dụng các kiến thức đã học để trả lời được một số bài tập đơn giản về động lượng
1.2 Năng lực giải quyết vấn đề
(1.1 M2) - Phân tích được các yếu tố gây ảnh hưởng đến chuyển động của vật
(1.2 M3) - Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu: Ý nghĩa vật lí và định nghĩa động lượng (2.3 M3) - Đề xuất phương án thí nghiệm tìm hiểu ý nghĩa Vật lí của động lượng
(2.4 M2) - Lựa chọn phương án, thiết kế và lập kế hoạch thực hiện phương án thí nghiệm tìm hiểu ý nghĩa Vật lí của động lượng
(3.2 M2) - Tổ chức thực hiện được thí nghiệm theo phương án đề xuất
(4.1 M2) - Đánh giá quá trình thực hiện và rút ra được ý nghĩa của động lượng
Chăm chỉ và có trách nhiệm trong hoạt động nhóm là yếu tố quan trọng giúp đạt kết quả tốt trong học tập Người học cần tích cực tìm tòi, sáng tạo và chủ động nhận nhiệm vụ, đồng thời thảo luận về các dụng cụ thí nghiệm đơn giản và cách thực hiện Trung thực, tự giác và nghiêm túc trong các hoạt động nhóm cũng là điều cần thiết, cùng với việc cẩn thận trong thực hành và ghi chép kết quả thí nghiệm để hiểu rõ ý nghĩa của động lượng.
II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
Bộ thí nghiệm tìm hiểu ý nghĩa của động lượng
SGK, vở ghi bài, dụng cụ học tập
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
HOẠT ĐỘNG 1: MỞ ĐẦU (7 phút) a Mục tiêu
(1.1 M3) – Phân tích được các yếu tố gây ảnh hưởng đến chuyển động của vật
(1.2 M2) – Từ việc tìm hiểu những ví dụ thực tế để HS bước đầu nhận thấy mối liên hệ giữa khối lượng và vận tốc
(1.2 M3) - Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu: Ý nghĩa vật lí và định nghĩa động lượng b Tổ chức thực hiện
GV yêu cầu HS quan sát 2 hình vẽ a, b trong SGK 110 thảo luận và trả lời câu hỏi:
Khi xe tải và xe con chạy cùng vận tốc, khi đèn tín hiệu đỏ bật sáng, xe nào muốn dừng lại cần có lực hãm lớn hơn do khối lượng và quán tính của xe tải lớn hơn Trong tình huống cầu thủ sút phạt 11 mét, thủ môn sẽ gặp khó khăn hơn trong việc bắt bóng khi bóng bay với tốc độ lớn, vì phản ứng và khả năng xử lý tình huống của thủ môn bị hạn chế bởi tốc độ của bóng.
(?) Vậy yếu tố nào ảnh hưởng đến chuyển động của vật? (1.2 M2)
GV đặt vấn đề: Từ 2 ví dụ trên cho chúng ta thấy, để đặc trưng cho chuyển động của
Chuyển động của một vật cần hai yếu tố quan trọng là vận tốc và khối lượng Có một đại lượng đặc trưng cho chuyển động của vật, đó chính là động lượng Động lượng không chỉ phản ánh vận tốc mà còn liên quan chặt chẽ đến khối lượng của vật, giúp mô tả chính xác hơn về trạng thái chuyển động của nó.
HS thảo luận nhóm và trình bày kết quả thảo luận
Học sinh tiếp nhận vấn đề
HS trả lời các câu hỏi GV đặt ra
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm
Dựa trên các chủ đề “Công, năng lượng, công suất” và “Động lượng” trong chương trình Vật lí lớp 10 theo CTGDPT 2018, TNSP được thực hiện để khảo sát và đánh giá hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Mục tiêu là phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh, từ đó nâng cao hiệu quả giảng dạy Vật lí ở các trường phổ thông.
3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Trong năm học 2024, tiến hành TNSP tại lớp 10/6 với 49 học sinh tại trường THPT Hoàng Hoa Thám, TP Đà Nẵng Đặc điểm của học sinh cho thấy họ có tinh thần học tập năng động và tích cực tham gia các hoạt động do giáo viên tổ chức Kết quả học tập ở học kỳ 1 cho thấy phần lớn học sinh đạt học lực xuất sắc, giỏi và khá.
Tại trường THPT Hoàng Hoa Thám, môi trường học tập năng động và chú trọng phát triển năng lực học sinh Để đánh giá, 6 học sinh được chọn gồm 2 học sinh xuất sắc là CMT và TTNT, 2 học sinh giỏi là TLNC và ĐTNK, cùng 2 học sinh khá là NVV và PTP.
3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành quan sát trực tiếp học sinh trong quá trình làm việc và phỏng vấn trong giờ học, kết hợp với phân tích câu trả lời từ phiếu học tập cá nhân, nhằm thu thập dữ liệu về các biểu hiện hành vi thể hiện năng lực thực nghiệm của học sinh trong quá trình thực hiện TNSP.
3.3.2 Phương pháp thống kê toán học
Dựa trên các số liệu thu thập, bài viết áp dụng phương pháp thống kê toán học để phân tích, so sánh và đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh qua các thí nghiệm Kết quả từ quá trình này sẽ giúp khẳng định tính đúng đắn của giả thuyết khoa học trong đề tài nghiên cứu.
3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm Ở lớp thực nghiệm, GV chọn ra 6 HS trong 8 nhóm 6 HS để quan sát, đánh giá các
NL GQVĐ ở bài chuẩn đầu vào và bài thực nghiệm
Lựa chọn bài trước khi thực nghiệm sư phạm để làm chuẩn đầu vào của NL GQVĐ: Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng
Lựa chọn bài thực nghiệm sư phạm: Bài 28: Động lượng
3.5 Quy trình thực nghiệm sư phạm
Xin phép Ban giám hiệu nhà trường, tổ Vật lí trong trường để được TNSP
Mượn giờ Vật lí của lớp để thực hiện kế hoạch tổ chức dạy đoạn bài học có sử dụng thí nghiệm
Từ kết quả thực nghiệm, đánh giá những gì đã đạt được và những mặt còn hạn chế cần phải chỉnh sửa
3.6 Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
Từ ngày 05 tháng 01 năm 2023 đến ngày 25 tháng 03 năm 2024, cần chuẩn bị giáo án và tài liệu học tập, cùng với các thí nghiệm đã được chế tạo để phục vụ cho tiết học Đồng thời, kiểm tra dụng cụ thí nghiệm và thực hiện kiểm tra số liệu là rất quan trọng.
Ngày 27/03/2024: Thực nghiệm sư phạm 01 tiết tại trường THPT Hoàng Hoa Thám – Đà Nẵng
* Công tác chuẩn bị a) Tài liệu học tập
GV chuẩn bị hồ sơ học tập, thiết kế phiếu học tập cá nhân để ghi nhận biểu hiện của HS b) Dụng cụ, vật liệu
GV chuẩn bị các bộ thí nghiệm
HS tải trước phần mềm Tracker trên Laptop ở nhà c) Thiết kế dạy học và ghi nhận tiến trình dạy học
Trước khi bắt đầu tiết học, giáo viên cần liên hệ để mượn phòng học và chuẩn bị bàn ghế, máy chiếu Đồng thời, việc bố trí máy quay để ghi lại quá trình dạy học cũng rất quan trọng.
3.7 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
Trong toàn bộ quá trình dạy học tôi có các nhận xét sau:
Trong giai đoạn 1 của phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề, giáo viên đóng vai trò tổ chức và điều khiển hoạt động nhận thức cho học sinh Bằng cách sử dụng các câu hỏi định hướng, giáo viên giúp học sinh tiếp cận và chiếm lĩnh tri thức Tuy nhiên, do còn lúng túng trước phương pháp mới, học sinh thường nhút nhát và chưa mạnh dạn tham gia vào quá trình xây dựng bài học.
Trong giai đoạn 2, học sinh đã dần quen với phương pháp dạy học mới, giúp các em mạnh dạn trả lời câu hỏi và tích cực tham gia xây dựng bài học, tạo không khí sôi nổi và tự tin trong lớp Giáo viên tổ chức và điều khiển hoạt động nhận thức, sử dụng các câu hỏi đúng lúc để kích thích học sinh tự lực khai thác, tìm tòi và xây dựng kiến thức mới, đồng thời đào sâu kiến thức đã học.
Học sinh không chỉ cần nắm vững kiến thức mà còn phải có khả năng giải quyết vấn đề và vận dụng kiến thức vào các tình huống học tập khác nhau Giáo viên đã thành công trong việc thu hút sự chú ý của học sinh, khuyến khích các em tích cực suy nghĩ, tranh luận về các vấn đề được đưa ra Điều này giúp học sinh chủ động trong việc xây dựng bài học và tìm kiếm giải pháp cho những vấn đề của chính mình.
Để nâng cao năng lực giải quyết vấn đề (NL GQVĐ) của học sinh, việc tổ chức các hoạt động dạy học theo quy trình đã đề xuất là rất quan trọng Việc thiết lập các tiêu chí đánh giá trong quá trình học tập sẽ tạo động lực cho học sinh trong việc rèn luyện và phấn đấu cải thiện bản thân.
Bảng 3.1 Điều kiện đánh giá mức độ đạt được các biểu hiện của năng lực GQVĐ Điều kiện Mức độ đạt được
Từ 6,5 điểm - dưới 8,0 điểm Khá
Từ 5,0 điểm – dưới 6,5 điểm Đạt
Trong quá trình theo dõi 2 giai đoạn của TNSP, giai đoạn 1 liên quan đến bài 26 “Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng” và giai đoạn 2 là thực nghiệm bài 28 “Động lượng”, tôi nhận thấy các biểu hiện của học sinh phù hợp với tiêu chí đánh giá năng lực giải quyết vấn đề đã đề xuất Dưới đây là bảng liệt kê các biểu hiện và ghi nhận cụ thể.
Bảng 3.2 Biểu hiện của HS ứng với tiêu chí đánh giá NL GQVĐ Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng trong giai đoạn 1
Thành tố 1 Thành tố 2 Thành tố 3 Thành tố 4
Trong tiết học đầu tiên của chương trình M3, học sinh còn nhiều bỡ ngỡ với phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề Việc áp dụng kiến thức cũ để nhận diện vấn đề vẫn còn gặp khó khăn.
Mặc dù có phần lúng túng, nhưng việc đề xuất kế hoạch và giải pháp trong tiết học này trở nên đơn giản hơn dưới sự hướng dẫn của giáo viên Học sinh đã đưa ra phương án tối ưu nhất Tuy nhiên, trong các nhiệm vụ yêu cầu hoạt động nhóm, học sinh vẫn còn gặp khó khăn, và thời gian làm việc cá nhân vẫn chiếm ưu thế so với thời gian làm việc của nhóm.
Bảng 3.3 Biểu hiện của HS ứng với tiêu chí đánh giá NL GQVĐ Bài 28: Động lượng trong giai đoạn 2
Thành tố 1 Thành tố 2 Thành tố 3 Thành tố 4
M3 Qua mỗi buổi học HS ngày một quen hơn với cách tổ chức dạy học nhằm phát triển
Trong giai đoạn 2, học sinh thể hiện sự nhạy bén trong việc giải quyết vấn đề, với hầu hết các em tự lập kế hoạch và hoàn thành nhiệm vụ một cách hiệu quả Dù có một số ít học sinh gặp khó khăn trong việc tìm ra giải pháp, nhưng thông qua thảo luận nhóm, họ đã có thể tìm ra cách giải quyết Kết quả từ bảng 3.2 cho thấy, sau khi kết thúc đợt TNSP, số lượng học sinh đạt mức 3 đã tăng lên so với giai đoạn 1, chứng tỏ năng lực giải quyết vấn đề của học sinh đã được cải thiện đáng kể sau khi hoàn thành Bài 28: Động lượng.