skknkhắc phục một số sai lầm của học sinh thông qua bài tập nghịch lý và ngụy biện chương “ động học chất điểm” và “ động lực học chất điểm” vật lý 10 nâng cao.

BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT BT bài tập DH dạy học ĐC đối chứng GD giáo dục GV giáo viên HS học sinh SGK sách giáo khoa THPT trung học phổ thông TN thí nghiệm TNKQ trắc nghiệm khách quan TNSP thực nghiệm sư phạm 1 MỤC LỤC BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1 PHẦN 2. NỘI DUNG 3 1. Cơ sở lý luận 3 1.1. Cơ sở tâm lí học 3 1.2. Cơ sở triết học 3 1.3. Bài tập nghịch lí và ngụy biện……………………………………….3 1.4. Vai trò của giáo viên và học sinh trong việc khắc phục một số sai lầm cho học sinh thông qua bài tập nghịch lí và ngụy biện………………… 4 2. Thực trạng quá trình giải một số bài tập chương“Động học chất điểm” và "Động lực học chất điểm" vật lí lớp 10 nâng…………………………4 2.1. Đối với giáo viên…………………………………………………….4 2.1. Đối với học sinh.…………………………………………………….4 2.3. Điều tra quan niệm của học sinh trước khi học chương “Động học chất điểm” và “Động lực học chất điểm”……………………………… 5 3. Chuẩn bị một số bài tập nghịch lí và ngụy biện……………………….5 3.1.Các đơn vị kiến thức có bài tập nghịch lí và ngụy biện…………… 5 3.1. Ví dụ…………………………………………………………………6 3.2. Thiết kế tiến trình dạy học………………………………………….10 3.2. Bài tập………………………………………………………………13 4. Thực nghiệm sư phạm 17 4.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 17 4.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 18 4.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm 18 4.4. Kết luận thực nghiệm sư phạm 19 PHẦN 3. KẾT LUẬN ……… 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Hồ Ngọc Đại (2000), Tâm lý dạy học, Nxb Đại học quốc gia Hà Nội. [2]. Phạm Minh Hạc (1997), Tâm lí học Vưgôtxki, Nxb Giáo dục, Hà nội. 2 [3]. Nguyễn Thanh Hải (2006), Bài tập định tính và câu hỏi thực tế Vật lý 10, Nxb Giáo dục. [4]. Nguyễn Thanh Hải (2006), Đề kiểm tra trắc nghiệm Vật lý 10 nâng cao, Nxb Giáo dục. [5]. Bùi Quang Hân (2006), Giải toán và trắc nghiệm Vật lý 10 nâng cao, Nxb Giáo dục. [6]. Phạm Quý Tư (chủ biên) (2006), Sách giáo khoa Vật lý 10 Nâng cao, Nxb Giáo dục. [7]. Phạm Quý Tư (chủ biên) (2006), Sách giáo viên Vật lý 10 Nâng cao, Nxb Giáo dục. [8]. M.E. Tunchinxki, Những bài toán nghịch lý và nguỵ biện vui về Vật lý- NXB giáo dục (1974) 3 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Dạy học là một quá trình chịu tác động biện chứng của tất cả các yếu tố khách quan và chủ quan: Điều kiện tự nhiên, xã hội, cơ sở vật chất, thiết bị, sự phân tán tư tưởng, thiếu tập trung của học sinh đối với quá trình dạy học. Trong quá trình dạy học Vật lý ở trường Phổ thông tôi nhận thấy một trong những yếu tố đáng quan tâm là quan niệm riêng của học sinh: sự hiểu biết những khái niệm, hiện tượng, quá trình vật lý mà học sinh đã có sẵn trước khi nghiên cứu chúng trong giờ học. Nó mang tính cá biệt khá cao. Nếu những quan niệm này hình thành tự phát và mang yếu tố chủ quan của cá nhân thường thiếu khách quan không phản ánh đúng bản chất vật lý trở thành quan niệm sai lệch. Quan niệm thường bắt nguồn từ kinh nghiệm sống cũng có thể bắt nguồn từ sự phong phú ngôn ngữ trong đời sống. Thực tế, quan niệm riêng của học sinh đối với các sự vật hiện tượng trong đời sống là đa dạng, phong phú và ăn sâu vào tiềm thức của mỗi người. Vì vậy những quan niệm đó thường bền vững và bảo thủ. Rất nhiều quan niệm sai lệch về bản chất không phù hợp với bản chất của khoa học. Do đó thường gây ra nhiều khó khăn trong quá trình dạy học vật lý. Quan niệm sai lệch như những vật cản trên con đường nhận thức sự vật hiện tượng vật lý. Do đó, mặc dù giáo viên giới thiệu một vấn đề rất kỹ song học sinh vẫn mắc sai lầm khi vận dụng những hiểu biết của mình vào giải bài tập cụ thể. Khắc phục một số sai lầm của các em trong khi giải bài tập, để học sinh hiểu đúng vấn đề, để việc dạy – học mang lại hiệu quả cao hơn là vấn đề rất quan trọng Xuất phát từ các lý do trên, tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Khắc phục một số sai lầm của học sinh thông qua bài tập nghịch lí và ngụy biện chương “Động học chất điểm” và “Động lực học chất điểm””. 4 2. Mục đích nghiên cứu Khắc phục một số sai lầm của học sinh thông qua bài tập nghịch lí và ngụy biện chương “Động học chất điểm” và "Động lực học chất điểm" Vật lý 10 nâng cao nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng: Vận dụng ở quá trình dạy học Vật lí ở trường THPT Đông Sơn 1. Phạm vi nghiên cứu: Chương“Động học chất điểm” và "Động lực học chất điểm" Vật lý 10 nâng cao. 4. Giả thuyết khoa học Có thể thực hiện lồng ghép đặt vấn đề, ôn tập, củng cố, khắc sâu kiến thức hay kiểm tra kiến thức học sinh một cách thuận tiện trong một số tiết học ở chương “Động học chất điểm” và "Động lực học chất điểm" Vật lý 10 nâng cao của trường THPT đảm bảo các yêu cầu về tính khoa học, sư phạm, khả thi; từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý. 5. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận - Phương pháp điều tra và quan sát - Phương pháp thực nghiệm sư phạm - Phương pháp phân tích, đánh giá 6. Cấu trúc của đề tài Phần1. Mở đầu (2 trang). Phần 2. Nội dung (17 trang). Phần 3. Kết luận (1 trang). 5 PHẦN 2. NỘI DUNG 1. Cơ sở lí luận 1.1. Cơ sở tâm lý học Theo Vưgotsky sự tiến bộ của các cấu trúc nhận thức của HS là từ từ, nó được nảy sinh và phát triển thông qua sự tác động với môi trường. Ông cũng cho rằng trong DH cần quan tâm đến những khía cạnh khác nhau của việc học: nhận thức, xã hội, văn hoá. 1.2. Cơ sở triết học Học sinh phải chủ động, tích cực, sáng tạo để vận dụng kiến thức giải quyết những vấn đề học tập của mình. Trong quá trình làm bài tập, HS được tương tác với nhau và với GV, được tự do đưa ra ý kiến cá nhân và được bảo vệ ý kiến của mình, được các bạn và GV đưa ra các bằng chứng khoa học để chứng minh cho vấn đề còn thắc mắc. Từ đó kiến thức mà người học nắm được sẽ được thử thách, vận dụng. Vì vậy người học sẽ nắm vững kiến thức và đam mê khoa học hơn. 1.3. Bài tập nghịch lí và ngụy biện Đây là những bài tập chứa đựng nhiều yếu tố trái ngược hoặc không phù hợp với các khái niệm, định luật vật lý. Nếu chỉ nhìn nhận một cách hình thức thì có thể nhầm tưởng chúng phù hợp với các khái niệm, định luật vật lý và lô gic thông thường. Song xem xét cặn kẽ có luận chứng khoa học thì mới nhận ra sự nghịch lý và nguỵ biện trong bài tập. Do đó giải bài toán này học sinh sẽ nắm vững được nội dung và phạm vi ứng dụng của định luật. Với bài toán loại này học sinh thường phạm phải những sai lầm có tính chất tinh vi, đôi khi khó nhận thấy được, có thể là do không chú ý tới tất cả các dữ kiện của bài toán hay áp dụng một cách không đúng các công thức hay định luật. Việc phân tích nó thường trở thành cuộc thảo luận hứng thú, kích thích thôi thúc các em tìm lời giải đáp. Qua sự hướng dẫn của giáo viên, các em nhận thức được tính đúng đắn của vấn đề, các em sẽ tự bỏ đi quan niệm sai lệch trước đây. 6 1.4. Vai trò của giáo viên và học sinh trong việc khắc phục một số sai lầm cho học sinh thông qua bài tập nghịch lí và ngụy biện 1.4.1. Vai trò của giáo viên - Tạo không khí dạy học. - Tạo điều kiện để HS bộc lộ quan niệm riêng. - Tổ chức cho HS tranh luận về những quan niệm của mình. - Là trọng tài điều khiển HS tranh luận ý kiến. - Tạo điều kiện và giúp HS nhận ra các quan niệm sai của mình và khắc phục chúng. - Tổ chức cho HS vận dụng kiến thức khoa học đã thu nhận được. 1.4.2. Vai trò của học sinh - HS chủ động bộc lộ những quan điểm của mình trong một số bài tập. - HS chủ động, tích cực thảo luận, trao đổi thông tin với bạn học với GV để giải quyết một số bài tập từ đó tự điều chỉnh các kiến thức của bản thân. 2. Thực trạng quá trình giải một số bài tập chương“Động học chất điểm” và "Động lực học chất điểm" vật lí lớp 10 nâng cao 2.1. Đối với giáo viên Đa số giáo viên đều giới thiệu và hướng dẫn HS các bài tập đúng mà rất ít quan tâm đến bài tập nghịch lí và ngụy biện để học sinh có điều kiện bộc lộ quan niệm riêng. 2.2. Đối với học sinh - Một số HS chưa nắm chắc kiến thức lí thuyết mà thầy cô giáo đã giới thiệu ở phần lí thuyết. - Trước khi làm một bài tập, một số HS đã có những quan niệm về kiến thức đó tuy nhiên những quan niệm này thường chưa đầy đủ hoặc sai lầm. - Rất nhiều HS ngại hoạt động, hỏi, tranh luận. Từ một số lý do trên mà quan niệm sẵn có của HS (đa số là quan niệm sai và chưa đầy đủ) chưa được bộc lộ. Trong khi HS thường giải bài tập dựa trên những quan niệm đó, do đó một số bài tập mà học sinh làm còn sai lầm, hạn chế. 7 2.3. Điều tra quan niệm của học sinh trước khi học chương “Động học chất điểm” và “Động lực học chất điểm” Chúng tôi tiến hành khảo sát học sinh các lớp 10A5, 10A6 trường THPT Đông Sơn 1 năm học 2012-2013, kết quả thu được có một số quan niệm sai của HS gây khó khăn cho việc giải các bài tập. Ví dụ: bài tập về tính vận tốc trung bình có 65% nhầm với tính giá trị trung bình của các vận tốc, chuyển động ném vật theo phương thẳng đứng 45% quan niệm chưa đầy đủ về các yếu tố trong quá trình vật chuyển động…những quan niệm này phần lớn xuất phát từ thực tế, do quá trình học tâp kiến thức mà HS thu nhận được chưa đầy đủ hoặc do logic nhận thức của HS những quan niệm này thường chưa đầy đủ hoặc sai lầm. Tuy nhiên nếu tôn trọng những quan niệm sẵn có của HS và có thái độ đúng đắn với quan niệm sai thì nó lại chính là điểm tựa cho việc lĩnh hội kiến thức khoa học Vì vậy vấn đề đặt ra là GV khi tổ chức quá trình dạy học cần giúp HS thay đổi quan niệm sai, thúc đẩy nỗ lực tư duy để giải quyết những vấn đề học tập. 3. Chuẩn bị một số bài tập nghịch lí và ngụy biện 3.1.Các đơn vị kiến thức có bài tập nghịch lí và ngụy biện Qua thực tế dạy học và điều tra học sinh trước khi học chương “Động học chất điểm” và “Động lực học chất điểm” tôi xác định được một số đơn vị kiến thức chứa đựng bài toán nghịch lí và ngụy biện. 1.Vận tốc trung bình, nhiều học sinh quan niệm là giá trị trung bình của các vận tốc. 2. Chuyển động biến đổi đều, nhiều học sinh quan niệm chưa đầy đủ về các yếu tố trong chuyển động này và cách sử dụng công cụ toán học. 3. Chuyển động của vật ném lên thẳng đứng, nhiều HS quan niệm chưa đầy đủ về quá trình đi lên và đi xuống của vật. 4. Định luật I Niu tơn, nhiều học sinh quan niệm chưa đúng về hệ quy chiếu quán tính và hệ quy chiếu phi quán tính 5. Định luật II Niu tơn, nhiều học sinh quan niệm sai về giải thích độ lớn gia tốc rơi tự do. 8 6. Định luật III Niu tơn, nhiều học sinh quan niệm sai về cặp lực trực đối và cặp lực cân bằng. 7. Lực ma sát, nhiều học sinh quan niệm chưa đày đủ về ma sát trượt và ma sát lăn. 3.2. Ví dụ Ví dụ 1: Một ô tô chuyển động thẳng đều từ A đến B với vận tộc 20 km/h, sau đó từ B về A với vận tốc 30 km/h. Xác định vận tốc trung bình của chuyển động cả đi và về. - GV: Giải bài toán này như thế nào? Học sinh A: Theo quy tắc tìm giá trị trung bình chung ta được: 1 2 20 30 25 / 2 2 tb v v v km h + + = = = Học sinh B: Theo công thức xác định vận tốc trung bình tb s v t = Ta có: 1 2 1 2 1 2 1 2 22 2 2.20.30 24 / 20 30 tb v vs s v km h s s t t v v v v = = = = = + + + + Cách giải của bạn nào đúng? Nếu không đồng ý với A hoặc B hãy đưa ra ý kiến của em …… Giáo viên có thể hướng dẫn các em: - GV: Vận tốc trung bình xác định như thế nào? - HS: vận tốc trung bình tb s v t = - GV : Nếu chuyển động gồm nhiều chuyển động đều với các vận tốc khác nhau vận tốc trung bình xác định như thế nào? - HS : - GV : 1 1 2 2 1 2 n n tb n v t v t v t v t t t + + + = + + + Nếu những khoảng thời gian trong đó vật chuyển động với vận tốc 1 2 , , , n v v v bằng nhau( 1 2 n t t t= = = ) thì 1 2 1 2 ( ) n n tb v v v t v v v v nt n + + + + + + = = 9 Kết luận : Công thức 1 2 2 tb v v v + = sẽ đúng nếu thời gian chuyển động lúc đi từ A đến B và từ B về A bằng nhau, giả thiết bài toán này không cho. Vậy học sinh B có cách giải đúng. Ví dụ 2: Một chiếc xe đang chuyển động với vận tốc 10 m/s thì người lái xe bắt đầu hãm phanh cho xe chuyển động chậm dần đều đến khi dừng lại sau khi đi được đoạn đường 8m trong thời gian 2 s. Xác định gia tốc của xe ? - GV: Giải bài toán này như thế nào? Học sinh A : Theo công thức 2 2 0 1 6 / 2 s v t at a m s= + → = − Học sinh B : Theo công thức 2 0 5 / v v a a m s t − = →→ = − Học sinh C : Theo công thức 2 2 2 2 2 0 0 2 6,25 / 2 v v v v as a m s s − − = → = = − - GV : Cách giải của bạn nào đúng? Nếu không đồng ý với A hoặc B hãy đưa ra ý kiến của em Giáo viên có thể hướng dẫn các em: - HS : - GV: Bài toán đã nêu không có ý nghĩa, điều kiện bài toán không phù hợp với chuyển động chậm dần đều: 2 2 0 0 0 0 1 1 2 2 2 v v v v s v t at s v t t t t − + = + → = + = Thay số 10 8 .2 10 2 m m≠ = Kết luận : Không có gia tốc nào thỏa mãn điều kiện bài toán. Trước mỗi bài toán phải xét các dữ kiện và điều kiện bài toán cho và yêu cầu của bài tập. Ví dụ 3: Một chuyển động nhanh dần đều : Nếu 0 0v = ta có .v a t= và 2v as= Nếu 0 0v ≠ ta có 0 .v v a t= + , thay .a t bằng giá trị 2as ta có 0 2v v as= + 10 [...]... sát một chuyển động thẳng biến đổi đều Hoạt động 6: (2 phút)Hướng dẫn về nhà Hoạt động của GV Hoạt động của HS -Ghi câu hỏi và bài tập về nhà -Nêu câu hỏi và bài tập về nhà -Những chuẩn bị bài sau -Yêu cầu:HS chuẩn bị bài sau IV RÚT KINH NGHIỆM SAU GIỜ DẠY: Việc tổ chức dạy tiết bài tập vật lý 10 nâng có đưa vào bài tập nghịch lí và ngụy biện tạo thêm điều kiện, cơ hội HS học tập tích... với một số kiến thức chương "Động học chất điểm" và chương "Động lực học chất điểm" đã bước đầu mang lại hiệu quả 4.4 Kết luận thực nghiệm sư phạm Qua kết quả thu được đợt thực nghiệm sư phạm bước đầu cho phép kết luận: “Nếu giáo viên thực hiện dạy lồng ghép một số bài tập nhằm khắc phục sai lầm thì sẽ góp phần hình thành hứng thú, tự giác học tập của học sinh đối với bộ môn Vật lý, do đó từng bước nâng. .. bước nâng cao chất lượng dạy học Vật lý Như vậy, mục đích thực nghiệm sư phạm và giả thuyết khoa học nêu ra phần nào được kiểm nghiệm 22 PHẦN 3 KẾT LUẬN Tóm lại thông qua một số ví dụ trên tôi muốn giới thiệu một số bài tập mà kết quả của nó là những cái khá đơn giản đôi khi không ngờ tới mà rất hay nhầm lẫn Sách giáo khoa và những bài tập đúng là số một Song những bài tập nghịch lí và ngụy biện mà ở... 7.1) đồ thị của nhóm -Hoạt động nhóm: căn cứ vào đồ thị, -Gợi ý cho HS phân tích kết quả rút mô tả chuyển động của vật: Từ đó ném ra kết luận đến khi vật đến độ cao nhất và rơi -Mô phỏng chuyển động của vật xuống Hoạt động 3: (10 phút)Tìm hiểu bài tập 2(BT nghịch lí và ngụy biện) Hoạt động của HS Hoạt động của GV Một quả cầu được ném lên cao theo phương thẳng đứng trong chân không Cần ném vật với vận... thế nào? Bài tập 4 Một số câu hỏi trắc nghiệm 1 Chọn đáp án đúng khi nói về lực:  Lực là nguyên nhân gây ra chuyển động  Lực là nguyên nhân gây ra gia tốc 2 Chọn đáp án đúng:  Lực là nguyên nhân duy trì chuyển động của một vật  Lực không phải là nguyên nhân duy trì chuyển động của một vật 3 Véc tơ lực có đặc điểm:  Gốc vectơ là điểm đặt lực, phương và chiều vectơ là phương và chiều của lực  Gốc... lực  Gốc vectơ là điểm đặt lực, phương và chiều vectơ là phương và chiều của chuyển động 16  Gốc vectơ là điểm đặt vật, phương và chiều vectơ là phương và chiều của gia tốc  Gốc vectơ là điểm đặt lực, phương và chiều vectơ là phương và chiều của trọng lực 4 Giá của lực và phương của lực là:  Giống nhau  Khác nhau 5 Hai lực cân bằng là hai lực :  Cùng tác dụng vào một vật, cùng giá, ngược chiều... sáng tạo - Học sinh nhanh nhẹn, linh hoạt hơn trong việc giải bài tập Vật lý, hiệu quả giờ học cao hơn 4.3.2 Đánh giá định lượng Để đánh giá kết quả TNSP, chúng tôi tiến hành cho 2 lớp ĐC và TN làm một bài kiểm tra cuối chương « Động lực học chất điểm » vật lí 10 nâng cao với nội dung phù hợp yêu cầu của chương trình Bài kiểm tra gồm 30 câu TNKQ, thời gian làm bài 60 phút Để đảm bảo khách quan kết quả... 6s hay 3s là khi vật rơi xuống Ví dụ 5: 11 Một HS khẳng định, định luật III Niu tơn là không đúng vì nếu như lực tác dụng bằng phản lực thì không thể xảy ra bất kì một chuyển động nào Vì lực đặt vào vật bằng bao nhiêu thì cũng gây ra một lực cản cân bằng với nó Sai lầm của học sinh này là ở đâu? Sai lầm của HS là : Theo định luật III Niu tơn lực tác dụng và phản lực tác dụng là cặp lực trực đối : cùng... số bài tập trong chương trình 3 Tình cảm, thái độ: - Rèn thái độ nghiêm túc, tích cực, tự lực và sáng tạo trong quá trình giải bài tập - Có niềm tin vào tri thức khoa học - Có tinh thần hợp tác, trao đổi trong học tập II CHUẨN BỊ CHO GIỜ DẠY HỌC 1 Chuẩn bị của GV: - Thiết bị dạy học: + Một số bài tập( gồm BT SGK, BT nghịch lí và ngụy biện) + Biên soạn câu hỏi kiểm tra các công thức của chuyển động thẳng... làm bài kiểm tra chúng tôi tiến hành chấm bài, kết quả như sau : Điểm 1 Lớp TN(45 HS) 0 Lớp ĐC(48 HS) 1 2 1 3 3 2 5 4 4 10 5 9 10 6 12 8 7 6 4 8 7 6 9 3 1 10 1 0 21 Xử lí kết quả thu được theo phương pháp thống kê toán học trong nghiên cứu theo KHGD và đưa ra được đồ thị tần số lũy tích: Điều đó cho phép kết luận tiến trình dạy học việc đưa vào một số bài tập nhằm khắc phục một số sai lầm của học sinh . chương “ ộng học chất điểm” và “ ộng lực học chất điểm” . 4 2. Mục đích nghiên cứu Khắc phục một số sai lầm của học sinh thông qua bài tập nghịch lí và ngụy biện chương “ ộng học chất điểm” và. lầm cho học sinh thông qua bài tập nghịch lí và ngụy biện ……………… 4 2. Thực trạng quá trình giải một số bài tập chương Động học chất điểm” và " ;Động lực học chất điểm" vật lí lớp 10 nâng ………………………4 2.1 bài tập dựa trên những quan niệm đó, do đó một số bài tập mà học sinh làm còn sai lầm, hạn chế. 7 2.3. Điều tra quan niệm của học sinh trước khi học chương “ ộng học chất điểm” và “ ộng lực học