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.

Lý do chọn đề tài Dạy học là một quá trình chịu tác động biện chứng của tất cả các yếu tốkhách quan và chủ quan: Điều kiện tự nhiên, xã hội, cơ sở vật chất, thiết bị, sựphân tán tư tưởng

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.

[3] Nguyễn Thanh Hải (2006), Bài tập định tính và câu hỏi thực tế Vật lý 10,

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 tốkhách quan và chủ quan: Điều kiện tự nhiên, xã hội, cơ sở vật chất, thiết bị, sựphân 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 mộttrong những yếu tố đáng quan tâm là quan niệm riêng của học sinh: sự hiểu biếtnhững khái niệm, hiện tượng, quá trình vật lý mà học sinh đã có sẵn trước khinghiên cứu chúng trong giờ học Nó mang tính cá biệt khá cao Nếu những quanniệm này hình thành tự phát và mang yếu tố chủ quan của cá nhân thường thiếukhách 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 họcsinh đối với các sự vật hiện tượng trong đời sống là đa dạng, phong phú và ănsâu 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 bảnchất của khoa học Do đó thường gây ra nhiều khó khăn trong quá trình dạy họcvật lý Quan niệm sai lệch như những vật cản trên con đường nhận thức sự vậthiện tượng vật lý

Do đó, mặc dù giáo viên giới thiệu một vấn đề rất kỹ song học sinh vẫnmắc 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 sinhhiểu đúng vấn đề, để việc dạy – học mang lại hiệu quả cao hơn là vấn đề rấtquan 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””.

2 Mục đích nghiên cứu

Khắc phục một số sai lầm của học sinh thông qua bài tập nghịch lí vàngụy biện chương “Động học chất điểm” và "Động lực học chất điểm" Vật lý 10nâng 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 thứchay kiểm tra kiến thức học sinh một cách thuận tiện trong một số tiết học ởchương “Động học chất điểm” và "Động lực học chất điểm" Vật lý 10 nâng caocủa trường THPT đảm bảo các yêu cầu về tính khoa học, sư phạm, khả thi; từ đógóp 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)

1.2 Cơ sở triết học

Học sinh phải chủ động, tích cực, sáng tạo để vận dụng kiến thức giảiquyết những vấn đề học tập của mình Trong quá trình làm bài tập, HS đượctương 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 chứngminh cho vấn đề còn thắc mắc Từ đó kiến thức mà người học nắm được sẽđược thử thách, vận dụng Vì vậy người học sẽ nắm vững kiến thức và đam mêkhoa 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 phùhợp với các khái niệm, định luật vật lý Nếu chỉ nhìn nhận một cách hình thứcthì có thể nhầm tưởng chúng phù hợp với các khái niệm, định luật vật lý và lôgic 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 sẽnắm 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 tínhchất 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 địnhluật

Việc phân tích nó thường trở thành cuộc thảo luận hứng thú, kích thíchthôi thúc các em tìm lời giải đáp Qua sự hướng dẫn của giáo viên, các em nhậnthức được tính đúng đắn của vấn đề, các em sẽ tự bỏ đi quan niệm sai lệch trướcđây

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 khắcphục 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 ítquan tâm đến bài tập nghịch lí và ngụy biện để học sinh có điều kiện bộc lộ quanniệm riêng

2.2 Đối với học sinh

- Một số HS chưa nắm chắc kiến thức lí thuyết mà thầy cô giáo đã giớithiệu 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 trênnhững quan niệm đó, do đó một số bài tập mà học sinh làm còn sai lầm, hạn chế

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 THPTĐông 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 trungbình có 65% nhầm với tính giá trị trung bình của các vận tốc, chuyển động némvật theo phương thẳng đứng 45% quan niệm chưa đầy đủ về các yếu tố trongquá 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 logicnhận 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 độđúng đắn với quan niệm sai thì nó lại chính là điểm tựa cho việc lĩnh hội kiếnthức khoa học Vì vậy vấn đề đặt ra là GV khi tổ chức quá trình dạy học cầngiúp 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 kiếnthức chứa đựng bài toán nghịch lí và ngụy biện

1.Vận tốc trung bình, nhiều học sinh quan niệm là giá trị trung bình củacác vận tốc

2 Chuyển động biến đổi đều, nhiều học sinh quan niệm chưa đầy đủ vềcác 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 chưađầy 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 quychiếu 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 lớngia tốc rơi tự do

6 Định luật III Niu tơn, nhiều học sinh quan niệm sai về cặp lực trực đối

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:

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

(v v  v t) v v  v

Kết luận : Công thức 1 2

2

tb

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 họcsinh B có cách giải đúng

Ví dụ 2:

Một chiếc xe đang chuyển động với vận tốc 10 m/s thì người lái xe bắtđầu hãm phanh cho xe chuyển động chậm dần đều đến khi dừng lại sau khi điđược 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

- 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:

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 v  ta có0 0 v a t và v 2as

Nếuv 0 0 ta có v v 0 a t , thay a t bằng giá trị 2as ta có v v 0  2as

Tuy nhiên học sinh đều biết công thức vật lí 2 2

0 2

v v  as và công thức đại số

x a b  x a b  Sai lầm xuất hiện ở điểm nào ?

- GV: Các em hãy xét xem sai lầm từ đâu ?

Kết luận : Từ việc thay a t. bằng giá trị 2as Điều này chỉ thực hiện được khi

thỏa mãn điều kiện v  0 0

Ví dụ 4:

Một quả cầu được ném lên cao theo phương thẳng đứng trong chânkhông Cần ném vật với vận tốc ban đầu là bao nhiêu để nó đạt độ cao 29,4msau 6s và sau 3 s Cho g = 10 m/s2

Kết luận : Vậy khi vật đi lên đến độ cao 29,4m vận tốc ban đầu nhỏ hơn sẽ mất

thời gian lớn hơn, còn ở thời điểm sau 6s hay 3s là khi vật rơi xuống

Ví dụ 5:

Một HS khẳng định, định luật III Niu tơn là không đúng vì nếu như lựctác dụng bằng phản lực thì không thể xảy ra bất kì một chuyển động nào Vì lựcđặt vào vật bằng bao nhiêu thì cũng gây ra một lực cản cân bằng với nó Sai lầmcủa 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 giá, ngược chiều, cùng độ lớn và đặt vào hai vật khácnhau, chúng không thể cân bằng lẫn nhau được

Ví dụ 6:

Cho sợi dây một đầu buộc cố định, sợi dây mềm chưa bị kéo căng, nếu tácdụng lực F vào đầu dây còn lại Xác định lực tác dụng lên toàn bộ sợi dây ?

- GV : Yêu cầu HS trả lời

- Học sinh A : Lực tác dụng lên toàn bộ sợi dây là F

- Học sinh B : Lực căng tại mỗi điểm của sợi dây là F, mà sợi dây gồm vô

số điểm nên lực đặt vào toàn bộ sợi dây là vô cùng lớn

- GV: Câu trả lời nào đúng ?

- HS : Câu trả lời của HS A

- GV: Hãy giải thích sai lầm trong suy luận của học sinh B ?

Ở đây HS B chưa chú ý đến định luật III Niu tơn Theo định luật III Niutơn, tại mỗi cặp điểm liền nhau của sợi dây có xuất hiện cặp lực và phản lực Do

đó hai điểm lân cận sẽ tác dụng lên mỗi điểm của sợi dây những lực bằng nhau

về độ lớn, cùng giá, ngược chiều Như vậy, tất cả các lực đặt vào các điểm củasợi dây cân bằng nhau Tại hai đầu của sợi dây có tác dụng lực F và phản lựccủa vật mà sợi dây được buộc chặt vào, lực này có độ lớn bằng F và ngượchướng với F

Ví dụ 7:

Theo định luật II Niu tơn, gia tốc tỉ lệ với lực Trọng lực càng lớn gia tốcrơi tự do phải càng lớn Tuy nhiên gia tốc rơi tự do đối với tất cả các vật tại cùngmột vị trí là như nhau Giải quyết điều mâu thuẫn này như thế nào ?

- GV : Yêu cầu HS thảo luận, trả lời

- HS : Trọng lực tỉ lệ thuận với khối lượng Do đó khối lượng tăng lên baonhiêu lần thì trọng lực tăng lên bấy nhiêu lần, vì vậy tỉ số giữa chúng (chính làgia tốc rơi tự do) vẫn là đại lượng không đổi.

Ví dụ 8:

Bôi dầu lên các bề mặt làm giảm ma sát Nhưng tại sao giữ cán rìu bằngtay người ta lại làm tay ướt đi ?

- GV: Hãy giải thích hiện tượng ?

- HS: Gỗ bị dính ướt với nước nên những thớ gỗ trên mặt cán rìu nở ra,phồng lên làm tăng ma sát giữa cán rìu và tay Vì vậy nước không đóng vai tròcủa dầu bôi trơn

3.3 Thiết kế tiến trình dạy học

Tiết 9 : BÀI TẬP VỀ CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU

I MỤC TIÊU HỌC SINH CẦN ĐẠT

1 Kiến thức:

- Nắm được các công thức trong chuyển động thẳng biến đổi đều

- Nắm được phương pháp giải bài tập về động học chất điểm

2 Kỹ năng:

- Rèn luyện óc phân tích, tổng hợp và tư duy logic

- Biết cách vận dụng giải được một 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 giảibài 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 thẳngbiến đổi đều dưới dạng trắc nghiệm

+ Biên soạn sơ đồ các bước cơ bản để giải một bài tập

2 Chuẩn bị của HS:

- Chuẩn bị về kiến thức, bài tập:

+ Tìm hiểu cách chọn hệ quy chiếu

+ Xem lại kiến thức toán học giải phương trình bậc hai

II.TIẾN TRÌNH GIỜ HỌC

Hoạt động 1: (5 phút)Kiểm tra bài cũ.

-Viết phương trình của chuyển động -Đặt câu hỏi cho HS

-Dạng đồ thị của phương trình tọa độ

theo thời gian? vận tốc theo thời gian?

-Nhận xét câu trả lời của bạn

-Yêu cầu 1 HS lên bảng vẽ dạng đồthị

-Nhận xét các câu trả lời Làm rõcách chọn trục tọa độ, gốc thời gian

Hoạt động 2: (10 phút) Tìm hiểu bài tập 1 SGK.

-Đọc đề bài trong SGK

-Làm việc cá nhân:

Tóm tắt các thông tin từ bài toán

Tìm hiểu các kiến thức, các kĩ năng liên

quan đến bài toán yêu cầu

-Thảo luận nêu các bước giải bài toán

-Chọn hệ quy chiếu

-Lập phương trình chuyển động, công

thức tính vận tốc theo hệ quy chiếu đã

chọn

-Lập bảng biến thiên (chú ý các vị trí

cắt trục tung và trục hoành); vẽ đồ thị

tọa độ, đồ thị vận tốc (H 7.1)

-Hoạt động nhóm: căn cứ vào đồ thị,

mô tả chuyển động của vật: Từ đó ném

đến khi vật đến độ cao nhất và rơi

xuống

-Cho 1 HS đọc bài toán SGK

-Gợi ý, đặt câu hỏi cho HS làm việc

cá nhân thảo luận theo nhóm

-Nhận xét đáp án, đưa ra các bướcgiải bài toán

-Hướng dẫn HS, cùng HS chọn hệquy chiếu, lập phương trình và vẽ đồthị

-Đặt các câu hỏi cho HS tính toán vàlập bảng biến thiên

Yêu cầu HS trình bày kết quả dạng

đồ thị của nhóm

-Gợi ý cho HS phân tích kết quả rút

ra kết luận

-Mô phỏng chuyển động của vật

Hoạt động 3: (10 phút)Tìm hiểu bài tập 2(BT nghịch lí và ngụy biện)

- HS : Áp dụng công thức :

0

12

h v t  gt

- Khi v0 34,3 /m s ta được: t1 = 1s, t2

= 6s hay quả cầu ở độ cao 29,4 m lúc

t1 = 1s khi vật đi lên và lúc t2 = 6s khi

vật đi xuống

- Khi v0 24,5 /m s ta được: t1 = 2s, t2

Một quả cầu được ném lêncao theo phương thẳng đứng trongchân không Cần ném vật với vậntốc ban đầu là bao nhiêu để nó đạt

độ cao 29,4m sau 6s và sau 3 s Cho

h v t  gt

Với t = 6 s  v0 34,3 /m s

Với t = 3 s  v0 24,5 /m s

- GV: Để đưa một vật lên cùng một