Tổ chức dạy học phần động học chất điểm, Vật lí 10 theo tiếp cận PISA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHAN THỊ BÍCH NGỌC TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÍ 10 THEO TIẾP CẬN PISA LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHAN THỊ BÍCH NGỌC TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÍ 10 THEO TIẾP CẬN PISA LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 60.14.01.11 Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Kim Chung HÀ NỘI - 2014 LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn thầy, cô giáo, cán Trường Đại học Giáo Dục - Đại học Quốc Gia Hà Nội quan tâm giúp đỡ thời gian học tập thực đề tài luận văn Đặc biệt, em xin trân trọng cảm ơn TS Phạm Kim Chung tận tình hướng dẫn em thực đề tài Hà Nội, 2014 Tác giả NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN CSVC Cơ sở vật chất DH Dạy học DHVL Dạy học vật lí ĐHQGHN Đại học Quốc gia Hà Nội GD&ĐT Giáo dục Đào tạo GDĐH Giáo dục đại học KHKT Khoa học - kỹ thuật TLGK Tài liệu giáo khoa TNSP Thực nghiệm sư phạm THPT Trung học phổ thông PTDH Phương tiện dạy học SGK Sách giáo khoa SP Sư phạm VL Vật lí MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng, khách thể nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Khách thể nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa lý luận thực tiễn đề tài Những đóng góp đề tài 10 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan chương trình PISA 1.1.1 Giới thiệu chung PISA 1.2.3 Các lĩnh vực mức độ đánh giá lực theo PISA 13 1.2.4 Đặc điểm câu hỏi lĩnh vực khoa học PISA 17 1.2.5 Năng lực cần hình thành học sinh dạy học vật lí trường PT theo tiếp cận PISA 19 1.3.1 Quan điểm định hướng tổ chức dạy học vật lí trường phổ thơng theo tiếp cận PISA 21 1.4 Thực trạng việc sử dụng tập vật lý theo hướng tiếp cận PiSa dạy học vật lý trường THPT 27 1.4.1 Mục đích điều tra 27 1.4.2 Nội dung điều tra 27 1.4.3 Đối tượng điều tra 28 1.4.4 Phương pháp điều tra 28 1.4.5 Kết điều tra 28 1.5 Kết luận chương 30 CHƯƠNG TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO TIẾP CẬN PISA, PHẦN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM - VẬT LÍ 10 31 2.1 Phân tích nội dung, Chuẩn kiến thức, kĩ xây dựng chủ đề dạy học phần Động học chất điểm vật lí 10 ban 31 2.1.2 Xây dựng chủ đề phần Động học chất điểm 34 2.2 Xây dựng tình theo hướng tiếp cận PI SA 37 2.2.1 Xây dựng khung lực chung 37 2.2.1 Mục tiêu dạy học phần Động học chất điểm 40 2.2.3 Xây dựng ngữ cảnh để tổ chức tình dạy học phần Động học chất điểm- vật lí 10 44 2.2.2 Tổ chức dạy học chủ đề cụ thể 47 2.2.2.1 Tổ chức dạy học chủ đề vị trí vật chuyển động 47 2.2.2.2 Tổ chức dạy học chủ đề - So sánh chuyển động vật 54 2.2.2.4 Tổ chức dạy học chủ đề chuyển động có tính quy luật 64 2.3 Kết luận chương 75 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 76 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 76 3.2 Đối tượng phương thức thực nghiệm sư phạm 77 3.4 Phân tích, đánh giá kết thực nghiệm 79 3.4.1 Phân tích định tính kết thực nghiệm 79 3.3.2 Phân tích kiểm tra 82 3.5 Hiệu tiến trình dạy học việc phát triển hứng thú, tích cực, tự lực giải vấn đề học tập học sinh 86 3.6 Kết luận chương 88 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC GIÁO ÁN DẠY THỰC NGHIỆM ………………………………… 97 PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆMError! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Khung đánh giá lực khoa học PISA 12 Bảng 1.2 Các cấp độ Năng lực Khoa học 12 Bảng 1.3 Sáu mức độ đánh giá lực Khoa học PISA 2012 16 Bảng 2.1 Chuẩn kiến thức, kĩ chương trình vật lí 10 (cơ bản) phần Động học chất điểm 31 Bảng 2.2 Mục tiêu dạy học phần Động lực học chất điểm 40 Bảng 2.3 Các ngữ cảnh tạo tình có vấn đề phần Động học 47 Bảng 4.1 Bảng thống kê điểm số 82 Bảng 4.2 Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống 83 Bảng 4.3 Các tham số thống kê 83 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Sơ đồ 1.1 Sơ đồ tiến trình dạy học giải vấn đề 24 Sơ đồ 2.1 Cấu trúc nội dung chương động học chất điểm theo chủ đề 36 Sơ đồ 2.2 Sơ đồ tiến trình dạy học chủ đề 50 Sơ đồ 2.2 Sơ đồ tiến trình dạy học chủ đề – TH2.1 57 Sơ đồ 2.3 Sơ đồ tiến trình dạy học tình 2.2 61 Sơ đồ 2.4 Sơ đồ tiến trình dạy học tình 3.1 66 Sơ đồ 2.5 Sơ đồ tiến trình dạy học tình 3.2 69 Hình 4.1 Đồ thị đường cong tần suất luỹ tích 83 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Vật lí có nhiều ứng dụng thực tiễn nên việc dạy học vật lí có vai trị quan trọng việc phát triển lực tư duy, khả giải vấn đề cho học sinh Phần lớn tình vấn đề mà người gặp phải sống hàng ngày yêu cầu cần phải có số hiểu biết khoa học công nghệ trước hiểu rõ giải chúng Những vấn đề liên quan tới khoa học công nghệ đối diện với người cấp cá nhân, cộng đồng, quốc gia chí tồn cầu Một khía cạnh quan trọng việc học sinh giải câu hỏi khoa học gặp trường học Việc học sinh giải với tình đa dạng có liên quan đến khoa học công nghệ sống tương lai? Trả lời câu hỏi thiết lập sở cho việc tổ chức cho học sinh xây dựng kiến thức, giá trị khả hơm em có liên quan tới nhu cầu em tương lai Nghị TW2 khoá VIII khẳng định phải " Đổi phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học, bảo đảm điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh" Định hướng pháp chế hoá Luật giáo dục: " Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh" Chương trình đánh giá học sinh quốc tế (The Programme for International Student Assessment) - PISA xây dựng điều phối tổ chức hợp tác phát triển kinh tế (OECD) vào cuối thập niên 90 Và giáo viên đưa hướng giả + DÙng quy tắc định vận tốc dòng hải lưu  v gió hình bình hành xác định Ví dụ: thời gian bóng từ đầu véc tơ vận tốc tàu cá  v HL tới đầu tàu 10 giấy  vtàu - Gọi 1-2 nhóm trình bày kết hoạt động nhóm - Giáo viên nhận xét, Cùng học sinh + Áp dụng cơng thức cộng véctơ để tính độ lớn vận tốc dòng hải lưu    Ta có : vtàu  v gió  v HL bàn bạc thống giải pháp Vtàu2= vgió2 + 2.vgió.vHL cos 450 + VHL2 - Từ tình trên, đưa công thức cộng vận tốc  Vận tốc dịng hải lưu * Cơng thức cộng vận tốc    v13  v12  v 23 99 Hoat động: Thể chế kiến thức ( phút) Hoạt động giáo viên Điều khiển hoạt động Hoạt động học sinh Trình bày bảng - Yêu cầu HS nêu Tính chất tương đối chuyển động cơng thức tính chất tương đối cộng vận tốc chuyển đông - Yêu cầu HS lên - Chuyển động vật có tính chất tương đối: Quỹ bảng viết công thức cộng vận tốc tổng đạo chuyển động vận tốc chuyển động vật quát hệ quy chiếu khác khác    - Công thức cộng vận tốc v13  v12  v23 100 - Lắng nghe giáo viên giảng - Phát biểu ý kiến xây dựng Giải tập vận dụng (7 phút) Hoạt động giáo viên Cá Hướng dẫn hoạt động Hoạt động học sinh Trình bày bảng c bước Vậ n dụng - Phát phiếu học tập cho Câu hỏi pisa: Du học sinh - Yêu cầu học sinh lịch Suối Yến – Chùa - Làm việc cá nhân, giải tập làm việc cá nhân để Hương giáo viên cho giải tập Câu hỏi 1: Hướng dẫn: + Đọc tóm tắt nội dung ngữ cảnh - Đọc tóm tắt + Thuyền ngược yêu cầu ngữ cảnh dịng tập cho - Phân tích u cầu Vthuyền=15km/h tập tập + Phân tích u cầu tốn đưa Câu hỏi Vnước= 5km/h Tính vận Gọi thuyền 1, Nước 2, bờ tốc thuyền với bờ? V13 vận tốc tuyệt đối thuyền so với bờ V12 vận tốc tương đối thuyền so 101 dòng nước; V23 vận tốc nước so với bờ Câu hỏi 2: - Thuyền xi dịng Ap dụng cơng thức cộng vận tốc ta có: - Vthuyền=15km/h    v13  v12  v 23 Vnước= 5km/h Độ lớn: v13= v122+ 2.v12.v23 cos  + v232 Tính vận tốc thuyền với bờ? thời Với  góc tạo v12 v23 Vì  = 180  v13= v12  v 23 gian để thuyền đến bờ biết khoảng cách 15km Câu hỏi 2:    v13  v12  v 23  =0 nên v13= v12+v23 =20km/h  t= S/v = 15/20=0,75h =45 phút Hoạt động nhà (3 phút) - Giáo viên phát phiếu học tập cho học sinh (xem phụ lục) - Dặn dò học sinh nhà làm tập chuẩn bị nhiệm vụ, tình học tập cho tiết sau 102 PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA THỰC NGHIỆM ĐỀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG MƠN VẬT LÍ 10 Chương I Động học chất điểm Thời gian: 45 phút Họ tên: …………………………………………….Lớp:………… Phần I Trắc nghiệm khách quan (Tổng:5điểm - 0,5 đ cho câu trả lời đúng) Câu I Phát biểu sau không đúng? A Trái đất coi chất điểm chuyển động xung quanh Mặt trời B Trái bóng coi chất điểm lăn từ đầu đến cuối sân C Ơ tơ coi chất điểm chuyển động từ Hà Nội đến Hải Phòng D Mặt trăng không coi chất điểm chuyển động xung quanh Trái Đất Câu I.2 Phương trình chuyển động chất điểm chuyển động thẳng có dạng: x=10- 2t (x tính km, t tính giờ), mơ tả chuyển động chất điểm sau: A B C D Xuất phát từ gốc tọa độ, vận tốc 2km/h Xuất phát từ điểm có tọa độ 10km, vận tốc 2m/s Xuất phát từ gốc tọa độ, vận tốc -2km/h Xuất phát từ điểm có tọa độ 10km, vận tốc -2km/h Câu I.3 Hai ô tô xuất phát từ điểm, chuyển động chiều với tốc độ 20km/h 30km/h Xe thứ xuất phát trước xe thứ hai nửa Phương trình chuyển động hai xe là: A x1= 10+20t; x2=30t B x1=20t ; x2=15+ 30t C x1= 10 + 20t ; x2=30 (t - 0,5) D x1=20t ; x2=30(t+0,5) Câu I.4 Trong chuyển động thẳng chậm dần đều, phát biểu sau đúng? A Véc tơ gia tốc chiều với vec tơ vận tốc B Vec tơ gia tốc chiều chuyển động C Vectơ gia tốc ngược chiều chuyển động 103 D Gia tốc âm Câu I.5 Một chất điểm chuyển động thẳng nhanh dần với vận tốc đầu không Trong giây thứ vật 36m Gia tốc chuyển động vật là: A 4m/s2 B 8m/s2 C 9m/s2 D 7,2 m/s2 Câu I.6 Thả đá từ độ cao h xuống đất hết thời gian 1s Nếu thả hịn đá từ độ cao 2h thời gian rơi hết là: A 2s B 2,5 s C 1,5 s D s Câu I.7 Phát biểu sau sai? Trong chuyển động tròn vectơ gia tốc hướng tâm A B C D Có phương, chiều độ lớn khơng đổi Có phương ln thay đổi, độ lớn khơng đổi Ln có chiều hướng vào tâm quỹ đạo trịn Có điểm đặt vật Câu I.8 hai xe tô chuyển động đường thảng ngược chiều Vận tốc xe v1 v2 Vận tốc xe xe là: A v1- v2 B v2-v1 C v1+v2 D không xác định Câu I.9 Mặt trăng quay vòng quanh trái đát hết 27 ngày đêm Xác định tốc độ góc Mặt trăng A 2,7 rad/s B 2,7 10-6 rad/s C 5,4 rad/s D 5,4.10- rad/s Câu I.10 Một máy bay có tốc độ 1000 km/h Để bay đến thành phố Hồ Chí Minh hết Biết khoảng cách hai thành phố 104 2000Km A 1h Câu I.1 B 2h I.2 I.3 C 10h I.4 I.5 I.6 D 20h I.7 I.8 I.9 I.10 Đáp án Phần II Tự luận (5 điểm) Câu II.1 (2 điểm) Lúc h sáng ô tô xuất phát từ Hà Nội Tuyên Quang (xe A) với vận tốc 60km/h Cùng lúc ô tô khác xuất phát từ Tuyên Quang Hà Nội (xe B) với vận tốc 50km/h Biết Hà Nội Tuyên Quang cách 220km a Lấy Hà Nội – Tuyên Quang làm trục tọa độ, Hà Nội làm gốc tọa độ, chiều dương từ Hà Nội đến Tuyên Quang, gốc thời gian lúc 6h Hãy lập phương trình chuyển động xe b Xác định vị trí thời gian gặp hai xe CâuII (1,5 đ) Một vật rơi tự do, 4s cuối vật rơi 320m Tính: a Thời gian rơi b Vận tốc cuối Lấy g=10m/s2 Câu II.3 (1,5 đ) Hai bến sông A B cách 70km Khi xi dịng từ A đến B, ca nô đến sớm 48 phút sơ với ngược dịng từ B A Vận tốc canơ nước yên lặng V1=30km/h Tính vận tốc V2 dòng nước 105 ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG MƠN VẬT LÍ 10 Phần I Trắc nghiệm (0,5điểm cho câu trả lời đúng) I Câu I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7 I.8 I.9 I.10 Đáp D D C C B D A C B B án II Phần tự luận C Gợi ý giải Điểm Chú ý âu Câu -Đưa phương trình chuyển động II.1 tổng quát x= x0+ v(t-t0) (tổng - Từ hệ quy chiếu đầu bào cho, xác 2điểm) định giá trị x0, v, t0 cho xe cụ thể 0.25đ 0,25đ + Xe A : x0A=0; vA=60km/h; t0A=0  phương trình chuyển động xe 0,25đ A: x1= 60t (km) 0,25đ + xe B: x0B=AB=220km; vB=-v2=- 50km/h 0,25đ t0B=0  phương trình chuyển động xe 106 B: x2= 220-50t (km) 0,25đ b Vị trí thời điểm hai xe gặp - Nếu học - Khi hai xe gặp x1=x2 sinh 60t= 220 -50t 0,25đ Giải phương trình ta nghiệm: giải cách vẽ đồ thị tìm t= 2h kết Vậy hai xe gặp sau 2h xuất phát tức lúc 8h cho + Vị trí gặp nhau: điểm tuyệt 0,25đ đối Thay t=2h vào phương trình x1 x2 ta tìm x= 120km Vậy hai xe gặp vị trí Hà Nội 120km phía Tuyên Quang Câu II.2 - Chọn hệ quy chiếu 0,25đ + chiều dương từ xuống + gốc tọa độ chỗ bắt đàu rơi + Gốc thời gian lúc bắt đầu rơi - Quãng đường vật rơi h= gt ; 0,25 107 0,25 h= g t  42 0.25 - Theo ra: h-h’=320 0,5đ Giải phương trình ta t=10s b vận tốc cuối vc=g.t= 100m/s Câu II.3 - Vận tốc ca nơ xi dịng: 0,25 v=v1+v2=30+v2 km/h - Thời gian ca nơ xi dịng: t 0.25 AB 70  v 30  v - Vận tốc ca nô ngược dòng v '  v1  v  30  v 0.25 - Thời gian ca nơ ngược dịng là: t'  AB 70 >t  ' 30  v v 0.25 Theo : t’- t= 48 phút = 0,8 Giải phương trình bậc hai ta nghiệm 0.5 v2= 5km/h 108 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Giáo viên đưa tình học tập để nhóm thảo luận Các nhóm thảo luận đề giải tình mà giáo viên vừa đưa 109 Các nhóm thảo luận giải tình GV đưa 110 Thảo luận nhóm Và hăng say trình bày sản phẩm nhóm 111 112 113 ... CHƯƠNG TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO TIẾP CẬN PISA, PHẦN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM - VẬT LÍ 10 31 2.1 Phân tích nội dung, Chuẩn kiến thức, kĩ xây dựng chủ đề dạy học phần Động học chất điểm vật lí 10. .. tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học Vật lí trường THPT theo tiếp cận PISA, Phần Động học chất điểm, Vật lí 10 Đối tượng, khách thể nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học. .. THPT, phần Động học chất điểm theo tiếp cận PISA Giả thuyết khoa học Nếu dựa quan điểm dạy học dựa lực theo tiếp cận PISA để tổ chức dạy học vật lí trường trung học phổ thơng phát triển lực khoa học