Vận dụng phương pháp dạy học khám phá trong dạy học một số kiến thức chương động lực học chất điểm vật lí 10

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC MAI VĂN TIẾN VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC KHÁM PHÁ TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LÝ Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 60 14 01 11 Hà nội - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC MAI VĂN TIẾN VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC KHÁM PHÁ TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM VẬT LÝ Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học môn Vật lý Mã số: 60 14 01 11 Cán hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Biên HÀ NỘI – 2014 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn tơi nhận giúp đỡ tận tình từ nhiều phía, tơi xin cảm ơn người giúp đỡ suốt q trình tơi hồn thành luận văn Trước hết xin cảm ơn TS Nguyễn Văn Biên, người tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Cảm ơn trường Đại học giáo dục, khoa sau đại học thầy cô khoa tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn Cảm ơn ban giám hiệu trường THPT Thạch Thành 3, nơi công tác tạo điều kiện để thực nghiệm trình làm luận văn Cảm ơn gia đình, đồng nghiệp bạn bè giúp đỡ q trình tơi hồn thành luận văn i DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT GV: Giáo viên HS: Học sinh PP: Phương pháp DHKP: Dạy học khám phá TN: Thực nghiệm ĐC: Đối chứng PPDHKP: Phương pháp dạy học khám phá THPT: Trung học phổ thông NLST: Năng lực sáng tạo PPDH: Phương pháp dạy học NVKP: Nhiệm vụ khám phá THCS: Trung học sở THPT: Trung học phổ thông ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các mức độ dạy học khám phá 10 Bảng 1.2: Bảng thống kê kết khảo sát thực trạng dạy học khám phá dạy học vật lý .28 Bảng 1.3: Mẫu giáo án tổ chức dạy học theo PPDHKP 41 Bảng 2.1: Các thơng số đo tính tích lực sáng cực 65 Bảng 2.2: Bảng thông số đo tạo 66 Bảng 2.3: Thống kê điểm kiểm tra .67 Bảng 2.4: Thống kê % học sinh đạt điểm xi trở xuống 68 Bảng 2.5: Các tham số thống kê 68 Bảng 2.6: Bảng nhận xét tổng thể .69 Bảng 3.1: Tiêu chí đánh giá đối chứng 71 Bảng 3.2: Bảng thống kê điểm Newton” 81 iii kiểm tra “Định luật II Bảng 3.3: Bảng thống kê điểm kiểm tra “Lực đàn kê điểm kiểm tra “Lực ma hồi” 81 Bảng 3.4: Bảng thống sát” 82 Bảng 3.5: Bảng đánh giá tính tích cực học sinh “Định luật II Newton” 82 Bảng 3.6: Bảng đánh giá tính tích cực học sinh “Lực đàn hồi” 83 Bảng 3.7: Bảng đánh giá tính tích cực học sinh “Lực ma sát” .84 Bảng 3.8: Bảng đánh giá lực sáng tạo học sinh “Định luật II Newton” .85 Bảng 3.9: Bảng đánh giá lực sáng tạo học sinh “Lực đàn hồi” .86 Bảng 3.10: Bảng đánh giá lực sáng tạo học sinh “Lực ma sát” .88 Bảng 3.11: Bảng tần suất luỹ tích hội tụ lùi “Định luật II Newton” 89 Bảng 3.12: Bảng tần suất luỹ tích hội tụ lùi “Lực đàn hồi” 90 Bảng 3.13: Bảng tần suất luỹ tích hội tụ lùi bài “Lực ma sát” .90 Bảng 3.14: Bảng tham số Newton” .91 iv thống kê “Định luật II Bảng 3.15: Bảng tham số thống kê “Lực đàn tham số thống kê “Lực ma hồi” 91 Bảng 3.16: Bảng sát” 91 Bảng 3.17: Bảng đánh giá DHKP 93 v chung phương pháp DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Sơ đồ 1.1: Chu trình sáng tạo khoa học học khám V.G.Razumopxki .23 Sơ đồ 1.2: Các bước xây dựng tiến trình dạy phá .…34 Sơ đồ 2.1: Sơ đồ kiến thức điểm” …45 vi chương “Động lực học chất MỤC LỤC Lời cảm ơn……………………………………………………………………… i Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt .ii Danh mục bảng…………………………………………………………… iii Danh mục biểu đồ………………………………………………………… v Mục lục………………………………………………………………………….vi MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài .1 1.1 Tính cấp thiết 1.2 Ý nghĩa lý luận 1.3 Ý nghĩa thực tiễn 2 Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Khách thể đối tượng nghiên cứu .3 Vấn đề nghiên .3 vii cứu Giả thuyết khoa học Giới hạn phạm vi nghiên cứu .3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 8.1 Ý nghía lý luận đề đề tài 8.2 Ý nghĩa thực tiễn tài Phương pháp nghiên cứu 9.1 Nhóm Phương pháp nghiên cứu lý luận 9.2 Phương pháp nghiên cứu thực lý thông tiễn 9.3 Nhóm giải pháp xử tin .5 10 Cấu trúc luận văn .5 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA PHƯƠNG PHÁP “DẠY HỌC KHÁM PHÁ” 1.1 Cơ sở luận viii lý Câu 6: Theo em, học theo phương pháp giúp em rèn luyện kĩ nào? a Kĩ thực hành b Kĩ xây dựng giả thuyết c Không học kĩ Cảm ơn em! 105 Phụ lục 3: BẢNGGHI SỐ LIỆU VÀ XỬ LÍ KẾT QUẢ KHẢO SÁT VỀ ĐỊNH LUẬT II NEWTON (Khoảng thời gian hai lần chấm liên tiếp   0,02 ( s ) Bảng A: (Kết thí nghiệm phụ thuộc gia tốc hệ vật vào lựctác dụng vào hệ vật khối lượng hệ vật không đổi) Lực Số liệu đo Lần Độ tăng đo quãng đường s Số liệu xử lí(có phép tính ) Gia tốc a F1 = s11  s12  s13  a13 = F2= s21  a21 = (=P2+ s 22  a22 = P0) s23  Tỉ số Gia tốc 2 a12 = s a11 = (=P2) Gia tốc trung bình a23 = a1  Lực a1  a2 F1  F2 a11  a12  a13  a2   106 a21  a22  a23 Bảng B: (Kết thí nghiện phụ thuộc gia tốc hệ vật vào khối lượng hệ vật lực tác dụng vào hệ vật không đổi) Khối lượng Số liệu đo Lần Độ tăng đo qng đường Số liệu xử lí(có phép tính ) Gia tốc a Gia tốc trung bình s Tỉ số Gia tốc 2 Khối lượng s hệ M1 = s11  a11 = m0 + m1 s12  a12 = s13  a13 = M1 = s21  a21 = m1 + m2 s 22  a22 = s23  a23 = + m2 a1  a11  a12  a13  a2  a21  a22  a23 a1  a2 M1  M2  Bảng C: (Sự phụ thuộc đồng thời gia tốc vật vào khối lượng vật lực tác dụng vào vật) Lần đo Lực Khối lượng Độ tăng quãng đường s F1 =P2 F2 =P2+P0 a F s 2 k s11  a11 = k11 = s12  a12 = k12 = M2 = s21  a21 = k21 = m0+m1+m2 s 22  a22 = k22 = m2 M1 = m1+ Hệ số Gia tốc 107 M a Phụ lục 4: BẢNG GHISỐ LIỆU VÀ XỬ LÍ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VỀ ĐỊNH LUẬT HÚC Bảng A: Kết thí nghiệm khảo sát mối liên hệ lực đàn hồi độ biến dạng lò xo (chiều dài tự nhiên lò xo (  m ) Lực đàn hồi Chiều dài lò xo (Fđh=P)  (m ) Độ biến dạng      Tỉ số Fđh l ( m) Fđh1 = 1    Fđh1  l1 Fđh2 = 2    Fđh   l2 Fđh3 = 3    Fđh  l3 108 Phụ lục 5: BẢNG GHISỐ LIỆU VÀ XỬ LÍ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VỀ LỰC MA SÁT Bảng khảo sát phụ thuộc lực ma sát vào áp lực lên mặt tiếp xúc Lần đo Tổng áp lực N Lực ma sát trượt 109 Tỉ số Fms  N Phụ lục : ĐỀ KIỂM TRA Bài kiểm tra 1: ( Về định luật II Newton) A Phần trắc nghiệm (5 điểm, câu 0,5 điểm) Câu 1: Lực F tác dụng lên vật vật thu gia tốc a , hỏi lực 2F tác dụng lên vật vật thu gia tốc bao nhiêu? A a B 2a C a D F a Câu 2: Lực F tác dụng vào vật có khối lượng m vật thu gia tốc a, lực tác dụng vào vật có khối lương m’= m vật thu gia tốc bao nhiêu? A a B a C a D 3F 2m Câu 3:Lực F =4N tác dụng vào vật có khối lượng m vật thu gia tốc a = 10(cm/s2) , khối lượng m vật bao nhiêu? A 0,4 kg B kg C 40kg D 400kg Câu 4:Lực F =4N tác dụng vào vật có khối lượng m vật thu gia tốc a = 10(cm/s2) , khối lượng m vật bao nhiêu? A 0,4 kg B kg C 40kg D 400kg Câu 5:Một vật có khối lượng 2kg chuyển động thẳng nhanh dần từ trạng thái nghỉ Vật 200cm thời gian 2s Độ lớn hợp lực tác dụng vào : A 2N B 1N C 4N 110 D 100N Câu 6:Quả bóng khối lượng 500g bay với vận tốc 72km/h đến đập vng góc vào tường bật trở theo phương cũ với vận tốc 54km/h Thời gian va chạm 0,05s Tính lực tường tác dụng lên bóng? A 700N B 550N C 450N D 350N Câu 7: Tăng lực lên lần tăng khối lượng vật lên lần gia tốc vật sẽ: A.Tăng lên lần B Giảm lần C Tăng 4/3 lần D Giảm 3/4 lần Câu 8:Một hợp lực 2N tác dụng vào vật có khối lượng 2kg lúc đầu đứng yên, khoảng thời gian 2s Đoạn đường mà vật khoảng thời gian : A 8m B 2m C 1m D 4m Câu 9:Một ô tô khối lượng chuyển động với tốc độ 72km/h hãm phanh, thêm 500m dừng lại Chọn chiều dương chiều chuyển động Lực hãm tác dụng lên xe là: A.800 N B - 800 N Câu 10: Hai lực F1=1N F2 = C 400 N D - 400 N N tác dụng vào vật có khối lượng 4kg Biết F1  F2 Hỏi kết luận sau gia tốc vật? A Gia tốc vật hướng với lực F1 có độ lớn 0,25 (m/s2) B Gia tốc vật hướng với lực F2 có độ lớn ( m/s2) C Gia tốc vật có độ lớn 0,5 (m/s2) tạo với F1 góc 600 D Gia tốc vật có độ lớn 0,5 (m/s2) tạo với F2 góc 600 B Bài tập tự luận (5 điểm): 111 Tác dụng lực kéo FK = 10N vào hệ M =4 kg m = kg đứng n hình vẽ.biết m khơng trượt M, bỏ qua ma sat M mặt phẳng đỡ a Tính gia tốc M? b Sau (s) vật mét? c Sau 2(s) nhấc nhẹ vật m khỏi M Hỏi 2(s) M mét? 112 Bài kiểm tra số 2: (Về lực đàn hồi): A Phần trắc nghiệm (5 điểm, câu 0,5 điểm) Câu 1: Nén lò xo nhẹ dọc theo trục nó, lực đàn hồi lò xo sẽ: A Hướng dọc theo trục phần lò xo B Hướng dọc theo trục xa phần lị xo C Hướng vng góc với lị xo D Hướng dọc theo trục xa phần lị xo có độ lớn lực nén Câu 2:Điều sau sai nói đặc điểm lực đàn hồi ? A.Lực đàn hồi xuất vật có tính đàn hồi bị biến dạng B Khi độ biến dạng vật lớn lực đàn hồi lớn, giá trị lực đàn hồi khơng có giới hạn C.Lực đàn hồi có độ lớn tỉ lệ với độ biến dạng vật biến dạng D Lực đàn hồi ngược hướng với biến dạng Câu 3: Kéo lò xo lực F dọc theo trục lị xo lị xo bị gián 0,3 cm, nén lị xo lực 3F dọc trục lị xo bị biến dạng nén? A 0,1 cm B 0,3 cm C 0,9 cm D.1,8 cm Câu 4:Lực F =4N kéo dọc trục lò xo làm lò xo giãn cm.Hỏi lị xo có độ cứng bao nhiêu? A 10N/m B 1N/cm C 100N/cm D 400N/m Câu 5:Lực F =4N tác dụng vào vật có khối lượng m vật thu gia tốc a = 10(cm/s2) , khối lượng m vật bao nhiêu? B 0,4 kg B kg C 40kg D 400kg Câu 6:Treo vật m có trọng lượng 20N vào lị xo lị xo bị giãn cm, móc thêm vật m’ có trọng lượng 10N vào m lò xo giãn bao nhiêu? A 3cm B 1cm C cm 113 D 4cm Câu 7:Hai lò xo lị xo dãn 6cm treo vật có khối lượng 3kg lị xo dãn 2cm treo vật có khối lượng 1kg So sánh độ cứng hai lò xo? A K1  K2 B K1  K2 C K1 3 K2 D K1  K2 Câu 8: Kéo lò xo lực có độ lớn 5N lị xo bị giãn đoạn  , tăng lực kéo thêm lượng F lị xo giãn 1,5 Hỏi trường hợp này, lực đàn hồi tăng thêm bao nhiêu? A.7,5 N 2,5N B 1,5N C D 5N Câu 9:Người ta treo hai vật có trọng lượng vào lị xo nhẹ theo hai cách hình bên so sánh độ biến dạng   : A  =  B  =2  C  =0,5  Câu 10:Trường hợp sau không xuất lực đàn hồi? A Dây chằng hàng bị kéo giãn C Đất nặn bị nén B.Quả bóng bị nén D Thước kẻ nhựa bị uốn cong B Bài tập tự luận (5 điểm): Câu (2đ): Biết toa đồn tầu nối với lị xo, Toa cuối đồn tầu đững n tăng tốc, sau 10s đạt vận tốc 1m/s Biết toa có khối lượng 20 tấn, lực cản 1000N, Biết độ cứng lò xo 6.107 N/m Tính độ giãn lị xo 114 Câu (2đ): Treo vật có trọng lượng N vào lị xo có độ cứng 1N/cm mặt phẳng không ma sát nghiêng 300 so với phương ngang Tính độ biến dạng lị xo? Câu (1đ): Có thể dùng lị xo chế tạo thiết bị đo khối lượng vật không? Nếu nêu nguyên lí đo này? 115 Bài kiểm tra số 3: (Về lực ma sát): A Phần trắc nghiệm (5 điểm, câu 0,5 điểm) Câu 1: Kết luận sau sai? A Lực ma sát cản trở chuyển động B Lực ma sát tỉ lệ với áp lực lên mặt tiếp xúc C Lực ma sát phụ thuộc vào tính chất bề mặt tiếp xúc D Lực ma sát phụ thuộc vào diện tích bề mặt tiếp xúc Câu 2:Chọn câu sai : A Lực ma sát trượt xuất có trượt tương đối hai vật rắn B Hướng lực ma sát trượt tiếp tuyến với mặt tiếp xúc ngược chiều chuyển động tương đối C Viên gạch nằm yên mặt phẳng nghiêng chịu tác dụng lực ma sát nghỉ D Lực ma sát lăn tỉ lệ với lực nén vng góc với mặt tiếp xúc hệ số ma sát lăn hệ số ma sát trượt Câu 3:Điều xảy hệ số ma sát mặt tiếp xúc áp lực lên mặt tiếp xúc tăng lên ? A tăng lên B giảm C khơng đổi D Có trường hợp tăng, có trường hợp giảm Câu 4:Một vật có vận tốc đầu có độ lớn 10m/s trượt mặt phẳng ngang Hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng 0,10 Hỏi vật quãng đường dừng lại?Lấy g = 10m/s2 A.20m B 50m C 100m 116 D 500m Câu 5:Một người tác dụng lực 30N song song với mặt phẳng nghiêng, đẩy vật có trọng lượng 90N trượt lên mặt phẳng nghiêng với vận tốc không đổi Lực ma sát tác dụng lên vật có độ lớn: A nhỏ 30N B 30N C 90N D.120N Câu 6:Vật có trọng lượng P đặt mặt phẳng nghiêng góc α so với phương ngang Áp lực lên mặt phẳng có giá trị sau đây? A P B P.sinα C P.cosα D P.tanα Câu 7:Một vật trượt có ma sát mặt tiếp xúc nằm ngang Nếu vận tốc vật tăng lần độ lớn lực ma sát trượt vật mặt tiếp xúc sẽ: A.Tăng lần B tăng lần C giảm lần D không đổi Câu 8: người ta đẩy thùng có khối lượng 50kg theo phương ngang lực 150N Hệ số ma sát thùng mặt sàn 0,35 Lấy g=10m/s2 Hỏi thùng có chuyển động khơng? Lực ma sát tác dụng lên thùng bao nhiêu? A thùng chuyển động Lực ma sát tác dụng vào thùng 175N B thùng chuyển động Lực ma sát tác dụng vào thùng 170N C thùng không chuyển động Lực ma sát nghỉ tác dụng vào thùng 150N D thùng không chuyển động Lực ma sát nghỉ tác dụng vào thùng 175N Câu 9: Cách làm sau không làm tăng lực ma sát A Làm mặt tiếp xúc nhẵn B Tăng lực nén lên lặt tiếp xúc C Lắp bi vào ổ trục xe D Tạo vết khứa lốp xe Câu 10:Vật thả trượt mặt phẳng nghiêng góc α so với phương ngang Hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng nghiêng là: A µ=sin α B µ=cos α C µ=tan α 117 D µ=cotan α B Bài tập tự luận (5 điểm): Câu 1(2đ):Một tơ có khối lượng chuyển động với vận tốc 15m/s tắt máy Biết hệ số ma sát bánh xe mặt đường 0,6 Lấy g = 9,8m/s2.Tính thời gian quãng đường ô tô thêm dừng lại Câu (3đ): Kéo vật có khối lượng 2kg lực F=10N hình vẽ, cho g= 10m/s2 hệ số ma sát vật mặt phẳng µ= 0,1 a Tính áp lực lên mặt tiếp xúc? b Tính quãng đường vật sau (s)? c Sau (s) lực kéo tác dụng Hỏi vật thêm mét dừng lại 118 Phụ lục MỘT SỐ ẢNH THỰC NGHIỆM 119 ... sở lí luận phương pháp dạy học khám phá 8.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Xây dựng tiến trình dạy học theo phương pháp dạy học khám phá số kiến thức chương ? ?Động lực học chất điểm? ?? chương trình vật. .. dựng kiến thức khoa học 1.2.2 Dạy học khám phá chương ? ?Động lực học chất điểm? ?? 1.2.2.1 Vai trò giáo viên 31 Một điểm khác biệt bật phương pháp dạy học tìm tịi, khám phá với phương pháp dạy học. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC MAI VĂN TIẾN VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC KHÁM PHÁ TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 LUẬN VĂN THẠC