Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh khi giảng dạy chương 1. Động lực học vật rắn vật lí 12 nâng cao theo phương pháp giải quyết vấn đề.

92 558 0
Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh khi giảng dạy chương 1. Động lực học vật rắn vật lí 12 nâng cao theo phương pháp giải quyết vấn đề.

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƯ PHẠM BỘ MÔN VẬT LÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: SP Vật lí PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH KHI GIẢNG DẠY CHƯƠNG 1. ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN VẬT LÍ 12 NÂNG CAO THEO PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ. Giảng viên hướng dẫn: ThS - GVC Trần Quốc Tuấn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Ngọc Trân MSSV: 1100266 Lớp: SP Vật lí Khóa: 36 Cần Thơ, tháng 05 năm 2014 Luận văn tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân LỜI CẢM ƠN Chân thành cảm ơn! Ba, mẹ đã hết lòng nuôi dạy con khôn lớn. Đặc biệt Ths-GVC Trần Quốc Tuấn đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ, quý thầy cô khoa Sư phạm đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt những năm học vừa qua. Tập thể lớp Sư phạm Vật lí K36 đã nhiệt tình hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Do vốn kiến thức còn hạn chế dù cố gắng nhưng vẫn không tránh khỏi sai sót. Rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn chỉnh hơn. Cuối lời, xin kính chúc thầy cô và các bạn dồi dào sức khỏe và công tác tốt. Cần Thơ, ngày 00 tháng 00 năm 2014 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Ngọc Trân Luận văn tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ....................................................................................................................................... ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ .............................................................................................................................../. Cần Thơ ngày........tháng …....năm 2014. Ký tên ThS - GVC Trần Quốc Tuấn Luận văn tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 5 1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................................... 5 2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................................... 5 3. Giả thuyết khoa học ...................................................................................................... 5 4. Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài .......................................................................................... 6 5. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu ..................................................................... 6 6. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................... 6 7. Các giai đoạn thực hiện đề tài ...................................................................................... 6 8. Các chữ viết tắt trong đề tài .......................................................................................... 7 Chương 1. ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ THPT........................ 8 1.1. Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục THPT ...................................................... 8 1.1.1. Mục tiêu mới của giáo dục nước ta ........................................................................ 8 1.1.2. Đổi mới phương pháp dạy học ............................................................................... 8 1.2. Phương hướng chiến lược đổi mới phương pháp dạy học ........................................ 9 1.2.1. Khắc phục cách dạy học truyền thống .................................................................... 9 1.2.2. Đảm bảo thời gian tự học, tự nghiên cứu của học sinh ........................................ 10 1.2.3. Rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo cho người học............................................ 10 1.2.4. Áp dụng các phương pháp tiên tiến, các phương tiện dạy học hiện đại vào qui trình dạy học góp phần phát triển tối ưu nhân cách học sinh ...................................... 11 1.3. Mục tiêu của chương trình Vật lí THPT.................................................................. 12 1.3.1. Đạt được một hệ thống kiến thức vật lí phổ thông cơ bản, phù hợp với những quan điểm hiện đại ....................................................................................................... 12 1.3.2. Rèn luyện và phát triển các kỹ năng ..................................................................... 12 1.3.3. Hình thành và rèn luyện các thái độ, tình cảm ..................................................... 12 1.4. Những định hướng đổi mới PPDH VL ở lớp 12 theo chương trình THPT mới ..... 12 1.4.1. Giảm đến tối thiểu việc giảng giải, minh họa của giáo viên, tăng cường việc tổ chức cho học sinh tự lực, tham gia vào giải quyết các vấn đề học tập ............... 12 1.4.2. Áp dụng rộng rãi kiểu dạy học nêu và giải quyết vấn đề ..................................... 13 1.4.3. Rèn luyện cho học sinh phương pháp nhận thức đặc thù của vật lí ..................... 14 Luận văn tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 1.4.4. Tận dụng những phương tiện dạy học mới, trang thiết bị thí nghiệm mới. Phát huy sáng tạo của giáo viên trong việc làm và sử dụng đồ dùng dạy học ................... 15 1.4.5. Tănng cường áp dụng phương pháp day học nhóm hay hợp tác .......................... 15 1.5. Đổi mới việc thiết kế bài học................................................................................... 16 1.5.1. Các yêu cấu đối với việc soạn giáo án ................................................................ 16 1.5.2. Quy trình soạn giáo án .......................................................................................... 16 1.5.3. Một số hoạt động học tập phổ biến trong một tiết dạy học ................................. 17 1.5.4. Cấu trúc của giáo án soạn theo các hoạt động học tập ....................................... 19 1.6. Đổi mới việc kiểm tra đánh giá ............................................................................... 19 1.6.1. Quan điểm cơ bản về đánh giá ............................................................................. 19 1.6.2. Quy trình thiết kế đề kiểm tra đánh giá ................................................................ 20 1.6.3. Các hình thức kiểm tra ......................................................................................... 20 1.6.4. Đổi mới kiểm tra đánh giá ................................................................................... 20 1.6.5. Xác định các mức độ nhận thức trong đề kiểm tra .............................................. 21 Chương 2. PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 2.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 24 2.2. Tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học ............................................................ 24 2.3. Đặc điểm của quá trình học sinh giải quyết vấn đề trong học tập ........................... 24 2.3.1. Về động cơ, hứng thú, nhu cầu ............................................................................. 25 2.3.2. Về năng lực giải quyết vấn đề .............................................................................. 25 2.3.3. Về thời gian giành cho việc giải quyết vấn đề ..................................................... 25 2.3.4. Về điều kiện phương tiện làm việc ....................................................................... 25 2.4. Tổ chức tình huống học tập ..................................................................................... 26 2.4.1. Những đặc điểm của tình huống học tập trong kiểu dạy học giải quyết vấn đề .. 26 2.4.2. Các kiểu tình huống học tập ................................................................................. 26 2.4.3. Tổ chức tình huống học tập .................................................................................. 29 2.5. Các giai đoạn của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ...................................... 30 2.5.1. Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu ................................................................... 30 2.5.2. Giải quyết vấn đề .................................................................................................. 30 2.5.3. Kiểm tra, vận dụng kết quả................................................................................... 30 2.6. Các kiểu hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề ...................................................... 31 Luận văn tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 2.6.1. Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp đã biết .................................. 31 2.6.2. Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần ................................................................. 34 2.6.3. Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát................................................................... 36 2.7. Ví dụ về bài học theo kiểu giải quyết vấn đề .......................................................... 37 Chương 3. BỒI DƯỠNG VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ .................................................................... 40 3.1. Tầm quan trọng của việc bồi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí ................................................................................................. 40 3.2. Khái niệm năng lực ................................................................................................. 40 3.3. Sự hình thành và phát triển năng lực ....................................................................... 40 3.3.1 Yếu tố sinh học ...................................................................................................... 41 3.3.2 Yếu tố hoạt động chủ thể ....................................................................................... 41 3.3.3 Yếu tố môi trường xã hội ...................................................................................... 41 3.3.4 Vai trò của giáo dục trong việc hình thành năng lực ............................................. 42 3.4. Khái niệm năng lực sáng tạo ................................................................................... 43 3.5. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo ...................................... 44 3.5.1. Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới ....... 44 3.5.2. Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết ......................................... 44 3.5.3. Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán ................................................... 47 3.5.4 Giải các bài tập sáng tạo ........................................................................................ 48 Chương 4. THIẾT KẾ MỘT SỐ BÀI TRONG CHƯƠNG 1. ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN ............................................................................................ 50 4.1. Đại cương chương 1. Động lực học vật rắn, vật lí 12 nâng cao .............................. 50 4.1.1. Kiến thức, kĩ năng ................................................................................................ 50 4.1.2. Sơ đồ cấu trúc nội dung ....................................................................................... 50 4.2. Thiết kế giáo án một số bài trong chương ............................................................... 51 4.2.1. Bài 1: Chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định .................................... 51 4.2.2. Bài 2: Phương trình động lực học của vật rắn quanh trục cố định. ...................... 59 4.2.3. Bài 3: Momen động lượng. Định luật bảo toàn momen động lượng ................... 66 4.2.4. Bài 4: Động năng của vật rắn quanh một trục cố định ......................................... 71 4.2.5. Bài 5: Bài tập về động lực học vật rắn ................................................................. 76 Luận văn tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Chương 5. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................... 81 5.1. Mục đích thực nghiệm ...................................................................................................... 81 5.2. Nội dung thực nghiệm ............................................................................................. 81 5.3. Đối tượng thực nghiệm ............................................................................................ 81 5.4. Kế hoạch giảng dạy ................................................................................................. 82 5.5. Tiến trình thực hiện ................................................................................................. 82 5.6. Kết quả thực nghiệm................................................................................................ 82 5.6.1. Đề kiểm tra ........................................................................................................... 82 5.6.2. Nhận xét và đánh giá ..................................................................................................... 87 NHẬN XÉT, KẾT LUẬN ........................................................................................................ 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................ 89 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân MỞ ĐẦU  1. Lí do chọn đề tài: Xuất phát từ những nhiệm vụ cơ bản của dạy học vật lí ở trường phổ thông, dạy học không những dạy kiến thức mà còn chú trọng đến PPDH để phát triển trí thông minh, sáng tạo vận dụng để giải quyết vấn đề mới. Đất nước ta đang bước vào thời kì mở cửa hội nhập, do yêu cầu của sự phát triển kinh tế xã hội đối với việc đào tạo nguồn nhân lực trong giai đoạn mới đòi hỏi những con người mới với đầy đủ tri thức, kỹ năng, năng động sáng tạo và nhạy bén. Khoa học giáo dục trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng đang coi trọng những nghiên cứu đổi mới dạy học ở trường phổ thông theo hướng đảm bảo được sự phát triển NLST của học sinh Từ tình hình thực tế trên, vấn đề đặt ra đối với các trường học là cần không ngừng đổi mới về nội dung, phương pháp dạy học. Hội nghị ban chỉ huy Trung ương Đảng khóa XIII lần thứ hai đã nhấn mạnh: “ Đổi mới phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy, sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến, và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh…”[5, tr50]. Việc giảng dạy vật lí ở THPT thì không thể chỉ hạn chế ở việc truyền thụ kiến thức một chiều mà điều quan trọng hơn là phải tạo ra cho HS một tiềm lực để HS có thể phát triển xa hơn. Để đáp ứng yêu cầu trên, là GV tương lai cần xem trọng việc nghiên cứu hệ thống PPDH, đặc biệt là tìm hiểu sâu về PPGQVĐ. Là GV tương lai, tôi nhận thấy bồi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo cho HS là một vấn đề hết sức thiết thực và mang nhiều hấp dẫn đối với người giáo viên, là hành trang cần thiết để bước vào sự nghiệp giảng dạy sau này. Đây chính là động lực đã thúc đẩy tôi chọn đề tài: “Phát triển năng lực sáng tạo của học sinh khi giảng dạy chương 1 Động lực học vật rắn, Vật lý 12 NC theo tinh thần áp dụng phương pháp giải quyết vấn đề”. 2. Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu việc áp dụng phương pháp giải quyết vấn đề, bồi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo cho HS khi giảng dạy chương 1 Động lực học vật rắn, Vật lý 12 NC. Vận dụng vào soạn giảng một số bài trong chương I Động lực học vật rắn Vật lí 12NC và thực nghiệm sư phạm. 3. Giả thuyết khoa học. Nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học VL ở trường THPT và xây dựng quy trình hoạt động dạy học nhằm tích cực hoá hoạt động HT phát triển năng lực sáng tạo cho HS. Vận dụng lý luận dạy học hiện đại có thể để nghiên cứu vấn đề: phát triển năng lực sáng tạo của HS, bằng PPGQVĐ khi giảng dạy chương 1 Động lực học vật rắn, Vật lí 12NC. Thông qua đó sẽ làm sáng tỏ hơn PPGQVĐ trong việc bồi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh. 1 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài:  Nghiên cứu cơ sở lí luận về đổi mới phương pháp dạy học Vật lí ở trường THPT.  Nghiên cứu đề tài: bồi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo cho HS bằng PPGQVĐ khi giảng dạy chương 1 Động lực học vật rắn VL 12 NC.  Nghiên cứu áp dụng PP GQVĐ trong dạy học Vật lí  Nghiên cứu áp dụng soạn giáo án một số bài trong chương 1 Động lực học vật rắn, Vật lí 12 NC theo hướng nghiên cứu đề tài: - Bài 1 Chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định. - Bài 2 Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố định. - Bài 3 Momen động lượng. Định luật bảo toàn momen động lượng. - Bài 4 Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định. - Bài 5 Bài tập về động lực học vật rắn.  Tiến hành giảng dạy thực nghiệm, kết hợp các dụng cụ phương triện dạy học, rút ra những kinh nghiệm phục vụ giảng dạy. 5. Phương pháp nghiên cứu và phương tiện nghiên cứu:  Phương pháp nghiên cứu:  Nghiên cứu lý luận: Dựa vào những tài liệu đã có để xem xét vấn đề.  Quan sát sư phạm: Quan sát có mục đích.  Tổng kết kinh nghiệm của thầy cô, bạn bè.  Thực nghiệm sư phạm.  Phương tiện nghiên cứu:  Sử dụng sách giáo khoa, sách giáo viên, sách tham khảo, các tài liệu BDGV...  Các dụng cụ thí nghiệm có sẵn hoặc chế tạo, bảng vẽ, hình ảnh.  Sử dụng máy tính để nghiên cứu, giảng dạy thực nghiệm, trình bày đề tài. 6. Đối tượng nghiên cứu: Các hoạt động dạy và học môn Vật Lí của GV và HS theo định hướng bồi dưỡng và phát triển cho HS năng lực sáng tạo, bằng PPGQVĐ khi giảng dạy chương 1. Động lực học vật rắn VL 12NC. 7. Các giai đoạn thực hiện đề tài:  Giai đoạn 1: Tìm hiểu đề tài, trao đổi với thầy hướng dẫn, nhận đề tài nghiên cứu.  Giai đoạn 2: Lập đề cương chi tiết.  Giai đoạn 3: Hoàn thành cơ sở lý luận của đề tài.  Giai đoạn 4: Nghiên cứu nội dung, phương pháp dạy chương 1. Động lực học vật rắn, Vật lý 12 NC. Thiết kế một số bài học cụ thể.  Giai đoạn 5: Thực nghiệm sư phạm.  Giai đoạn 6: Hoàn chỉnh đề tài, chuẩn bị báo cáo bằng Powerpoint.  Giai đoạn 7: Bảo vệ luận văn tốt nghiệp. 2 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn 8. Các chữ viết tắt trong đề tài:  Học tập vật lý: Phương pháp: PP  Giáo viên: GV  Sinh viên: SV  Nhiệm vụ: NV  Dạy học vật lý: DHVL  Trường phổ thông: TPT  Giảng dạy vật lý: GDVL  Công nghiệp hóa: CNH  Giải quyết vấn đề: GQVĐ  Giáo viên vật lý: GVVL  Tự giác: TG  Tích cực: TC  Chủ động: CĐ  Sáng Tạo: ST  Kĩ năng: KN               3 SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Kiến thức: KT HTVL Thực nghiệm sư phạm: TNSP Hoạt động dạy học: HĐDH Học sinh: HS Lý luận dạy học: LLDH Trung học phổ thông: THPT Học Tập: HT Thực nghiệm: TN Mục đích: MĐ Vấn đề: VĐ Sách giáo khoa vật lý: SGKVL Quá trình dạy học: QTDH Thiết bị thí nghiệm: TBT Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Chương 1 ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT 1.1. Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục THPT. 1.1.1. Mục tiêu mới của giáo dục nước ta. Nước ta đang bước vào thời kì công nghiệp hóa, hội nhập với cộng đồng thế giới trong nền kinh tế cạnh tranh quyết liệt. Tình hình đó đòi hỏi phải đổi mới mục tiêu giáo dục, nhằm đào tạo ra những con người có phẩm chất mới. Nền giáo dục không chỉ dừng lại ở chỗ trang bị cho HS những kiến thức công nghệ mà nhân loại đã tích lũy được mà còn phải bồi dưỡng cho họ tính năng động cá nhân phải có tư duy sáng tạo và năng lực thực hành giỏi. Nghị quyết hội nghị ban chấp hành TW Đảng Cộng sản Việt Nam, khóa VIII đã chỉ rõ: “nhiệm vụ cơ bản của giáo dục là nhằm xây dụng con người và thế hệ thiết tha gắn bó với lí tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, có ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ Tổ quốc công nghiệp hóa, hiện đại hóa; giữ gìn và phát huy các giá trị văn hóa dân tộc, có năng lực tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loại, phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực của cá nhân làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, có phong cách công nghiệp, có tính tổ chức kỉ luật, có sức khỏe, là những người kế thừa và xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên như lời căn dặn Bác Hồ”. [6, tr 49]. Theo xu hướng trên, đòi hỏi mục tiêu GD phổ thông cũng phải đổi mới để đào tạo con người có đủ kiến thức, kỹ năng cho đất nước. Để đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng GD, đảm bảo thực hiện mục tiêu chung của GD là “ đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện” thì ta cần rèn luyện cho thế hệ trẻ tư duy phê phán và khả năng sáng tạo: năng lực tổng hợp, chuyển đổi và ứng dụng thông tin vào hoàn cảnh mới để giải quyết các vấn đề đặt ra năng lực quản lý v.v… .Đây là các điểm mới của mục tiêu GD đã được tác giả chương trình SGK phân tích kỹ lưỡng và triển khai vào mục tiêu, nhiệm vụ và nội dung từng môn học. 1.1.2. Đổi mới phương pháp dạy học. Cùng với xu thế phát triển chung của thế giới. Nền giáo dục nước ta đang chuyển dần từ trang bị cho HS kiến thức sang bồi dưỡng cho họ năng lực mà trước hết là năng lực sáng tạo. Cần phải xây dựng một hệ thống PPDH mới có khả năng thực hiện mục tiêu mới trên. Nghị quyết TW2, khóa VIII của Đảng Cộng Sản Việt Nam ghi rõ: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều và rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước ứng dụng các phương pháp tiên tiến, phương pháp hiện đại vào quá trình dạy, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, 4 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân tự nghiên cứu của HS, nhất là sinh viên đại học, phát triển mạnh mẽ phong trào tự học, tự đào tạo”. [6, tr 50]. Cốt lõi của đổi mới PPDH là hướng tới hoạt động học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động. Vì vậy, cần thay đổi lối dạy học truyền thụ một chiều sang dạy học theo “phương pháp dạy học tích cực” (PPDHTC) nhằm giúp HS phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh. Làm cho “Học” là quá trình kiến tạo (học sinh tìm tòi, khám phá, phát hiện, luyện tập, khai thác và xử lý thông tin, tự hình thành hiểu biết, năng lực và phẩm chất). Muốn vậy, giáo viên cần phải được bồi dưỡng, phải kiên trì cách dạy theo phương pháp dạy học tích cực, tổ chức các hoạt động nhận thức từ đơn giản đến phức tạp, từ thấp đến cao, hình thành thói quen cho học sinh. Trong đổi mới phương pháp phải có sự hợp tác của thầy và trò, sự phối hợp hoạt động dạy với hoạt động học thì mới có kết quả cao. 1.2. Phương hướng chiến lược đổi mới PPDH. 1.2.1. Khắc phục lối truyền thụ một chiều. Truyền thụ một chiều là một kiểu dạy học đã tồn tại lâu năm trong nền giáo dục của chúng ta. Nét đặc trưng của nó là: “GV độc thoại, giảng giải minh họa, làm mẫu, kiểm tra, đánh giá; còn HS thì thụ động ngồi nghe, ngồi nhìn, cố mà ghi nhớ và nhắc lại”. Nói cách khác, GV là nhân vật trung tâm của quá trình dạy học, GV quyết định tất cả, từ xác định mục đích học, nội dung học, con đường đi đến kiến thức kỹ năng, đánh giá kết quả học tập. Theo cách dạy đó GV trình bày, giảng giải các kiến thức cần truyền thụ cho HS một cách rõ ràng, chính xác đầy đủ, dễ hiểu, biểu diễn các thí nghiệm một cách thành công, đúng như đã nói trong lí thuyết hay đúng những mong muốn cần đạt được. GV chỉ quan tâm đến việc dạy học của mình sao cho hoàn mĩ, còn HS có hiểu được, làm được, phát biểu được hay không là trách nhiệm của HS. Cách dạy đó rõ ràng là dồn HS vào thế thụ động, không có cơ hội để suy nghĩ, phát triển ý thức, thực hiện những suy nghĩ mới mẻ của mình, còn GV thì trở thành nhân vật đầy quyền uy khiến HS phải sợ hãi và cha mẹ HS phải kính nể. Như vậy khắc phục lối truyền thụ một chiều là một hoạt động có tính cách mạng nhằm chống lại thói quen đã có từ lâu, chống lại đặc quyền của GV. Những GV tâm huyết với nghề hết lòng yêu thương trẻ em thì sẵn lòng hi sinh đặc quyền của mình, tự cải tạo mình, tự nguyện thu hẹp quyền uy của mình, dành cho học sinh vị trí chủ động trong học tập. Nhưng không ít GV còn bảo thủ không bỏ được thói quen và đặc quyền trên, không thích ứng được với đòi hỏi mới. Đối với chúng ta cũng cần phải đổi mới PPDH. Tư tưởng chỉ đạo bao trùm nhất là tổ chức cho HS tham gia tích cực vào các hoạt động học tập đa dạng theo hướng tìm tòi nghiên cứu phù hợp với PPTN. Ở THPT cần phải tiếp tục phát triển tư duy đó để hình thành cho HS những kỹ năng hoạt động học tập vững chắc, tạo một sự chuyển biến về chất trong phương pháp học tập của HS. Bất kì ở đâu và nơi nào sự sáng tạo chỉ có thể nảy sinh trong khi giải quyết vấn đề. Bởi vậy, tổ chức, lôi cuốn HS tham gia tích cực vào 5 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân việc giải quyết vấn đề học tập là biện pháp cơ bản để bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho HS. Để thực hiện PPDH mới hướng vào việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, tự lực của HS thì ngoài vai trò hướng dẫn, tổ chức của GV, cần phải có phương tiện làm việc phù hợp với HS. Đối với vật lí học thì đặc biệt quan trọng là tài liệu giáo khoa và thiết bị thí nghiệm. SGK và thiết bị thí nghiệm phải đổi mới để tạo điều kiện cho việc thực hiện mục tiêu của dạy học. 1.2.2. Đảm bảo thời gian tự học, tự nghiên cứu của HS. Tự học là hoạt động tất yếu trong quá trình lĩnh hội kiến thức của người học, mà thông qua đó người học đúc kết được những kết quả sâu sắc và bền vững. Bất cứ một việc học tập nào đều phải thông qua tự học của người học thì mới có thể có kết quả sâu sắc và bền vững. Hơn nữa trong cuộc đổi mới của con người ở thời đại hiện nay, những điều học được trong nhà trường chỉ rất ít và là những kiến thức cơ bản rất chung chung, chưa đi sâu vào một lĩnh vực cụ thể nào trong đời sống và sản xuất. Sau này ra đời còn phải tự học thêm nhiều mới có thể làm việc được, mới theo kịp được sự phát triển rất nhanh của khoa học kĩ thuật hiện đại. Bởi vậy, ngay trên ghế nhà trường HS đã phải được rèn luyện khả năng tự học, tự lực hoạt động nhận thức. Vấn đề này trước đây chưa được chú ý đúng mức, HS đã quen học tập thụ động, dựa vào sự giảng giải tỉ mỉ, kĩ lưỡng của GV, ít chịu tự lực tìm tòi nghiên cứu. Do đó kỹ năng tự học đã yếu lại càng yếu thêm, cần phải nhanh chóng khắc phục tình trạng này ngay từ những lớp dưới chứ không phải chỉ áp dụng cho những HS ở các lớp trên. Ngành giáo dục mở cuộc vận động rộng rãi nhưng đến nay vẫn chưa khắc phục được như nghị quyết TW2 đề ra. Tóm lại ta cần:  Rèn luyện cho HS khả năng tự học và hình thành thói quen tự học.  Phát phiếu học tập cho HS.  Tập cho HS phương pháp đọc sách.  Tập cho HS làm quen với các phương pháp nhận thức khoa học.  Tăng cường giáo dục theo nhóm, hợp tác,… 1.2.3. Rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Muốn rèn luyện được nếp sống tư duy sáng tạo của người học thì điều kiện quan trọng nhất là phải tổ chức, hướng dẫn, tạo điều kiện cho học sinh tích cực, tự lực tham gia vào quá trình tái tạo cho mình kiến thức mà nhân loại đã có, tham gia giải quyết các vấn đề học tập, qua đó mà phát triển năng lực tự sáng tạo. HS học bằng cách làm, tự làm, làm một cách chủ động say mê hứng thú, chứ không phải bị ép buộc. Vai trò của GV không còn là giảng dạy, minh họa nữa mà chủ yếu là tổ chức, hướng dẫn, tạo điều kiện cho HS hoạt động, thực hiện thành công các hoạt động đa dạng mà kết quả là giành được kiến thức và phát triển được năng lực. 6 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân PPDH tích cực này còn mới mẻ ở nước ta có rất nhiều điều còn phải nghiên cứu, bàn bạc, thử nghiệm trong thực tế. Nhưng rõ ràng là cách học này đem lại cho HS niềm vui sướng, hào hứng, nó phù hợp với đặc tính ưa hoạt động của đa số trẻ em. Việc học đối với các em trở thành niềm hạnh phúc, giúp các em tự khẳng định được mình và nuôi dưỡng lòng khát khao, sáng tạo. Bởi thế việc dạy học tích cực này được đa số HS hưởng ứng nhiệt liệt. Muốn vậy GV cần:  Tổ chức, hướng dẫn HS tham gia giải quyết các vấn đề, tình huống HT…  Tổ chức cho HS tham gia vào quá trình tái tạo kiến thức.  Áp dụng rộng rãi các PP nhận thức đặc thù của VL như phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình, phương pháp giải quyết vấn đề,… vào trong quá trình dạy học. 1.2.4. Áp dụng các phương pháp tiên tiến, các phương tiện dạy học hiện đại vào quá trình dạy học. Nền giáo dục của hầu hết các nước tiên tiến trên toàn thế giới trong nữa cuối thế kỷ XX đều rất quan tâm đến vấn đề phất triển năng lực sáng tạo ở HS. Nhiều lí thuyết về sự phát triển đã ra đời (trong đó nổi bật là “lí thuyết thích nghi” của J.Piaget và “lí thuyết về vùng phát triển gần” của Vưgốtxki), nhiều PPDH mới đã được thử nghiệm và đã đạt được những kết quả khả quan. Nhờ sự phát triển của khoa học kĩ thuật mà quá trình DH hiện nay đã sử dụng phương tiện hiện đại ngày càng phổ biến hơn:  Phim chiếu để giảng bài với đèn chiếu Overhead.  Phần mềm hổ trợ giảng bài, minh họa trên lớp với Projetor.  CNTT, đánh giá bằng trắc nghiệm trên máy tính.  Sử dụng Internet, thiết bị đa phương tiện (multimedia), networking để DH. Tăng cường sử dụng phương tiện DH, thiết bị DH, coi đó là phương tiện để nhận thức; việc sử dụng phương tiện DH tạo điều kiện cho quá trình nhận thức của HS trên tất cả các bình diện khác nhau. Một số phương pháp dạy học tích cực:  Dạy học vấn đáp đàm thoại  Dạy và học phát hiện và giải quyết vấn đề  Dạy và học hợp tác trong nhóm nhỏ  E-learning  Dạy học với hình thức tổ chức hội thảo  Dạy học với hình thức tổ chức thực hiện dự án 7 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 1.3. Mục tiêu của chương trình vật lí THPT. 1.3.1. Đạt được một hệ thống kiến thức VL phổ thông cơ bản, phù hợp với những quan điểm hiện đại. - Các khái niệm về sự vật, hiện tượng, quá trình vật lí thường gặp trong đời sống sản xuất. - Các đại lượng, các định luật và nguyên lý cơ bản. - Những nội dung chính của một số thuyết vật lý quan trọng nhất. - Những ứng dụng phổ biến của vật lý trong đời sống và sản xuất. - Các phương pháp chung của nhận thức khoa học và những phương pháp đặc thù của vật lý, trước hết là phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình. 1.3.2. Rèn luyện và phát triễn các kỹ năng.  Quan sát các hiện tượng và các quá trình vật lí trong tự nhiên, trong đời sống hằng ngày hoặc trong các thí nghiệm, điều tra, sưu tầm, tra cứu tài liệu từ các nguồn khác nhau để thu thập các thông tin cần thiết cho việc học tập VL.  Sử dụng các dụng cụ đo phổ biến và các thiết bị tương đối hiện đại của VL, kĩ năng lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm VL.  Phân tích, tổng hợp và xử lí các thông tin thu được để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán về các mối quan hệ hay về bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình vật lí, cũng như đề ra phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra.  Vận dụng KT để mô tả, giải thích các hiện tượng và quá trình VL, giải các bài tập vật lí.  Phát hiện và GQVĐ VL ở mức độ PT trong khoa học, đời sống và sản xuất.  Sử dụng các thuật ngữ VL, các biểu bảng, đồ thị để trình bày rõ ràng, chính xác những hiểu biết, cũng như những kết quả thu được qua thu thập và xử lí thông tin. 1.3.3. Hình thành và rèn luyện các thái độ, tình cảm. Có hứng thú học vật lý, yêu thích tìm tòi khoa học; trân trọng đối với những đóng góp vật lý học cho sự tiến bộ xã hội và đối với công lao của các nhà khoa học. Có thái độ khách quan trung thực, tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác trong việc học tập VL, cũng như áp dụng các hiểu biết đã đạt được. Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lý vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập cũng như để bảo vệ và giữ gìn môi trường sống tự nhiên. 1.4. Những định hướng đổi mới PPDH vật lí ở lớp 12 theo CTTHPT mới. 1.4.1. Giảm đến tối thiểu việc giảng dạy minh họa của GV, tăng cường việc tổ chức cho HS tự lực, tham gia vào giải quyết các vấn đề học tập. Một thói quen tồn tại đã lâu đời trong nền giáo dục ở nước ta là GV luôn chú ý giảng giải tỉ mỉ, kĩ lưỡng, đầy đủ cho HS ngay cả khi những điều GV nói đã viết đầy đủ trong sách giáo khoa, thậm chí GV nhắc lại y nguyên rồi viết lại giống hệt trên bảng. Có nhiều điều HS đọc hay làm theo SGK cũng có thể hiểu được nhưng GV vẫn giảng. Cách giảng 8 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân đó thể hiện một sự thiếu tin tưởng ở HS và nguy hiểm hơn nữa là không cho HS có cơ hội để suy nghĩ, càng không có điều kiện để HS đề xuất những ý kiến cá nhân khác với SGK hay khác với ý kiến của GV. Lúc đầu HS chưa quen với phương pháp học mới nên vẫn theo cách cũ, chờ GV giảng giải, tóm tắt, đọc cho chép. Nhưng sau một thời gian tự lực làm việc, họ tự tin hơn, đọc nhanh hơn, hiểu nhanh hơn và nhất là hiểu kĩ, nhớ lâu. Điều quan trọng hơn là khi quen với cách học mới, HS sẽ tự tin và hào hứng. GV cần biết chờ đợi, kiên quyết yêu cầu học sinh tự học ở lớp và ở nhà. GV chỉ giảng giải khi học sinh tự đọc không thể hiểu được kiên quyết không làm thay HS điều gì mà họ có thể tự làm được trên lớp hay ở nhà. Muốn cho HS hoạt động tự lực thành công thì GV cần phải biết phân chia vấn đề học tập phức tạp thành những bộ phận đơn giản, vừa sức, nếu HS cố gắng một chút là có thể hoàn thành được. Trong quá trình GQVĐ học tập, có rất nhiều việc phải làm như phát hiện vấn đề, thu thập thông tin, xử lí thông tin, phát biểu kết luận khái quát, vận dụng vào thực tế… Trong mọi bài học GV đều có thể tìm ra một hai chỗ trong bài HS có thể tự lực hoạt động với khoảng thời gian 10 đến 20 phút. 1.4.2. Áp dụng rộng rãi kiểu dạy học nêu và giải quyết vấn đề. Kiểu dạy học nêu và GQVĐ (dạy học nêu vấn đề) là kiểu dạy học trong đó dạy cho HS thói quen tìm tòi GQVĐ theo cách của các nhà khoa học, GV vừa tạo cho HS nhu cầu, hứng thú trong HT; vừa rèn luyện cho họ khả năng sáng tạo. Tư duy chỉ bắt đầu khi trong óc nảy sinh vấn đề, nghĩa là người học nhận thức được sự mâu thuẫn giữa nhiệm vụ cần giải quyết và trình độ, khả năng, kiến thức đã có của mình không đủ để giải quyết. Đối với HS không những phải nhận thấy mâu thuẫn đó mà còn cần tạo ra cho họ hứng thú lao động sáng tạo. Cần phải triệt để khắc phục tình trạng GV bắt đầu bài học trong khi HS còn chưa biết mình sẽ phải giải quyết vấn đề gì trong bài học và chỗ vướng mắc của mình trong giải quyết vấn đề đó. Có rất nhiều cách tạo ra tình huống có vấn đề. Cách phổ biến nhất là đưa ra một hiện tượng, một sự kiện một câu hỏi mà lúc đầu HS tưởng mình đã biết cách trả lời. Nhưng khi phân tích kĩ mới thấy những kiến thức đã có của mình không đủ giải thích hiện tượng hay trả lời câu hỏi. Động cơ hoạt động xuất phát từ chỗ muốn hoàn thiện, phát triển kiến thức kỹ năng của mình bền vững và mạnh mẽ hơn cả. Chú trọng rèn luyện cho HS phương pháp giải quyết vấn đề Phương pháp tìm tòi nghiên cứu giải quyết vấn đề một cách sáng tạo thường theo quy trình chung như sau:  Phát hiện, xác định vấn đề, nêu câu hỏi.  Nêu câu trả lời dự đoán (mô hình, giả thuyết) có tính chất lí thuyết, tổng quát.  Từ dự đoán suy ra hệ quả lôgic có thể kiểm tra trong thực tế. 9 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân  Tổ chức thí nghiệm kiểm tra xem hệ quả đó có phù hợp với thực tế không. Nếu phù hợp thì điều dự đoán là đúng. Nếu không phù hợp thì dự đoán là sai, phải xây dựng dự đoán mới.  Phát biểu kết luận Muốn thực hiện được các khâu của phương pháp này, HS phải thực hiện việc thu thập thông tin, xử lí thông tin, khái quát kết quả tìm tòi nghiên cứu. Trong quá trình này có hai lĩnh vực luôn luôn kết hợp với nhau: Hiện tượng thực tế cụ thể quan sát được và những kết luận trừu tượng phản ánh thực tế đó. Sự kết hợp đó được thực hiện qua các suy luận lôgic như: Phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa v.v… Đối với vật lí học thì quan sát thấy gì thì mới chỉ là một nửa, chỉ mới là nhận biết những dấu hiệu bên ngoài và điều này không quá khó khăn. Điều khó khăn và quan trọng hơn là thực hiện các phép suy luận để rút ra kết quả khái quát, phổ biến chung cho mọi hiện tượng. Điều thứ hai này GV rất khó nắm bắt. Cần phải tập cho HS phát biểu ý kiến của họ thành lời mới biết được họ có hiểu hay không. Bởi vậy, cần kiên trì tạo điều kiện cho HS phát biểu, tranh luận. 1.4.3. Rèn luyện cho HS các phương pháp nhận thức đặc thù của vật lí. Một trong những nét đặc trưng của tư duy khoa học là phải biết phương pháp hành động rồi mới hành động, chứ không hành động mò mẫm, ngẫu nhiên. Với mục đích bồi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học VL, ngoài việc cung cấp kiến thức GV cần phải rèn luyện cho HS các phương pháp nhận thức đặc thù của vật lý nhằm tập cho HS khả năng có thể tự nhận thức được con đường dẫn tới KT. Về phương pháp thực nghiệm: GV có thể làm hoặc hướng dẫn HS làm thí nghiệm để thu thập thông tin hoặc củng cố bảng số liệu kết quả thí nghiệm. Còn sau đó việc xử lí thông tin rút ra kết quả nên dành cho HS làm. Về phương pháp mô hình : Nhờ phương pháp mô hình mà người ta có thể biểu diễn bản chất của hiện tượng ngay cả khi không quan sát được đối tượng phản ánh. Ngoài mô hình hình ảnh, còn phổ biến mô hình toán học. Về phương pháp tương tự: Phương pháp tương tự là phương pháp nhận thức khoa học, trong đó sử dụng sự tương tự và phép suy luận tương tự để rút ra tri thức mới về đối tượng khảo sát. Phương pháp tương tự gồm các giai đoạn cơ bản sau:  Tập hợp các dấu hiệu của đối tượng cần nghiên cứu và những dấu hiệu của đối tượng đã biết định đem đối chiếu.  Tiến hành phân tích tìm những dấu hiệu giống nhau và khác nhau giữa chúng. Kiểm tra xem các dấu hiệu giống nhau có phải là dấu hiệu bản chất của đối tượng đã biết.  Chuyển dấu hiệu khác biệt của đối tượng đã biết cho đối tượng nghiên cứu bằng suy luận tương tự. 10 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân  Kiểm tra tính đúng đắn của các kết luận thu được (hoặc các hệ quả của chúng) bằng thực nghiệm ở chính đối tượng nghiên cứu. 1.4.4. Tận dụng những phương tiện dạy học mới, trang thiết bị thí nghiệm mới, phát huy tính sáng tạo của GV trong việc làm, sử dụng đồ dùng dạy học.  Vai trò, vị trí của phương tiện, thiết bị dạy học.  Góp phần quan trọng đổi mới phương pháp dạy học, hướng vào hoạt động tích cực, chủ động, sáng tạo của HS.  Sử dụng PTDH, TBDH không chỉ là phương tiện của việc dạy mà còn là phương tiện của việc học; không chỉ minh họa mà còn là nguồn tri thức là một cách chứng minh bằng quy nạp.  Sử dụng đồ dùng DH, thiết bị thực hành giúp HS tự tiến hành các bài thực hành, thí nghiệm. Những thiết bị DH có thể được GV, HS tự làm góp phần làm phong phú thêm thiết bị DH của nhà trường.  Đảm bảo tính đồng bộ, hệ thống và có chất lượng cao của PTDH, TBDH tạo điều kiện đẩy mạnh hoạt động của HS trên cơ sở tự giác, tự khám phá kiến thức thông qua hoạt động thực hành, làm thí nghiệm.  Trong quá trình biên soạn chương trình SGK, SGV, các tác giả đã chú ý lựa chọn danh mục thiết bị DH và chuẩn bị phương tiện DH, thiết bị DH theo một số yêu cầu để có thể phát huy vai trò của thiết bị DH.  Yêu cầu sử dụng phương tiện, thiết bị DH.  Cần sử dụng PT, thiết bị DH khi sự vật hiện tượng không thể mô tả được: quá lớn, quá nhỏ, khó tìm trên thực tế, không thể biểu diễn được quá trình biến đổi (phản ứng hóa học, hoạt động của các động cơ…).  Tăng cường sử dụng PTDH, TBDH, phải coi đó là phương tiện để nhận thức, không chỉ thuần túy là minh họa. Đây là nguồn thông tin cực kì quan trọng giúp HS có hứng thú tìm tòi, phát hiện kiến thức mới. Coi trọng quan sát, phân tích, nhận xét, dẫn đến hình thành khái niệm.  Tận dụng PTDH, TBDH đã có, chỉnh sửa, cải tiến cho phù hợp. Phát động phong trào GV, HS tự làm và sưu tập (tranh ảnh, mẫu vật…). 1.4.5. Tăng cường áp dụng PPDH nhóm hay hợp tác. Hình thức tổ chức dạy học là hình thức bên ngoài của PPDH, được thiết lập theo những cấu trúc xác định nhằm thực hiện các nhiệm vụ dạy học. a. Dạy học với hình thức tổ chức hội thảo Hình thức hội thảo là người dạy tổ chức và điều khiển các thành viên trong lớp học trao đổi ý kiến và tư tưởng của mình về nội dung HT, qua đó đạt được mục đích dạy học. Hai hoặc nhiều người trao đổi ý kiến với nhau, ta nói họ đang thảo luận. Thảo luận có thể áp dụng với mọi hoạt động của lớp học đòi hỏi có sự tham gia hợp tác để tìm kiếm giải pháp cho một vấn đề được đặt ra trong bài học. GV là người nêu vấn đề, khích lệ người học thảo luận nhằm đạt mục đích của bài học, do đó hình thức này cần sự tham gia tích cực của tất cả mọi người. 11 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân b. Dạy học với hình thức hợp tác, thảo luận theo nhóm nhỏ Dạy học với hình thức hợp tác giúp các thành viên trong nhóm chia sẻ các băn khoăn, kinh nghiệm của bản thân, cùng nhau xây dựng nhận thức mới. Bằng cách nói ra những điều đang nghĩ, mỗi người có thể nhận rõ trình độ hiểu biết của mình về chủ đề nêu ra, thấy mình cần học hỏi thêm những gì. Bài học trở thành quá trình học hỏi lẫn nhau chứ không phải chỉ là sự tiếp nhận thụ động từ GV. c. E-learning Học tập (Learning) là gì? Là việc xử lí những thông tin mà người học thu được, nó được tạo nên sự thay đổi hoặc làm tăng kiến thức và khả năng, năng lực của người học. E-learning là việc thực hiện các chương trình giáo dục, học tập, đào tạo, bồi dưỡng thông qua các phương tiện điện tử. E-learning liên quan tới việc sử dụng máy tính hoặc các thiết bị điện tử trong một phương diện nào đó nhằm cung cấp tài liệu cho việc giáo dục, học tập, đào tạo, bồi dưỡng. d. Dạy học theo hình thức tổ chức thực hiện dự án Dự án là một dự định, một kế hoạch, trong đó xác định rõ mục tiêu, thời gian, tài chính, điều kiện vật chất, nhân lực và các hoạt động phải thực hiện nhằm đạt mục tiêu đề ra. Dạy học theo dự án là một hình thức tổ chức dạy học, trong đó HS thực hiện một nhiệm vụ học tập phức hợp, gắn với thực tiễn, kết hợp lí thuyết với thực hành, tự lực lập kế hoạch, thực hiện và đánh giá kết quả. Hình thức làm việc chủ yếu là theo nhóm, kết quả dự án là những sản phẩm có thể giới thiệu được như các bài viết, tập tranh ảnh sưu tầm, chương trình hành động cụ thể. 1.5. Đổi mới việc thiết kế bài học. 1.5.1. Các yêu cầu đối với việc soạn giáo án. Trước đây theo cách dạy học truyền thống, khi soạn giáo án người ta thường chú trọng thiết kế các hoạt động của GV. Song theo công cuộc đổi mới GD hiện nay thì dạy học phải lấy HS làm trung tâm, nên việc chuyển trọng tâm từ thiết kế các hoạt động của GV sang thiết kế các hoạt động của HS là yêu cầu nổi bật đối với công việc soạn giáo án của người GV. Khi soạn giáo án, GV phải suy nghĩ trả lời các câu hỏi sau:  Trong bài học HS sẽ lĩnh hội được những KT KN nào? Mức độ đến đâu?  Sự chiếm lĩnh những kiến thức, kĩ năng của HS sẽ diễn ra theo con đường nào?  HS cần huy động những kiến thức, kĩ năng nào đã có?  Những hoạt động đó của học sinh diễn ra dưới hình thức học tập nào?  GV phải chỉ đạo như thế nào để đảm bảo cho HS chiếm lĩnh được những kiến thức, kĩ năng đó một cách chính xác, sâu sắc và đạt được hiệu quả giáo dục? 1.5.2. Quy trình soạn giáo án. - Bước 1: Lượng hóa mục tiêu kiến thức và kỹ năng của bài học. - Bước 2: Chia bài học thành những đơn vị kiến thức. 12 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân - Bước 3: Hoạch định những hoạt động của HS ứng với từng đơn vị kiến thức. - Bước 4: Chọn những hình thức học tập phù hợp với từng đơn vị kiến thức. - Bước 5: Hoạch định các hoạt động hướng dẫn, hỗ trợ HS ứng với từng hoạt động. Dự kiến những tình huống SP có thể xảy ra và cách xử lý. - Bước 6: Xác định thời gian cho mỗi hoạt động. - Bước 7: Chuẩn bị các dụng cụ, thiết bị cần thiết hỗ trợ cho tiết học. 1.5.3. Một số hoạt động học tập phổ biến trong một tiết dạy học. Theo quan điểm mới về việc dạy học, vai trò chính yếu của GV là tổ chức và hướng dẫn các hoạt động học tập của HS. Hoạt động học của HS rất đa dạng, dựa theo cấu trúc khái quát của tiến trình giải quyết các vấn đề có tính KH ta có thể chia thành các hoạt động sau:  Hoạt động kiểm tra kiến thức cũ.  Hoạt động tiếp nhận nhiệm vụ dạy học.  Hoạt động thu thập thông tin.  Hoạt động xử lí thông tin.  Hoạt động truyền đạt thông tin.  Hoạt động củng cố bài học. Sau đây là hình thức trình bày bài học theo mẫu 2:  Hoạt động: Kiểm tra kiến thức cũ Hoạt động của HS - Tái hiện KT trả lời câu hỏi của GV. - Nhận xét câu trả lời của bạn Hoạt động của GV - Đặt vấn đề, nêu câu hỏi. - Gợi ý trả lời, nhận xét đánh giá.  Hoạt động: Tiếp nhận nhiệm vụ học tập Hoạt động của HS - Quan sát, theo dõi GV đặt vấn đề. - Tiếp nhận nhiệm vụ học tập. Hoạt động của GV - Tạo tình huống học tập. - Trao nhiệm vụ học tập.  Hoạt động: Thu thập thông tin Hoạt động của HS - Nghe GV giảng. Nghe bạn phát biểu. - Đọc và tìm hiểu một số vấn đề trong SGK. - Tìm hiểu bảng số liệu. - Quan sát hiện tượng tự nhiên hoặc trong thí nghiệm. - Làm thí nghiệm, lấy số liệu… Hoạt động của GV - Tổ chức hướng dẫn. - Yêu cầu HS hoạt động. - Giới thiệu nội dung, tài liệu cần tìm hiểu. - Giảng sơ lược nếu cần thiết. - Làm thí nghiệm biểu diễn. - Giới thiệu, hướng dẫn cách làm thí nghiệm lấy số liệu. 13 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân  Hoạt động: Xử lí thông tin Hoạt động của HS - Thảo luận theo nhóm hay làm việc cá nhân. - Tìm hiểu các thông tin liên quan. - Lập bảng, vẽ đồ thị… nhận xét về tính qui luật của hiện tượng. - Trả lời các câu hỏi của GV. - Tranh luận với bạn bè trong nhóm hoặc trong lớp… - Rút ra nhận xét hay kết luận từ những thông tin thu được. Hoạt động của GV - Đánh giá nhận xét, kết luận của HS. - Đàm thoại gợi mở, chất vấn HS. - Hướng dẫn HS cách lập bảng, vẽ đồ thị và rút ra nhận xét, kết luận. - Tổ chức trao đổi trong nhóm, lớp. - Tổ chức hợp tác hóa kết luận. - Hợp thức về thời gian.  Hoạt động: Truyền đạt thông tin Hoạt động của HS - Trả lời câu hỏi. - Giải thích các vấn đề. - Trình bày ý kiến, nhận xét, kết luận. - Báo cáo kết quả. Hoạt động của GV - Gợi ý hệ thống câu hỏi, cách trình bày vấn đề. - Gợi ý nhận xét, kết luận bằng lời hoặc bằng hình vẽ. - Hướng dẫn mẫu báo cáo.  Hoạt động: Củng cố bài học Hoạt động của HS - Trả lời câu hỏi trắc nghiệm - Vận dụng vào thực tiễn. - Ghi chép những kết luận cơ bản. - Giải bài tập. Hoạt động của GV - Nêu câu hỏi, tổ chức cho HS làm việc cá nhân hoặc theo nhóm. - Hướng dẫn trả lời. - Ra bài tập vận dụng. - Đánh giá, nhận xét giờ dạy.  Hoạt động: Hướng dẫn học tập ở nhà Hoạt động của HS - Ghi câu hỏi, bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. Hoạt động của GV - Nêu câu hỏi, bài tập về nhà. - Dặn dò, yêu cầu HS chuẩn bị bài sau. 14 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 1.5.4. Cấu trúc của giáo án soạn theo các hoạt động học tập Tên bài:............................................................................ Tiết:............................theo phân phối chương trình A. Mục tiêu (chuẩn kiến thức, kỹ năng và thái độ). 1. Kiến thức. 2. Kỹ năng. 3. Thái độ. B. Chuẩn bị ( thiết bị dạy học, phiếu học tập, các phương tiện dạy học…) 1. GV. 2. HS. 3. Gợi ý ứng dụng công nghệ thông tin và các phương tiện dạy học hiện đại. C. Tổ chức các hoạt động học tập Hoạt động 1 (…phút): Kiểm tra bài cũ (nếu cần). Hoạt động 2 (…phút): Đơn vị, kiến thức kỹ năng 1. Hoạt động 3 (…phút): Đơn vị, kiến thức kỹ năng 2. Hoạt động k (…phút): Đơn vị, kiến thức kỹ năng k. Hoạt động n-1 (…phút): Vận dụng, củng cố. Hoạt động n (…phút): Hướng dẫn về nhà. D. Rút kinh nghiệm Ghi những nhận xét của GV sau khi dạy xong. 1.6. Đổi mới việc kiểm tra, đánh giá. 1.6.1. Quan điểm cơ bản về đánh giá. Đánh giá là công cụ quan trọng, chủ yếu xác định năng lực nhận thức người học, điều chỉnh quá trình dạy và học; là động lực để đổi mới phương pháp dạy học, góp phần cải thiện, nâng cao chất lượng đào tạo con người theo mục tiêu giáo dục. Đánh giá là một quá trình đánh giá từng nội dung, từng bài học, từng hoạt động giáo dục, từng môn học và đánh giá toàn diện theo mục tiêu giáo dục. Đánh giá không chỉ ở thời điểm cuối cùng của mỗi giai đoạn giáo dục mà trong cả quá trình. Đảm bảo phải đánh giá chính xác, khách quan, công bằng, minh bạch; phối hợp hợp lí và hiệu quả các hình thức kiểm tra vấn đáp, tự luận, trắc nghiệm để đạt được các yêu cầu, tiêu chí kiểm tra, đánh giá; khắc phục tình trạng kiểm tra, đánh giá tạo cho HS thói quen học đối phó, học tủ, học lệch, học không “tư duy”. Nội dung đánh giá phải đổi mới theo hướng phát triển mọi năng lực của học sinh theo mục tiêu giáo dục. 15 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Sử dụng phối hợp các hình thức kiểm tra đánh giá khác nhau, kết hợp giữa trắc nghiệm tự luận và trắc nghiệm khách quan. Cần xác định phương thức đánh giá phù hợp với nội dung, kỹ năng cần rèn luyện của bài học và tình hình thực tế. Cần sử dụng linh hoạt các hình thức đánh giá. Tăng cường ứng dụng CNTT vào việc kiểm tra đánh giá góp phần tiết kiệm thời gian đảm bảo chính xác. Quá trình đánh giá được diễn ra theo một trình tự hoạch định trước đảm bảo tính giáo dục, tính khoa học và lôgic về nội dung. 1.6.2. Quy trình thiết kế đề kiểm tra đánh giá.  Xác định mục đích yêu cầu của đề kiểm tra.  Xác định mục tiêu dạy học.  Thiết lập ma trận hai chiều: Một chiều là nội dung cần đánh giá, còn một chiều là các mức độ nhận thức của học sinh. Các bước tiến hành thiết kế ma trận đề kiểm tra : + Xác định số lượng câu hỏi, bài tập sẽ đưa ra trong đề kiểm tra + Xác định số lượng câu hỏi, bài tập của mỗi loại hình đưa vào đề kiểm tra: câu hỏi tự luận, câu hỏi trắc nghiệm khách quan.  Thiết lập ma trận với đầy đủ số liệu, thông tin đã định  Thiết kề câu hỏi theo ma trận.  Thiết kế đáp án, biểu điểm. 1.6.3. Các hình thức kiểm tra. Các hình thức kiểm tra HS trong quá trình học tập gồm: - Kiểm tra miệng: kiểm tra kiến thức, thái độ của HS trên lớp, dạng vấn đáp. - Kiểm tra thí nghiệm thực hành: kiểm tra kĩ năng thực hành của HS trong quá trình làm các bài thực hành thí nghiệm, dạng vấn đáp, trình bày báo cáo kết quả. - Kiểm tra viết: kiểm tra KT, kĩ năng của HS, dạng kiểm tra 15 phút, 45 phút, kiểm tra học kì. Đây là hình thức quan trọng nhất trong việc đánh giá kết quả học tập của HS. - Kiểm tra đề tài: dạng bài tập lớn có thể là một vấn đề yêu cầu HS hoặc nhóm HS phải thực hiện nhằm kiểm tra NL nhận thức của HS, đặc biệt là HS giỏi. - Loại hình kiểm tra thông dụng là trắc nghiệm, có 2 hình thức trắc nghiệm cơ bản là trắc nghiệm tự luận (tự luận) và trắc nghiệm khách quan (trắc nghiệm). - Trắc nghiệm để đánh giá kết quả HT của HS so với mục tiêu môn học. Trắc nghiệm là khách quan vì tiêu chí đánh giá là đơn nhất, không phụ thuộc ý muốn chủ quan của người chấm. Đổi mới phương pháp ra đề kiểm tra đánh giá kết quả HT của HS người ta thường dùng các câu hỏi trắc nghiệm khách quan và trắc nghiệm tự luận.  Tự luận: là hình thức kiểm tra, thi mà trong đó đề kiểm tra, thi gồm các câu hỏi, bài tập mà HS phải viết đầy đủ các câu trả lời hoặc bài giải theo cách riêng của mình. 16 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân  Trắc nghiệm: Trắc nghiệm là hình thức kiểm tra, thi mà trong đó đề kiểm tra, thi thường gồm nhiều câu hỏi hoặc bài tập mà các phương án trả lời đã có sẵn hoặc nếu HS phải viết câu trả lời thì câu trả lời là câu ngắn và chỉ duy nhất có một cách viết đúng. 1.6.4. Đổi mới kiểm tra, đánh giá. Kiểm tra, đánh giá được hiểu là sự theo dõi, tác động của người kiểm tra đối với người học nhằm thu được những thông tin cần thiết để đánh giá. “Đánh giá có nghĩa là xem xét mức độ phù hợp giữa một tập hợp thông tin có giá trị, thích hợp và đáng tin cậy với mục tiêu đã được đề ra để xác định thực trạng điểm mạnh, điểm yếu của người học và kết quả là đề ra những quyết định kịp thời nhằm uốn nắn, điều chỉnh có hiệu quả đối với các hoạt động dạy theo mục tiêu ấy, dành kết quả tối ưu.” (J.M.De ketele). Kiểm tra, đánh giá kết quả học tập đối với các môn học nói chung và môn vật lý nói riêng ở mỗi lớp và mỗi cấp học có vai trò quan trọng trong việc cải thiện kết quả giáo dục HS. Phải cụ thể mục tiêu đào tạo thành mục tiêu, yêu cầu của từng hoạt động giáo dục, từng môn học, từng bài học, từng bài kiểm tra. Nội dung đánh giá phải đổi mới theo hướng phát triển mọi năng lực của học sinh theo mục tiêu giáo dục. Sử dụng phối hợp các hình thức kiểm tra đánh giá khác nhau, kết hợp giữa trắc nghiệm tự luận và trắc nghiệm khách quan. Cần xác định phương thức đánh giá phù hợp với nội dung, kỹ năng cần rèn luyện của bài học và tình hình thực tế. Cần sử dụng linh hoạt các hình thức đánh giá. Tăng cường ứng dụng CNTT vào việc kiểm tra đánh giá góp phần tiết kiệm thời gian đảm bảo chính xác. Quá trình đánh giá được diễn ra theo một trình tự hoạch định trước đảm bảo tính giáo dục, tính khoa học và logic về nội dung. Từ thực trạng của việc đánh giá kết quả học tập ở trường trung học phổ thông còn nhiều nhược điểm nên việc đánh giá được đổi mới trên nhiều phương diện: hình thức, mục tiêu, nội dung đánh giá. 1.6.5. Xác định các mức độ nhận thức trong đề kiểm tra. Đánh giá chú trọng ba lĩnh vực của các hoạt động giáo dục là: lĩnh vực về nhận thức, lĩnh vực về hoạt động và lĩnh vực về cảm xúc, thái độ.  Nhận biết là sự nhớ lại các dữ liệu, thông tin đã có trước đây; nghĩa là một người có thể nhận biết thông tin, ghi nhớ, tái hiện thông tin, nhắc lại một loạt dữ liệu, từ các sự kiện đơn giản đến các lí thuyết phức tạp. HS phát biểu đúng một định nghĩa, định lí, định luật nhưng chưa giải thích và vận dụng được chúng. Có thể cụ thể mức độ nhận biết bắng các động từ :  Nhận ra, nhớ lại các khái niệm, định lí, định luật, tính chất.  Nhận dạng (không cần giải thích) được các khái niệm, hình thể, vị trí tương đối giữa các đối tượng trong các tình huống đơn giản.  Liệt kê, xác định các vị trí tương đối, các mối quan hệ đã biết giữa các yếu tố. 17 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân  Thông hiểu là khả năng nắm được, hiểu được ý nghĩa của các khái niệm, hiện tượng, sự vật; giải thích được, chứng minh được; là mức độ cao hơn nhận biết nhưng là mức độ thấp nhất của việc thấu hiểu sự vật, hiện tượng, nó liên quan đến ý nghĩa của các mối quan hệ giữa các khái niệm, thông tin mà HS đã học hoặc đã biết.  Vận dụng là khả năng sử dụng các kiến thức đã học vào một hoàn cảnh cụ thể mới: vận dụng nhận biết, hiểu biết thông tin để giải quyết vấn đề đặt ra; là khả năng đòi hỏi HS phải biết vận dụng kiến thức, biết sử dụng phương pháp, nguyên lí hay ý tưởng để giải quyết một vấn đề nào đó.  Phân tích là khả năng phân chia một thông tin ra các thành phần thông tin nhỏ sao cho có thể hiểu được cấu trúc, tổ chức của nó và thiết lập mối liên hệ phụ thuộc lẫn nhau giữa chúng.  Tổng hợp là khả năng sắp xếp, thiết kế lại thông tin, các bộ phận từ các nguồn tài liệu khác nhau và trên cơ sở đó tạo lập nên một hình mẫu mới. Có thể cụ thể hóa mức độ tổng hợp bằng các động từ :  Kết hợp nhiều yếu tố riêng thành một tổng thể hoàn chỉnh.  Khái quát hóa những vấn đề riêng lẻ cụ thể.  Phát hiện các mô hình mới đối xứng hoặc mở rộng từ mô hình đã biết ban đầu. Việc trả lời các câu hỏi tổng hợp đòi hỏi HS phải dự đoán, giải quyết vấn đề và đưa ra câu trả lời sáng tạo. Cần nói cho HS biết rõ các em có thể tự do đưa ra những ý tưởng, giải pháp mang tính sáng tạo, tưởng tượng của riêng mình. Mục tiêu của loại câu hỏi này nhằm kiểm tra xem HS có thể đưa ra những dự đoán, giải quyết một vấn đề, đưa ra câu trả lời hoặc đề xuất có tính sáng tạo. Câu hỏi tổng hợp thúc đẩy sự sáng tạo của HS, các em phải tìm ra những nhân tố và những ý tưởng mới để có thể bổ sung cho nội dung.  Đánh giá là khả năng xác định giá trị của thông tin: bình xét, nhận định, xác định được giá trị của một tư tưởng, một phương pháp, một nội dung kiến thức. Đây là một bước mới trong việc lĩnh hội kiến thức được đặc trưng bởi việc đi sâu vào bản chất của đối tượng, sự vật hiện tượng. Việc đánh giá dựa trên các tiêu chí nhất định. Mục tiêu của câu hỏi đánh giá nhằm kiểm tra xem ho cọc sinh thể đóng góp ý kiến và đánh giá các ý tưởng, giải pháp,… dựa vào những tiêu chuẩn đã đề ra. Hiệu quả kích thích tư duy học sinh khi đặt câu hỏi ở mức độ nhận thức thấp hay cao sẽ phụ thuộc rất nhiều vào khả năng của HS. Sẽ hoàn toàn vô tác dụng nếu giáo viên đặt câu hỏi khó để học sinh không có khả năng trả lời được hoặc đặt câu hỏi quá dễ mà HS nào cũng có thể trả lời ngay mà không cần suy nghĩ. Sau khi HS trả lời xong, GV cần có nhận xét, động viên ngay những trả lời đúng hoặc chưa đúng. Sau đây là bảng các cấp độ nhận thức, hình thành kĩ năng và thái độ.  Các mức độ nắm vững kiến thức theo Bloom Mức độ Định nghĩa Sự thực hiện 1. Nhận biết Nhắc lại sự kiện. Nhắc lại định nghĩa, CT 18 Luận văn tốt nghiệp ĐH 2. Thông hiểu 3. Vận dụng 4. Phân tích GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn Trình bày hoặc hiểu được ý nghĩa của các sự kiện. VDNL các nguyên lí và các trường hợp riêng biệt. VDNL vào các trường hợp phức hợp. SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Tìm được một trong các đại lượng liên quan công thức. Thiết kế được PA khi có đủ các thông số cần thiết. Thiết kế được PA khi phải tìm các thông số cần thiết. VDNL vào các trường hợp phức hợp Tìm được lỗi trong các PA. để trình bày một giải pháp mới. VDNL vào các trường hợp để đưa ra 6. Đánh giá các giải pháp mới và SS nó với các Thiết kế được PA mới. giải pháp đã biết khác.  Các cấp độ hình thành thái độ theo Bloom Mức độ Định nghĩa Sự thực hiện, ví dụ Có mong muốn tham gia Chú ý nghe giảng, tham gia các 1. Tiếp nhận vào hoạt động. hoạt động lớp. Thể hiện tán thành hay Hoàn thành bài tập về nhà, tuân 2. Có trả lời, đáp ứng không, chưa có lí lẽ. theo nội quy của trường. Trở thành có giá trị với 3. Có lí lẽ, lượng giá Tin và bảo vệ cái đúng. bản thân. Xây dựng thành hệ thống Cân bằng giữa các giá trị, GQ 4. Được tổ chức hệ thống có giá trị. được các xung đột về giá trị. Hình thành đặc trưng bản Phối hợp trong các nhóm hoạt 5. Hình thành đặc trưng sắc riêng. động hình thành thói quen.  Các mức độ hình thành kĩ năng theo Harrow Mức độ Định nghĩa Sự thực hiện, ví dụ Quan sát và sao chép rập Làm được so với mẫu còn nhiều 1. Bắt chước khuôn. lệch lạc. Quan sát thực hiện được như Làm được cơ bản đúng như mẫu, 2. Làm được hướng dẫn. vẫn còn sai sót nhỏ. Quan sát và thực hiện được 3. Làm chính xác Làm được chính xác như mẫu. chính xác như hướng dẫn. Thực hiện được các kĩ năng Làm được chính xác như mẫu 4. Làm biến hóa trong các hoàn cảnh và tình trong các hoàn cảnh khác nhau. huống khác nhau. Đạt trình độ cao về tốc độ và Làm được chính xác như mẫu, kĩ 5. Làm thuần thục sự chính xác, ít cần sự can năng như bản năng. thiệp của ý thức. 5. Tổng hợp 19 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Chương 2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 2.1. Đặt vấn đề. Hoạt động nhận thức của con người chỉ thực sự bắt đầu khi con người gặp phải mâu thuẫn: một bên là trình độ hiểu biết đang có, bên kia là nhiệm vụ mới cần phải giải quyết một vấn đề mà những kiến thức kĩ năng đã có không đủ. Để giải quyết thì phải xây dựng kiến thức mới, phương pháp mới, kĩ năng mới. Như vậy, hoạt động nhận thức của HS trong học tập thực chất là hoạt động GQVĐ trong nhận thức. Tuy nhiên, để cho việc sử dụng các PP nhận thức trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh đạt hiệu quả, chúng ta cần nghiên cứu một số nét chung của quá trình tổ chức hướng dẫn HS GQVĐ. Trên cơ sở đó, có thể định hướng cho việc lựa chọn phương pháp nhận thức thích hợp để GQVĐ. Quá trình HT là quá trình liên tiếp giải quyết các vấn đề học tập. 2.2. Tiến trình giải quyết vấn đề trong khoa học Ta có thể hình dung tiến trình giải quyết một vấn đề khoa học kĩ thuật của các nhà bác học diễn ra như sau:  Xác định rõ nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết, những điều kiện đã cho và những điều kiện cần đạt tới.  Tìm hiểu xem trong kho tàng KT, kinh nghiệm của loài người đã có cách GQVĐ đó hoặc VĐ tương tự chưa - Nếu đã có thì liệt kê tất cả các giải pháp đã có, lựa chọn một giải pháp thích hợp. - Nếu chưa có thì phải đề xuất ra giải pháp mới hay xây dựng KT, phương tiện mới dùng làm công cụ để GQVĐ.  Thử nghiệm áp dụng KT mới, PP mới vào thực tiễn để đánh giá hiệu quả của chúng, từ đó bổ sung hoàn thiện KT đã xây dựng, PP đã đề xuất. 2.3. Đặc điểm của quá trình HS GQVĐ trong học tập Ta có thể phỏng theo tiến trình giải quyết một vấn đề khoa học kĩ thuật của các nhà bác học để tổ chức quá trình dạy học ở trường PT nhằm hình thành ở HS năng lực GQVĐ. Ta gọi đó là dạy học giải quyết vấn đề. Tuy nhiên để thành công, cần chú ý đến những điểm khác nhau giữa nhà bác học và HS trong khi GQVĐ, trên cơ sở đó đề xuất những biện pháp SP thích hợp. 20 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 2.3.1. Về động cơ, hứng thú, nhu cầu  Nhà bác học khi GQVĐ là đã tự xác định rõ mục đích, tự đem hết sức mình GQ bằng được VĐ đặt ra, coi đó là nhu cầu bức thiết của bản thân.  Học sinh: động cơ hứng thú đang được hình thành, ý thức về mục đích trách nhiệm còn mờ nhạt, do đó chưa tập trung chú ý đem sức mình để GQVĐ HT. 2.3.2. Về năng lực GQVĐ  Khi chấp nhận GQ một VĐ, nhà bác học đã có một trình độ KT, kĩ năng kĩ xảo cần thiết. Tuy nhiên, nhà bác học nhiều khi cũng phải tích lũy thêm kinh nghiệm, sáng tạo thêm phương tiện lí thuyết và vật chất để hoạt động.  Đối với HS đây chỉ là bước đầu làm quen với việc GQ một VĐ khoa học. Vấn đề đặt ra cho HS phải GQ cũng giống như VĐ của nhà bác học nhưng KT, kinh nghiệm của họ còn rất hạn chế. 2.3.3. Về thời gian giành cho việc GQVĐ  Những KT mà HS cần chiếm lĩnh là những KT mà nhiều thế hệ các nhà bác học đã phải trải qua thời gian dài mới đạt được và mỗi nhà bác học cũng chỉ góp một phần nhỏ vào lâu đài khoa học đó.  HS thì chỉ được dành một thời gian ngắn, thậm chí 30 phút đã phải phát hiện ra một định luật vật lí. Đó là điều quá sức mà ngay cả các bậc thiên tài cũng khó làm được. 2.3.4. Về điều kiện phương tiện làm việc  Nhà bác học có trong tay hoặc phải tạo ra những phương tiện chuyên dùng đạt độ chính xác cao và những điều kiện thích hợp nhất để GQVĐ.  HS chỉ có trong tay những phương tiện thô sơ của trường PT với độ chính xác thấp, chỉ có điều kiện làm việc tập thể ở lớp hay ở phòng thực hành, có khi không thể lặp đi lặp lại nhiều lần. Kết luận:  Dạy học phát hiện và GQVĐ là kiểu dạy trong đó dạy cho HS thói quen tìm tòi GQVĐ theo cách của các nhà khoa học. Trong kiểu DH này, GV vừa tạo ra cho HS nhu cầu, hứng thú hoạt động ST, vừa rèn luyện khả năng ST.  Trong kiểu dạy này HS không thể hoàn toàn tự lực xây dựng KT được mà cần có sự giúp đỡ của GV. Sự giúp đỡ của GV không phải là giảng giải, cung cấp cho HS những kiến thức có sẵn mà là tạo điều kiện để họ có thể trải qua các giai đoạn chính của quá 21 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân trình giải quyết vấn đề và tự lực thực hiên một số khâu trong tiến trình đó, động viên khuyến khích HS kịp thời.  Như vậy, quá trình HT của HS thực chất là quá trình HS hoạt động tự lực trong sự phối hợp với tập thể và sự hướng dẫn, giúp đỡ của GV liên tiếp GQ những VĐ do nhiệm vụ HT đề ra, kết quả của quá trình GQ những VĐ đó là HS chiếm lĩnh được KT và phát triển được năng lực nhận thức của mình. 2.4. Tổ chức tình huống học tập 2.4.1. Những đặc điểm của tình huống học tập trong kiểu DH GQVĐ a. Tình huống học tập Tình huống HT là hoàn cảnh trong đó xuất hiện mâu thuẫn nhận thức mà HS chấp nhận giải quyết mâu thuẫn đó như một nhiệm vụ HT và sẵn sang đem sức lực trí tuệ để giải quyết. Trong học tập, mâu thuẫn nhận thức được hiểu là mâu thuẫn giữa một bên là nhiệm vụ GQ một VĐ với bên kia là vốn KT, KN, PP đã biết không đủ để GQVĐ hoặc mới nhìn không thấy rõ mới liên quan giữa chúng với vấn đề cần giải quyết. b. Những đặc điểm của tình huống học tập  Chứa đựng vấn đề (mâu thuẫn nhận thức) mà việc đi tìm lời giải đáp chính là đi tìm kiến thức, kĩ năng, phương pháp mới.  Gây sự chú ý ban đầu, kích thích hứng thú, khởi động tiến trình nhận thức của HS. HS chấp nhận mâu thuẫn khách quan thành mâu thuẫn chủ quan.  Vấn đề cần giải quyết được phát biểu rõ ràng, gồm cả những điều kiện đã cho và mục đích cần đạt được. Học sinh cảm thấy có khả năng giải quyết được vấn đề. 2.4.2. Các kiểu tình huống học tập a. Tình huống phát triển hoàn chỉnh  Học sinh đứng trước một VĐ chỉ mới được GQ một phần, một bộ phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục phát triển hoàn chỉnh, mở rộng thêm sang những phạm vi mới lĩnh vực mới.  Phát triển hoàn chỉnh vốn KT của mình luôn là niềm khao khát của tuổi trẻ, đồng thời, “đó cũng là con đường phát triển khoa học” (Feynman). Quá trình phát triển, hoàn thiện KT sẽ đem lại những kết quả mới (kiến thức mới, kĩ năng mới, phương pháp mới) nhưng trong quá trình đó, vẫn có thể sử dụng kiến thức, kĩ năng, phương pháp đã biết. 22 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân  Ví dụ 1: HS lớp 10 đã biết phương pháp động lực học áp dụng các định luật Newton vào việc giải bài toán chuyển động của một vật trên mặt phẳng nằm ngang, xác định số chỉ của lực kế khi ta treo một vật vào đầu dưới của lực kế đứng yên (số chỉ của lực kế bằng trọng lực tác dụng lên vật). Vấn đề mới đặt ra là: lực kế sẽ chỉ bao nhiêu, nếu nó được kéo lên thẳng đứng nhanh dần đều với gia tốc a? HS cảm nhận được rằng: vấn đề mới đặt ra là vấn đề chuyển động của vật chịu tác dụng của trọng lực. Việc áp dụng PP động lực học cho kết quả bất ngờ: lực kế chỉ một lực lớn hơn trọng lực tác dụng lên vật. Kết quả mới này dẫn đến hình thành khái niệm mới trọng lượng để phân biệt với khái niệm trọng lực đã biết.  Ví dụ 2: Ở lớp 11 khi học về khái niệm từ trường, HS đã biết: dòng điện chạy trong một dây dẫn sinh ra một từ trường xung quanh nó. Vấn đề mới mà một người ham hiểu biết đặt ra là: ngược lại, từ trường có thể sinh ra dòng điện được không? Để GQVĐ mới này, không thể dùng một KT cũ đã biết nào cả mà phải xây dựng khái niệm mới là từ thông và phải khảo sát thực nghiệm để rút ra định luật cảm ứng điện từ. b. Tình huống lựa chọn  HS đứng trước một VĐ có mang một số dấu hiệu quen thuộc, có liên quan đến một số KT hay một số PP GQ đã biết, nhưng chưa chắc chắn là có thể dùng KT nào, PP nào để GQVĐ thì sẽ có hiệu quả. HS cần phải lựa chọn, thậm chí thử làm xem KT nào, PP nào có hiệu quả để GQ được VĐ đặt ra.  Ví dụ: Ở lớp 10, khi nghiên cứu sự tương tác bằng va chạm giữa hai vật, một vấn đề mới được đặt ra là: liệu có đại lượng nào được bảo toàn trong quá trình hai vật tương tác không? Học sinh không thể trả lời ngay được câu hỏi này, nhưng cảm nhận được rằng: đây là bài toán hai vật tương tác chuyển động, vậy có thể áp dụng các định luật Newton để giải quyết. Mặc khác, học sinh đã biết được phương án thí nghiệm khảo sát chuyển động của các vật. Như vậy, có hai cách GQVĐ trên. Việc lựa chọn cách giải quyết nào sẽ tùy theo tình hình lớp học và tình hình thiết bị của nhà trường. Như vậy, cách GQVĐ và KT cần dùng khi GQVĐ là đã biết, nhưng kết quả đạt được là một định luật mới. 23 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân c. Tình huống bế tắc  HS đứng trước một VĐ mà trước đây chưa gặp một VĐ tương tự. VĐ cần GQ không có một dấu hiệu nào liên quan đến một KT hoặc một PP đã biết. HS phải xây dựng một KT mới hay PP mới để GQVĐ. Tình huống này thường gặp khi nghiên cứu một lĩnh vực KT mới.  Ví dụ: khi bắt đầu nghiên cứu quang hình học, HS cần phải tìm quy luật về đường truyền của tia sáng khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. Trước đó, HS chưa biết một KT nào có liên quan đến hiện tượng này và cũng chưa biết cách nào để xác định mối quan hệ định lượng giữa góc tới và góc khúc xạ. Cách GQVĐ duy nhất là phải làm thí nghiệm. Song có làm thí nghiệm cũng khó có thể thấy góc tới và góc khúc xạ liên hệ với nhau theo một hàm số sin. Để diễn tả được quy luật về đường truyền của tia sáng qua mặt phân cách giữa hai môi trường, còn phải xây dựng kiến thức mới là khái niệm chiết suất. d. Tình huống “tại sao?”  Trong nhiều trường hợp, HS quan sát thấy một hiện tượng vật lí nào đó xảy ra trái với thông thường, trái với KT mà HS đã biết hoặc chưa bao giờ gặp nên không biết dựa vào đâu lại có sự trái ngược đó, sự lạ lùng đó. Để trả lời câu hỏi này cần phải xây dựng kiến thức mới.  Ví dụ: Thả một con cá nhỏ còn sống vào một ộng nghiệm thủy tinh đựng đầy nước. Dùng đèn cồn đun nóng phần trên miệng ống cho đến khi nước ở trên miệng ống sôi, ta thấy con cá vẫn bơi lội ở dưới. Tại sao? Thoạt tiên HS thấy rất lạ, trái với sự hiểu biết thông thường là cá không thể sống được trong nước sôi. Song nếu xét kĩ, thì có thể giải thích được hiện tượng, nếu chú ý rằng: nước và thủy tinh đều dẫn nhiệt kém và đun nước ở phần trên ống, sẽ không xảy ra truyền nhiệt do đối lưu trong nước. Bởi vậy, tuy nước ở miệng ống sôi nhưng nước ở dưới ống vẫn lạnh. Cách phân loại tình huống HT như trên chỉ là tương đối. Tùy theo cách đặt câu hỏi, cách dẫn dắt, cách tổ chức tình huống mà HS sẽ rơi vào tình huống này hay tình huống khác. Ví dụ khi nghiên cứu định luật cảm ứng điện từ (lớp 11), GV có thể đưa HS vào nhiều kiểu tình huống khác nhau như sau: 24 Luận văn tốt nghiệp ĐH - GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân GV đặt câu hỏi: ta đã biết dòng điện có thể sinh ra từ trường ở xung quanh nó. Vậy ngược lại, từ trường có sinh ra được dòng điện hay không? Như vậy, GV đã đặt HS vào tình huống phát triển, hoàn chỉnh. - GV: ta đã biết muốn tạo ra dòng điện trong một dây dẫn, ta phải mắc hai đầu dây dẫn vào hai đầu một nguồn điện như pin hoặc acquy. Liệu ta có thể không dùng pin hoặc acquy mà dùng một cách khác để tạo ra dòng điện được không? Ở đây HS ở vào tình huống bế tắc. - GV đưa ra một máy phát điện quay tay mắc nối tiếp với một bóng đèn. Chỉ cho HS thấy trong mạch không có nguồn điện quen thuộc là pin và acquy. Nhưng khi quay máy thì đèn sáng. GV hỏi: tại sao đèn sáng mặc dù trong mạch không có nguồn điện? Như thế HS đã ở vào tình huống “tại sao?”. Để tăng sự hấp dẫn của bài học và sự mềm dẻo của tư duy HS, GV nên thường xuyên thay đổi kiểu tình huống học tập. 2.4.3 Tổ chức tình huống học tập  Tổ chức tình huống học tập thực chất là tạo ra hoàn cảnh để HS tự ý thức được vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu, hứng thú giải quyết vấn đề, biết được mình cần phải làm gì để sơ bộ xác định được làm như thế nào.  Cần thiết kế mỗi bài học thành một chuỗi tình huống học tập liên tiếp, được sắp xếp theo một trình tự hợp lí của sự phát triển vấn đề cần nghiên cứu nhằm đưa HS tiến dần từ chỗ chưa biết đến chỗ biết, từ biết không đầy đủ đến biết đủ và nâng cao dần năng lực giải quyết vấn đề của HS.  Quy trình tổ chức tình huống học tập trong lớp có thể gồm các giai đoạn chính sau: - GV mô tả một hoàn cảnh cụ thể mà HS có thể cảm nhận được bằng kinh nghiệm thực tế, biễu diễn một thí nghiệm hoặc yêu cầu HS làm một thí nghiệm đơn giản để làm xuất hiện hiện tượng cần nghiên cứu. - GV yêu cầu HS mô tả lại hoàn cảnh hoặc hiện tượng bằng chính lời lẽ của mình theo ngôn ngữ vật lí. - GV yêu cầu HS dự đoán sơ bộ hiện tượng xảy ra trong hoàn cảnh đã mô tả hoặc giải thích hiện tượng quan sát được dựa trên những kiến thức và phương pháp đã có từ trước (giải quyết sơ bộ vấn đề). 25 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân - GV giúp HS phát hiện ra chỗ không đầy đủ của họ trong kiến thức, trong cách giải quyết vấn đề và đề xuất những nhiệm vụ mới cần giải quyết (dưới dạng câu hỏi, nêu rõ những điều kiện đã cho và yêu cầu cần đạt được). Như vậy, tình huống học tập xuất hiện khi HS ý thức được rõ ràng nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết và sơ bộ nhận thấy mình có khả năng giải quyết được vấn đề, nếu cố gắng suy nghĩ và tích cực hoạt động. 2.5. Các giai đoạn của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề 2.5.1. Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu GV giao cho HS một nhiệm vụ, trong quá trình thực hiện nhiệm vụ HS gặp khó khăn, nảy sinh nhu cầu về một cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn nhưng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng được, nhu cầu đó được diễn đạt thành một vấn đề, bài toán cần giải quyết. 2.5.2. Giải quyết vấn đề Giải quyết vấn đề (đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp): HS đề xuất giải pháp (khảo sát) lý thuyết hoặc giải pháp và thực hiện giải pháp (khảo sát) thực nghiệm để giải quyết vấn đề đặt ra, rồi thực hiện giải pháp đã đề xuất để rút ra kết luận về cái cần tìm. 2.5.3. Kiểm tra, vận dụng kết quả Kiểm tra, vận dụng kết quả: xem xét khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được trên cơ sở để vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lí thuyết và thực nghiệm. Trong quá trình vận dụng, nhiều khi đi tới phạm vi áp dụng của các kiến thức đã thu được và lại làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu tiếp. Ví dụ: thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật bảo toàn động lượng” 26 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG Khi 2 vật tương tác nhau, mỗi vật đều thu gia tốc, vận tốc của mỗi vật bị thay đổi, vậy vận tốc của vật trước và sau tương tác liên hệ với nhau như thế nào? Xét hệ kín gồm 2 vật m1 m2 tương tác nhau.     Ban đầu có v1 , v 2 sau ∆t có v1 ' , v 2 ' Áp dụng ĐL 2 Niutơn, sử dụng công thức tính gia tốc và vận tốc biễu diễn lực tương tác của 2 vật lên nhau.  '    v  v2 F12  m2 a 2  m2 2 t v v F21  m1 a1  m1 1 1 t  '  Áp dụng ĐL 3 Niutơn tìm mối quan hệ các vận tốc trước và sau tương     tác => m1v1  m2 v 2  m1 v1 '  m2 v 2 ' Hệ quả: Nếu v1=v2=0 thì S1=S2.m2/m1. Thí nghiệm kiểm tra: m1=200g, m2=100g. S2=2S1    ' 1 1  ĐLBT động lượng: m1v1  m2 v 2  m v  m2 v 2 ' 2.6. Các kiểu hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề Dựa theo những cách mà nhà bác học thường dụng để giải quyết các vấn đề khoa học kĩ thuật, có thể có những kiểu hướng dẫn HS giải quyết vấn đề sau: hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp đã biết; hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần; hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát. 2.6.1 Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp đã biết  Các định luật VL rất đơn giản, nhưng biểu hiện của chúng trong thực tế lại rất phức tạp. Các định luật VL thường phát biểu lên các mối quan hệ trong điều kiện lí tưởng, hiện tượng chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, nhưng hiện tượng thực tế lại bị 27 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân chi phối bởi nhiều nguyên nhân tác động đồng thời hoặc diễn biến nhanh theo nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn có một nguyên nhân nhưng ta chỉ quan sát thấy giai đoạn cuối cùng.  Hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức phương pháp đã biết có nghĩa là: mới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết, không thấy ngay mối quan hệ của nó với những cái đã biết, không thể áp dụng ngay một quy tắc, một định luật hay một cách làm đã biết mà cần phải tìm tòi bằng PP phân tích, tổng hợp, so sánh để tìm ra những dấu hiệu tương tự với cái đã biết. Kiểu hướng dẫn này thường gặp khi HS vận dụng KT đã biết nhưng chưa có phương pháp quy trình hữu hiệu.  Có ba trường hợp phổ biến sau đây: a. Hướng dẫn HS diễn đạt vấn đề cần giải quyết bằng ngôn ngữ vật lí - Nhiều khi ngôn ngữ sử dụng trong đời sống hang ngày không giống như ngôn ngữ dung trong các định luật, quy tắc vật lí. Nếu không chuyển được sang ngôn ngữ vật lí thì không thể áp dụng được những định luật, quy tắc đã biết. - Ví dụ: giải thích vì sao ngồi trên xe đang chạy hãm phanh đột ngột, người lại ngã về phía trước. Mới nghe không có định luật vật lí nào nói đến “xe đang chạy”, “ngã” và “hãm phanh đột ngột”. Nếu phân tích kĩ ý nghĩa của các cụm từ này, HS sẽ nhận ra những dấu hiệu quen thuộc của quán tính: “xe đang chạy” có nghĩa là người dang chuyển động cùng xe, “hãm phanh đột ngột” có nghĩa là xe giảm vận tốc đột ngột, “người ngã về phía trước” có nghĩa là người tiếp tục chuyển động về phía trước so với xe. Hiểu theo ngôn ngữ vật lí như thế HS sẽ giải thích được hiện tượng như sau: xe có lực hãm làm nó giảm vận tốc đột ngột và dừng lại, còn người đang chuyển động không bị lực nào tác dụng nên tiếp tục chuyển động thẳng đều vì quán tính bị văng về phía trước xe do đó người ngã về phía trước. b. Hướng dẫn HS phân tích một hiện tượng vật lí phức tạp bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân thành những hiện tượng đơn giản bị chi phối bởi một nguyên nhân một định luật đã biết. Ví dụ: một hòn bi được thả không vận tốc đầu trên một máng từ một độ cao h. Xuống đến cuối máng nghiêng, bi tiếp tục đi lên một máng hình tròn nằm trong mặt phẳng thẳng đứng có bán kính R. Tìm độ cao h tối thiểu cần phải thả bi để nó có thể đi qua vị trí cao nhất của vòng tròn mà không chạm vào vòng. Coi ma sát không đáng kể. 28 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Đây là một bài tập mới dự đoán một hiện tượng xảy ra trong những điều kiện xác định mà HS chưa gặp bao giờ. Việc bi có thể đi qua vị trí cao nhất của vòng tròn phụ thuộc hai yếu tố: có vận tốc v cần thiết ở độ cao 2R và có lực hướng tâm đủ để giữ cho bi ở trên quỹ đạo tròn. Vậy hướng dẫn HS là nhằm giúp họ phát hiện ra hai yếu tố mà lúc đầu họ không thấy được. GV có thể đặt câu hỏi như sau: - Muốn bi chuyển động trên quỹ đạo tròn với vận tốc v thì phải có diều kiện gì? (Phải có lực hướng tâm tác dụng lên bi phù hợp với công thức Fht  mv 2 / R ). - Ở điểm cao nhất của vòng tròn, có những lực nào tác dụng lên bi và lực hướng tâm tại điểm này tính như thế nào? (Có trọng lực P=mg và phản lực N của vòng tròn. Nên hai lực này đều hướng vào tâm của vòng tròn nên - Fht  mg  N ) Vận tốc v của bi do đâu mà có? (Do bi được thả từ độ cao h xuống, sau đó tiếp tục đi lên). - Định luật nào chi phối sự biến đổi vận tốc của bi khi thay đổi độ cao h? (Định luật bảo toàn cơ năng: cơ năng của bi được thả bằng cơ năng của bi ở điểm cao nhất của vòng tròn). mgh  mg.2R  mv 2 / 2  2g h  2R  v 2 . - Khi bi không chạm vào vòng tròn ở điểm cao nhất thì phản lực của vòng tròn tác dụng lên bi là bao nhiêu? Do đó, lực hướng tâm lúc này là bao nhiêu? (N=0, Fht  mg ). - Cuối cùng áp dụng điều kiện của chuyển động tròn suy ra: Fht  mg  mv 2 / R  Rg  v 2  2 g h  2 R   h  5R / 2 c. Hướng dẫn HS phân chia quá trình diễn biến của hiện tượng thành nhiều giai đoạn mỗi giai đoạn đó tuân theo một quy luật xác định đã biết Ví dụ: một con cá nhỏ được thả trong một ống thủy tinh đựng đầy nước. Dùng đèn cồn đun nóng phần trên gần miệng ống cho đến khi nước ở phần này sôi lên, ta thấy con cá vẫn bơi lội ở dưới. Giải thích tại sao? Lúc đầu HS rất lạ kì trước hiện tượng xảy ra vì cá lại có thể sống trong nước sôi. Nhưng xét kĩ thấy điều đó phù hợp với những quy luật, những tính chất của vật thể mà HS đã biết. GV có thể hướng dẫn HS phân tích diễn biến của hiện tượng này như sau: - Cá sống được vì nước ở phần dưới ống chưa bị nóng lên, trong khi nước ở miệng ống đã bị đun sôi. Vậy nước có tính chất gì mà ở trên mặt thì nước sôi còn ở dưới nước vẫn lạnh? (Nước dẫn nhiệt kém). 29 Luận văn tốt nghiệp ĐH - GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Nước có thể truyền nhiệt bằng những cách nào? Ở đây có những hình thức truyền nhiệt nào? (Dẫn nhiệt và đối lưu). Ở đây không có đối lưu vì nước nóng nhẹ ở trên mặt nước không chìm xuống dưới, còn nước ở dưới lạnh, trọng lượng riêng lớn, không nổi lên trên được. - Thủy tinh có tính chất gì mà đun nóng ở trên miệng nhưng dưới đáy vẫn lạnh? (Dẫn nhiệt kém). - Nếu đun lâu thì cá sống được không? Vì sao? Tóm lại, qua những gợi ý trên, HS sẽ hình dung thấy diễn biến của hiện tượng như sau: đầu tiên khi đun nóng phần trên của ống thì cả ống và nước ở phần này đều nóng lên. Nhiệt thu được ở đây sẽ truyền xuống dưới, nhưng ống thủy tinh và nước đều dẫn nhiệt kém, truyền nhiệt chậm, cho nên tuy phần trên đã sôi mà phần dưới vẫn còn lạnh. Bởi thế cá vẫn sống. Nếu đun lâu hoặc dung ống bằng kim loại dẫn nhiệt tốt thì phần dưới sẽ mau chóng bị nóng và cá sẽ chết. Ba kiểu hướng dẫn tìm tòi quy về kiến thức, phương pháp đã biết nêu trên có tác dụng rất tốt để chuẩn bị cho HS tìm tòi, sáng tạo, vì trước khi sáng tạo ra cái mới thông thường người ta phải sử dụng tất cả những cái đã biết mà không thành công. 2.6.2 Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần Kiểu hướng dẫn này thường được sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới, HS được giao nhiệm vụ phát hiện những tính chất mới, những mối liên hệ có tính quy luật mà trước đây HS chưa biết hoặc biết chưa đầy đủ. Ở đây, không thể hoàn toàn chỉ sử dụng những kiến thức đã biết, không có con đường suy luận logic để suy từ cái đã biết sang cái chưa biết mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bước nhảy vọt trong nhận thức. Các nhà khoa học cho rằng: Trong tình hình này, trực giác đóng vai trò quan trọng. Bằng trực giác (dựa trên kinh nghiệm và vốn hiểu biết), nhà khoa học dự đoán một câu trả lời, một giải pháp cho vấn đề đặt ra rồi tìm cách kiểm tra tính đúng đắn của dự đoán (giả thuyết) đó bằng thực nghiệm. Rèn luyện trực giác khoa học cho HS là điều khó khăn, GV không thể chỉ ra cho HS con đường đi đến trực giác khoa học mà tự HS phải thực hiện nhiều lần để có kinh nghiệm, không ai có thể làm thay được. Tuy nhiên, GV có thể tạo điều kiện thuận lợi cho HS tập dượt những bước nhảy đó, bằng cách phân chia một bước nhảy vọt lớn trong khoa học thành những bước nhỏ nằm trong vùng phát triển gần của HS. Sau khi được rèn luyện 30 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân nhiều lần, HS sẽ tích lũy được kinh nghiệm, có sự nhạy cảm phát hiện, đề xuất được giải pháp mới để vượt qua khó khăn. Thông thường, trong khi tìm tòi giải quyết một vấn đề mới, HS không phải là hoàn toàn bế tắc ngay từ đầu hoặc bế tắc trong toàn bộ tiến trình GQVĐ. Trong khi lập luận để GQVĐ có nhiều phần sử dụng kiến thức cũ, phương pháp cũ thành công, chỉ đến phần nào đó mới bế tắc, đòi hỏi phải tìm cái mới thực sự. Ví dụ: khi nghiên cứu ĐLBT cơ năng ở lớp 10, HS đã biết cách tính động năng và thế năng của vật khi vật chuyển động trong trường trọng lực và biết rằng: khi vật rơi thế năng giảm và động năng tăng. Vấn đề mới đặt ra là: trong quá trình vật rơi cả thế năng và động năng đều thay đổi, vậy có đại lượng nảo bảo toàn hay không? Trong những kiến thức mà HS đã biết, chưa có kiến thức nào nói đến điều này. Nhưng vì HS đã biết: trong khi vật rơi thì thế năng giảm, động năng tăng, nên có thể dự đoán là “tổng động năng và thế năng của vật không đổi”. Làm thế nào để biết dự đoán trên có đúng hay không? HS đã biết quy luật của vật rơi tự do nên cũng biết cách tính vận tốc của vật rơi tự do khi nó rơi được một độ cao h, do đó tính được động năng và thế năng của vật ở mỗi vị trí và tính tổng của chúng. HS thực hiện các phép tính đã biết và đi đến kết luận mới: tổng động năng và thế năng của vật không đổi khi vật chuyển động trong trường trọng lực. Kết luận này được rút ra bằng suy luận lí thuyết, cần phải kiểm tra lại bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, việc bố trí thí nghiệm kiểm tra rất phức tạp do việc đo vận tốc tức thời của vật ở cuối đoạn đường rơi. Bởi thế, GV giới thiệu cho HS thí nghiệm trên máng Attut nhằm kiểm tra kết luận trên. Thí nghiệm này chỉ có thể thực hiện được trong một bài thực hành. HS đã biết có hai trường hợp lực thế trong cơ học là trọng lực và lực đàn hồi. Vậy một vấn đề đặt ra là: liệu ĐLBT cơ năng có đúng cho trường hợp vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi không? Do sự tương tự giữa trọng lực và lực đàn hồi (đều là lực thế), nên có dự đoán là: ĐLBT cơ năng cũng đúng cho trường hợp lực đàn hồi. Làm thế nào để kiểm tra được dự đoán này? Ở lớp 10, HS chưa biết cách tính công của lực đàn hồi (F= -kx), do lực đàn hồi biến đổi theo độ dãn, nén của lò xo. Vì thế HS cũng chưa tính được động năng và thế năng của vật ở mỗi vị trí của con lắc lò xo. Ở đây HS không áp dụng được phương pháp đã dung cho trường hợp trọng lực, mà cần phải có một cách làm khác, đó là phương pháp thực nghiệm. 31 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân GV hướng dẫn HS từ dự đoán đã nêu, suy ra hệ quả là: khi không có ma sát, con lắc lò xo sẽ dao động mãi mãi giữa hai điểm A và B đối xứng với vị trí cân bằng O. Sau đó, phải làm thí nghiệm để kiểm tra hệ quả này. Việc bố trí một con lắc lò xo nằm ngang không có ma sát là một việc làm rất khó. HS có thể đề ra được những phương án làm giảm ma sát nhưng không có hiệu quả, dao động của con lắc lò xo mau chóng bị tắt dần. GV phải giới thiệu một thiết bị đặc biệt (đệm không khí) mới có ở trường phổ thông để giảm ma sát triệt để và cho vật dao động trên đệm không khí. Thí nghiệm đã chứng tỏ hệ quả trên là đúng. Như vậy, ta khẳng định được: ĐLBT cơ năng có ý nghĩa tổng quát, đúng cho cả hai trường hợp lực thế trong cơ học là trọng lực và lực đàn hồi. 2.6.3 Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát Ở kiểu hướng dẫn này, GV chỉ hướng dẫn HS xây dựng phương hướng chung GQVĐ, còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đó do HS tự làm. Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi ở HS không những tính tự lực cao mà còn phải có có vốn kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo vững vàng và có một số kinh nghiệm hoạt động sáng tạo. Nói cách khác, kiểu hướng dẫn này áp dụng cho đối tượng HS khá giỏi. Trong điều kiện không tách những HS khá giỏi ra thành một lớp riêng, GV vẫn có thể sử dụng kiểu hướng dẫn này kết hợp với kiểu hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần. HS khá giỏi thì có thể tích cực tham gia thảo luận ngay từ khi xác định phương hướng chung và lập kế hoạch tổng thể, còn HS yếu hơn thì tham gia vào giải quyết từng phần cụ thể của kế hoạch đó. Ví dụ: khi nghiên cứu kính hiển vi, HS đã biết có thể dùng kính lúp để quan sát ảnh ảo phóng đại của những vật nhỏ. Vấn đề mới xuất hiện là: độ phóng đại góc của kính lúp không vượt quá 25, vậy làm thế nào có thể đạt được độ phóng đại góc lớn hơn nữa để quan sát được các vật rất nhỏ (tế bào, vi khuẩn)? Rõ ràng là phải dụng biện pháp mới: phóng đại lần thứ hai qua một thấu kính, để thu được ảnh cuối cùng nhiều lần lớn hơn là dùng kính lúp. GV hướng dẫn HS nhớ lại những cách khác nhau để phóng đại ảnh bằng thấu kính và yêu cầu HS đề xuất giải pháp. HS có thể đề xuất hai giải pháp sau: - Dùng thấu kính thứ nhất là kính lúp cho ảnh ảo phóng đại, rồi dùng một thấu kính hội tụ thứ hai như một kính lúp thứ hai phóng đại ảnh lên một lần nữa. 32 Luận văn tốt nghiệp ĐH - GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Dùng một thấu kính hội tụ cho ảnh thật phóng đại lên lần thứ nhất, sau đó dùng một thấu kính hội tụ thứ hai như một kính lúp để thu được ảnh ảo được phóng đại lên lần thứ hai. Tiếp theo GV yêu cầu HS tự lực dùng cách vẽ hình để tạo ảnh qua hai hệ thấu kính nói trên, phân tích ưu nhược điểm của hai giải pháp và chọn lấy giải pháp có lợi hơn. HS tự lực thực hiện công việc dựng hình và thảo luận về kết quả thu được. 2.7. Ví dụ về bài học theo kiểu giải quyết vấn đề Ta hãy xét bài học về lực đẩy Acsimet-Sự nổi của vật (lớp 7). Bài học này được chia thành một chuỗi nhiều tình huống học tập liên tiếp và sử dụng nhiều PP nhận thức khác nhau để GQVĐ học tập. Mặc dù HS lớp 7 chưa được học tường minh các phương pháp nhận thức, nhưng GV thì cần biết rõ mình sử dụng PP nào để làm cho đúng và rèn luyện cho HS quen dần. a. Tình huống 1: GV yêu cầu HS nêu lên những hiện tượng xảy ra khi ta thả các vật khác nhau vào nước (hòn đá, cái lá, cái thuyền sắt, cái kim khâu, miếng xốp và miếng sắt có cùng thể tích….). Vấn đề đặt ra là: khi ta nhúng các vật khác nhau vào nước, có vật chìm xuống, có vật lại nổi lên. Thông thường thì vật nặng chìm xuống, vật nhẹ nổi lên, nhưng có nhiều trường hợp, vật nhẹ lại chìm xuống, còn vật nặng lại nổi lên. Tại sao? (Tình huống “Tại sao?”). Tình huống này phức tạp, nêu lên một VĐ lớn, không thể giải quyết ngay được nên HS lúng túng. GV cần phải phân chia vấn đề cần GQ ra thành những VĐ nhỏ hơn. b. Tình huống 2: GV nhắc lại điều đã biết: các vật điều chịu tác dụng của trọng lực làm vật rơi từ trên xuống dưới. Khi thả một miếng xốp vào chậu nước, tại sao miếng xốp không rơi xuống đáy chậu? Có lực nào khác tác dụng lên miếng xốp? Bằng kinh nghiệm hằng ngày, HS dễ dàng phát hiện được là: nước đẩy vật lên, nghĩa là nước tác dụng một lực lên vật, lực này hướng thẳng đứng từ dưới lên trên. Khi thả một cục sắt vào chậu nước, cục sắt tiếp tục rơi xuống nước, chìm xuống đáy chậu. Ở trường hợp này, nước có tác dụng lên vật hay không, ta còn phải tìm cách đo lực đó. HS đã biết cách dùng lực kế để đo lực, nhưng ở đây không đo được trực tiếp lực đẩy của nước lên vật. Ta phải tìm cách đo gián tiếp như thế nào? (Tình huống phát triển). 33 Luận văn tốt nghiệp ĐH - GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Vấn đề: làm thế nào để chứng tỏ được rằng có lực đẩy của nước tác dụng lên một vật nhúng trong nó và đo lực đó bằng cách nào? - Kiểu hướng dẫn GQVĐ: hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần, sử dụng phương pháp thực nghiệm. Treo vật ở đầu dưới lực kế. Khi nhúng vật vào nước, lực kế chỉ Flk < P. Chứng tỏ có lực đẩy từ dưới lên: Flk = P – FA. Lực đẩy của nước tác dụng lên vật hướng từ dưới lên trên gọi là lực đẩy Acsimet. c. Tình huống 3: Tiếp tục đi sâu hơn, xem lực FA phụ thuộc những yếu tố nào? (Tình huống phát triển). - Vấn đề: hãy xác định độ lớn của lực đẩy Acsimet phụ thuộc vào những yếu tố nào? - Kiểu hướng dẫn GQVĐ: hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần, sử dụng phương pháp thực nghiệm. Lần lượt kiểm tra các dự đoán HS có thể nêu lên: FA phụ thuộc vào thể tích của vật, trọng lượng riêng của vật, trọng lượng riêng của chất lỏng. Kết quả của việc GQVĐ dẫn tới định luật Acsimet. Mặt khác, vì HS đã biết tính áp suất của chất lỏng tác dụng lên mặt có diện tích S nhúng trong chất lỏng có trọng lượng riêng d, ở độ sâu h: p = dh, có thể yêu cầu HS rút ra công thức tính độ lớn của FA. d. Tình huống 4: Như ta đã biết ở trên, một vật nhúng trong chất lỏng sẽ chịu tác dụng của hai lực: trọng lực và lực đẩy Acsimet. Ta đã biết cách xác định hai lực đó. Vậy nếu nhúng một vật trong chất lỏng khi nào thì vật nổi lên, chìm xuống hay lơ lửng trong chất lỏng? (Tình huống phát triển) - Vấn đề: so sánh trọng lực và lực đẩy Acsimet để tìm xem một vật nhúng trong chất lỏng khi nào thì nổi lên, chìm xuống hay lơ lửng trong chất lỏng? - Kiểu hướng dẫn GQVĐ: hướng dẫn tìm tòi quy về KT, PP đã biết. GV yêu cầu HS nhắc lại kiến thức cũ : khi vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều nhau thì có khả năng chuyển động nào của vật, nếu độ lớn của hai lực này không đổi? HS vận dụng quy tắc hợp lực của hai lực cùng phương ngược chiều để tìm hợp lực. Từ đó, suy ra hướng chuyển động của vật. 34 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân e. Tình huống 5: Ta đã biết ở trên: một vật nhúng trong chất lỏng thì chịu tác dụng của lực đẩy Acsimet. Ta cũng biết giống như chất lỏng các chất khí cũng gây ra áp suất ở trong lòng chúng. Vậy một vật nhúng trong chất khí, chẳng hạn trong không khí, thì chịu tác dụng của lực đẩy Acsimet từ chất khí lên nó như thế nào? (Tình huống phát triển) - Vấn đề: đặt một vật trong không khí có chịu tác dụng của lực đẩy Acsimet giống như vật nhúng trong chất lỏng không? - Kiểu hướng dẫn GQVĐ: hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần, sử dụng phương pháp tương tự. Dựa trên sự tương tự của chất lỏng và chất khí trong việc gây ra áp suất trong lòng chúng, suy ra dự đoán: một vật đặt trong không khí cũng chịu tác dụng của lực đẩy Acsimet bắng trọng lượng của khối không khí bị vật chiếm chỗ. Từ dự đoán này, suy ra hệ quả: vật nổi lên hay rơi xuống trong không khí phụ thuộc vào mối tương quan về độ lớn giữa lực đẩy Acsimet và trọng lực tác dụng lên vật. GV nêu lên ví dụ khẳng định hệ quả và cũng là khẳng định dự đoán trên: quả bóng cao su rơi xuống đất do trọng lực lớn hơn lực đẩy Acsimet, quả bóng bay, khí cầu chứa chất khí (ví dụ chứa khí hêli) có trọng lượng riêng nhỏ hơn không khí nên “nổi” trong không khí. 35 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Chương 3 BỒI DƯỠNG VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG THPT 3.1. Tầm quan trọng của việc bồi dưỡng, phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lí. Bồi dưỡng, phát triển năng lực sáng tạo cho HS là một trong những nhiệm vụ chủ yếu của việc DH trong thời đại ngày nay. Nhờ những đặc điểm và mối liên hệ của VL học với những tiến bộ trong KHKT mà việc giảng dạy ở trường phổ thông tạo ra rất nhiều khả năng để tích cực hóa tư duy, bồi dưỡng, phát triển năng lực sáng tạo cho trong HS quá trình dạy học VL. Bồi dưỡng, phát triển năng lực sáng tạo cho HS nhằm đào tạo ra thế hệ trẻ phát triển một cách toàn diện, có năng lực, thông minh, sáng tạo để có thể làm chủ đất nước. Từ việc phát triển về năng lực sáng tạo cho HS sẽ giúp cho HS nâng cao vể mức độ nhận thức. Nó dẫn đến kết quả nhận thức quan trọng hơn bằng con đường nhanh nhất, ít tốn sức nhất. Năng lực sáng tạo của HS phát triển thì việc tư duy vấn đề sẽ hoàn thiện hơn, từ đó giúp HS lựa chọn những phương pháp học tập hợp lí hơn. 3.2. Khái niệm năng lực. Trong tâm lý học, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của cá nhân, nhờ những thuộc tính này mà con người hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít sức lao động nhưng vẫn đạt kết quả cao. Người có năng lực về một mặt nào đó thì không phải nổ lực nhiều trong quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn những người khác hoặc có thể vượt qua những khó khăn mới mà nhiều người khác không vượt qua được. Năng lực gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động tương ứng. Song kỹ năng, kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một loại hành động hẹp, chuyên biệt, đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc. Còn năng lực chứa đựng yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hành động, có thể giải quyết nhiệm vụ thành công trong nhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực hoạt động rộng hơn. Ví dụ: người có kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các phép đo lường một cách nhanh chóng, chính xác các phép đo, khéo léo lắp ráp các thiết bị để đo lường. Còn người có năng lực thực nghiệm thì ngoài việc thực hiện các phép đo, còn có việc thiết kế các thí nghiệm, xử lý các số liệu đo lường rút ra kết quả, giải thích, đánh giá kết quả đo được, rút ra kết luận khái quát. 3.3. Sự hình thành và phát triển năng lực. Nguồn gốc phát sinh và quá trính phát triển năng lực là một vấn đề phức tạp, tuân theo luật chung của sự phát triển nhân cách. Tâm lý học hiện đại cho rằng: con người mới sinh ra chưa có năng lực, chưa có nhân cách. Chính trong quá trình sống, học tập, lao động, 36 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân giao lưu con người đã hình và phát triển nhân cách của mình. Sự hình thành và phát triển năng lực của con người chịu sự tác động của nhiều yếu tố, trong đó có yếu tố sinh học, yếu tố hoạt động của chủ thể và yếu tố giao lưu xã hội. 3.3.1 Yếu tố sinh học Yếu tố sinh học là vai trò của di truyền trong sự hình thành NL Di truyền là sự tái tạo ở trẻ em những thuộc tính sinh học đã có ở cha mẹ, sự truyền lại từ cha mẹ đến con cái những đặc điểm và những phẩm chất nhất định đã ghi lại trong hệ thống gien. Những đặc điểm về giải phẫu sinh lý, nhất là về hệ thần kinh cao cấp của con người được gọi là “tư chất”. Di truyền tạo ra những điều kiện ban đầu để con người có thể hoạt động có hiệu quả trong lĩnh vực nhất định. Tuy nhiên, di truyền không thể quy định những giới hạn tiến bộ của xã hội loài người nói chung và của từng người nói riêng. Những đặc điểm sinh học mặc dù có ảnh hưởng đến quá trình hình thành tài năng, xúc cảm, sức khỏe, thể chất của con người, nhưng nó chỉ tạo nên tiền đề của sự phát triển NL. Mặt khác, những tư chất di truyền chỉ đặc trưng cho những lĩnh vực hoạt động rất rộng mà không hướng vào những lĩnh vực hoạt động hay sáng tạo cụ thể nào. Việc định hướng cụ thể này do các điều kiện xã hội cụ thể, do trình độ phát triển của những loại hình sản xuất, khoa học, nghệ thuật…và nhất là do hoạt động sáng tạo của các cá nhân quyết định. Những tư chất có sẵn trong cất tạo của não, trong các cơ quan cảm giác, các cơ quan vận động và ngôn ngữ…là điều kiện để thực hiện có kết quả một lĩnh vực hoạt động cụ thể. Tuy nhiên, sự thành công trong lĩnh vực đó phần lớn phụ thuộc vào hoàn cảnh thực tiễn, vào lao động học tập, rèn luyện cũng như vào việc tích lũy kinh nghiện cá nhân 3.3.2 Yếu tố hoạt động của chủ thể Như đã nói ở trên, NL không có sẵn trong con người. Con người bằng hoạt động của mình mà chiếm lĩnh những kinh nghiệm hoạt động của thế hệ đi trước, biến thành NL của chính mình. Đặc biệt là về mặt khoa học, nghệ thuật, ngày nay trên thế giới có rất nhiều nhà khoa học, nghệ sĩ hoạt động rất thành công trong một lĩnh vực nào đó mà một phần rất quan trọng là do đã tiếp thu những kinh nghiệm sáng tạo của biết bao thế hệ đi trước. Lịch sử nhân loại cho thấy các thiên tài về một lĩnh vực nào đó trước hết là những người hoạt động rất say mê, tích cực, miệt mài, kiên trì dồn hết thời gian và tâm trí vào hoạt động đó. Nhiều nhà khoa học lỗi lạc đều cho rằng “thiên tài, chín mươi chín phần trăm là do lao động, chỉ có một phần trăm là do bẩm sinh” tùy theo đặc điểm của loại hình hoạt động của con người mà các yếu tố bẩm sinh có thể phát triển mạnh theo hướng này hoặc theo hướng khác hay có thể bị thui chột đi. Như vậy, hoạt động của chủ thể có ý nghĩa quyết định đối với việc hình thành NL. 3.3.3 Yếu tố môi trường xã hội Ta hiểu môi trường xã hội là hệ thống các quan hệ chính trị, kinh tế, tư tưởng…được thiết lập trong xã hội. Những bộ phận của môi trường thường có tác động mạnh mẽ đến con người là gia đình, trường học, bạn bè, cơ sở sản xuất, văn hóa, thể thao… 37 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Mỗi con người đều hoạt động trong môi trường xã hội nhất định. Môi trường góp phần tạo nên động cơ, mục đích, phương tiện hành động và đặc biệt cho hoạt động giao lưu của mỗi cá nhân với xã hội mà nhờ đó cá nhân thu được kinh nghiệm của xã hội loài người, biến nó thành của mình. Cũng chính nhờ sự giao lưu với môi trường xã hội, con người mới biết được hoạt động của mình có ý nghĩa như thế nào, có lợi ích ra sao, có phù hợp với thực tế không…; từ đó, mà điều chỉnh hoạt động của mình để mang lại hệ quả ngày càng cao, NL ngày càng được phát triển. Ngay cả các nhà bác học về ngành khoa học tự nhiên, phần lớn thời gian làm việc trong phòng thí nghiệm, hầu như cô lập với xã hội bên ngoài thì những công trình sáng tạo của họ cũng có nguồn gốc từ sự tiếp nối phải giải quyết những vấn đề mà trước họ chưa ai làm được và kết quả công viêc của họ cũng phải được xã hội kiểm tra, thừa nhận thì mới thực sự trở thành tài sản của nhân loại, đáng được lưu truyền. 3.3.4 Vai trò của giáo dục trong việc hình thành NL Giáo dục là một loại hoạt động chuyên môn của xã hội, nhằm hình thành và phát triển nhân cách của con người (trong đó có NL) theo những yêu cầu của xã hội trong những giai đoạn lịch sử nhất định. Sự hình thành và phát triển NL của HS lại phải thông qua chính hoạt động của HS trong mối quan hệ với cộng đồng. Bởi vậy, nhà trường hiện đại phải là nhà trường hoạt động, lấy hoạt động của HS làm động lực chính để đạt được mục đích đào tạo. Chỉ có dạy học trong nhà trường mới có khả năng tạo ra những loại hoạt động đa dạng, phong phú, cần thiết, tạo điều kiện phát triển những NL khác nhau ở trẻ em phù hợp với năng khiếu bẳm sinh của họ và yêu cầu của xã hội. Tất nhiên không phải nhà trường đóng cửa lại mà dạy, trái lại chính nhà trường còn phải tạo điều kiện để cho mỗi cá nhân HS giao lưu với các thành viên khác trong nhà trường cũng như ngoài xã hội. Chính trong DH có thể lựa chọn kỹ lưỡng những hình thức hoạt động, có sự định hướng chính xác, giúp cho HS sớm ý thức được các yêu cầu của xã hội đối với hoạt động của mỗi người trong những lĩnh vực khác nhau. Nhà trường cũng tích lũy được những phương pháp tổ chức hoạt động học tập của HS có hiệu quả cao, tránh được sự mò mẫm của mỗi cá nhân. Như vậy, giáo dục (DH) có thể mang lại những hiệu quả, những tiến bộ của mỗi HS và các yếu tố khác không thể có được. Đặc biệt là DH có thể đi trước sự phát triển, thúc đẩy sự phát triển. Tuy nhiên, cũng cần phải chú ý rằng trong khi DH có khả năng định hướng, thúc đẩy sự phát triển NL của trẻ em thì cũng có khả năng gò ép HS theo một khuôn mẫu cứng nhắc, do đó hạn chế sự phát triển đa dạng ở họ. Tổ chức cho HS hoạt động, thông qua hoạt động tích cực, tự lực mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành NL là PP hữu hiệu để khắc phục xu hướng xấu đó. 38 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 3.4. Khái niệm năng lực sáng tạo. “Sáng tạo là một loại hoạt động mà kết quả của nó là một sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị” (Sáng tạo. Bách khoa toàn thư Liên Xô. Tập 42, trang 54). Năng lực sáng tạo có thể hiểu là khả năng tạo ra những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới. Trong khoa học kĩ thuật khi xem xét những phát kiến, phát minh người ta dựa theo những tiêu chuẩn sau đây: Được thừa nhận là một phát kiến, nếu nó là một sự xác lập những quy luật, những thuộc tính, những hiện tượng chưa biết trước đây, tồn tại một cách khách quan của thế giới vật chất. Được thừa nhận là một phát minh, nếu đó là một cách giải quyết mới mẻ một nhiệm vụ trong bất kì lĩnh vực nào của kinh tế quốc dân, văn hóa, y tế, hay quốc phòng mang lại một hiệu quả tích cực. Trong nghiên cứu VL, quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm bốn giai đoạn như ta đã biết, trong đó khó khăn nhất, đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự kiện thực nghiệm khởi đầu đề xuất mô hình giả thuyết và giai đoạn đưa ra phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra từ mô hình giả thuyết. Trong hai giai đoạn này, không có con đường suy luận logic mà phải chủ yếu dựa vào trực giác. Vấn đề bản chất tâm lý học của trực giác là vấn đề về cơ chế giải quyết các nhiệm vụ nhận thức mà không thể thực hiện được bằng con đường suy luận logic. Đó là trường hợp mà chủ thể nhận thức không có đủ tri thức cần thiết cho việc cải biến tình huống dần dần để cuối cùng đi đến giải quyết được nhiệm vụ. Ở đây, bắt buộc phải đưa ra một phỏng đoán mới, một giải pháp mới chưa hề có, một hoạt động sáng tạo thực sự. TD trực giác khác với TD biện giải logic là ở chỗ những bước đi của nó không thể hiện rõ một trình tự tất yếu chặt chẽ, việc giải quyết vấn đề lại giống như một phỏng đoán đòi hỏi có một căn cứ logic. Nếu tri thức biện giải được đạt tới bằng con đường suy luận logic liên tục, liên tiếp, mà trong đó mỗi một tư tưởng tiếp theo đều xuất phát một cách logic từ cái trước, phụ thuộc vào cái trước và là tiền đề cho các tiếp theo, thì TD trực giác thu nhận được một cách nhảy vọt, một cách trực tiếp, các giai đoạn của nó trong thể hiện một cách minh bạch và người suy nghĩ không thể kể ngay ra làm thế nào mà anh ta đi đến cái quyết định đó, con đường đó vẫn còn chưa nhận thức được, phải sau này mới xác lập được cơ sở logic của phỏng đoán trực giác đó. NL sáng tạo gắn liền với KN, kỹ xảo và vốn hiểu biết của chủ thể. Trong bất cứ lĩnh vực hoạt động nào, càng thành thạo và có KT sâu rộng thì càng nhạy bén trong dự đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương án để lựa chọn, càng tạo điều kiện cho trực giác phát triển. Bởi vậy, không thể rèn luyện NL sáng tạo tách rời, độc lập với học tập KT về một lĩnh vực nào đó. 39 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Đặc trưng tâm lý quan trọng của hoạt động sáng tạo là tính chất hai mặt chủ quan và khách quan: chủ quan theo quan điểm của người nhận thức mà trong đầu đang diễn ra quá trình sáng tạo và khách quan theo quan điểm của người nghiên cứu cái quá trình sáng tạo đó xem như là một quá trình diễn ra có quy luật, tác động qua lại giữa ba thành tố: tự nhiên, ý thức của con người và sự phản ánh tự nhiên vào ý thức của con người. Đối với người đang hoạt động sáng tạo thì tính mới mẻ, tính bất ngờ, tính ngẫu nhiên của phỏng đoán đều là chủ quan. Người đó có thể biết rằng những điều mình đề xuất ra nhân loại đã biết rồi. Tuy nhiên, sự phát minh, phát kiến mới xuất hiện từ nhu cầu xã hội đã chín mùi, không người này thì người khác sẽ đạt được, nhiều khi nhiều người cùng đạt được trong một thời gian. 3.5. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo. 3.5.1 Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng KT mới. Kiến thức VL trong trường phổ thông là những KT đã được loài người khẳng định. Tuy vậy, chúng luôn luôn là mới mẻ đối với HS. Việc nghiên cứu KT mới sẽ thường xuyên tạo ra những tình huống đòi hỏi HS phải đưa ra những ý kiến mới, giải pháp mới đối với chính bản thân họ. Tổ chức quá trình nhận thức VL theo chu trình sáng tạo sẽ giúp cho HS trên con đường hoạt động sáng tạo dễ nhận biết được: chỗ nào có thể dựa trên những hiểu biết đã có, chỗ nào phải đưa ra KT mới, giải pháp mới. Việc tập trung sức lực cho chỗ mới đó sẽ giúp cho hoạt động sáng tạo của HS có hiệu quả, rèn luyện cho TD trực giác nhạy bén, phong phú. Trong nhiều trường hợp, GV có thể giới thiệu cho HS kinh nghiệm sáng tạo của các nhà bác học. Theo quan điểm hoạt động, giáo trình VL được xây dựng đi từ dễ đến khó, phù hợp với trình độ HS, tận dụng được những kinh nghiệm sống hằng ngày của họ, tạo điều kiện cho họ có đề xuất ra những ý kiến mới mẻ, có ý nghĩa, làm cho họ nhận được hoạt động sáng tạo là hoạt động thường xuyên, có thể thực hiện được với sự cố gắng nhất định. Sự tự tin trong hoạt động sáng tạo là một yếu tố tâm lý rất quan trọng, làm cho chủ thể nhận thức thoát khỏi sự ràng buộc, hạn chế của những hiểu biết cũ hay bởi ý kiến của người khác, nhất là của những nhà bác học. Như vậy, kiểu DH thông báo – minh họa về nguyên tắc không thể rèn luyện cho HS NLST 3.5.2 Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết. Như đã biết, dự đoán có vai trò rất quan trọng trên con đường sáng tạo khoa học. Dự đoán dựa chủ yếu vào trực giác, kết hợp với kinh nghiệm phong phú và KT sâu sắc về mỗi lĩnh vực. Các nhà khoa học nói rằng: việc xây dựng giả thuyết dựa trên những khái quát hóa về những sự kiện thực nghiệm, những kinh nghiệm cảm tính. Tuy nhiên, sự khái quát đó không phải là một phép quy nạp đơn giản, hình thức mà nó chứa đựng một yếu tố mới, không có sẵn trong các sự kiện dùng làm cơ sở. Dự đoán khoa học không phải là tùy tiện mà luôn luôn phải có một cơ sở nào đó, tuy chưa thật chắc chắn. Có thể có các cách dự đoán sau đây trong giai đoạn đầu của hoạt động nhận thức VL của HS: 40 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân a. Dựa vào sự liên tưởng tới một kinh nghiệm đã có Ví dụ: quan sát một bình chứa không khí nối với một ống tiết diện nhỏ bên trong có một giọt chất lỏng để ngăn cách không khí với bình bên ngoài. Đem hơ bình hay để bình lại gần ngọn đèn điện, ta quan sát thấy: giọt chất lỏng di chuyển, chứng tỏ thể tích khí nở ra. Câu hỏi đặt ra là nguyên nhân vì sao chất khí trong bình nở ra. Câu trả lời là ví khí bị hơ lửa, vì để gần đèn điện thì không phải là dự đoán mà là sự thật, ai cũng thấy. Nhưng nếu câu trả lời là: “khí nở ra vì nóng lên” thì đó là một dự đoán, dựa trên sự liên tưởng đến một các chung giữa ngọn lửa và một cái đèn là “sự nóng”. b. Dựa trên sự tương tự  Dựa trên một dấu hiệu bên ngoài giống nhau mà đoán sự giống nhau về bản chất. Ví dụ: quan sát hiện tượng xảy ra khi chùm sáng kết hợp giao nhau. Ta thấy có những vân sáng và vân tối xen kẽ và cách đều nhau. Hiện tượng này giống như hiện tượng xảy ra khi hai sóng nước kết hợp giao nhau. Ta cũng thấy có những vân giao động với biên độ cực đại và những vân dao động với biên độ cực tiểu xen kẽ nhau. Từ đó, ta có thể dự đoán ánh sáng cũng có bản chất sóng như sóng nước. Ở đây, biên độ của sóng ánh sáng biểu hiện ở cường độ sáng.  Dựa trên sự giống nhau về cấu tạo mà dự đoán giống nhau về tính chất. Ví dụ: chất khí, chất lỏng, chất rắn đều cấu tạo bởi các phân tử riêng biệt chuyển động hỗn loạn không ngừng, giữa chúng có những lực hút – đẩy. Thí nghiệm cho biết chất khí nở ra khi nóng lên, có thể dự đoán chất lỏng và chất rắn cũng nở ra khi nóng lên. c. Dựa trên sự xuất hiện đồng thời giữa hai hiện tượng mà dự đoán giữa chúng có quan hệ nhân quả. Ví dụ: sau một số lần quan sát, thấy khi cho một nam châm chuyển động tương đối so với cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây có dòng điện cảm ứng, có thể dự đoán là chuyển động tương đối giữa nam châm và ống dây là nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng. d. Dựa trên những xét thấy hai hiện tượng luôn luôn biến đổi đồng thời, cùng tăng hoặc cùng giảm mà dự đoán về quan hệ nhân quả của chúng. Ví dụ: quan sát các hạt phấn hoa hòa trong nước, ta thấy chúng chuyển động hỗn loạn không ngừng. Khi hơ nóng làm tăng nhiệt độ của nước lên ta thấy vận tốc chuyển của các hạt phấn hoa (hạt Braonơ) tăng lên. Ngược lại khi làm giảm nhiệt độ của nước, ta lại thấy vận tốc của các hạt phấn hoa giảm đi. Ta có thể dự đoán sự tăng giảm nhiệt độ là nguyên nhân tăng giảm vận tốc của các hạt Braonơ. e. Dựa trên sự thuận nghịch thường thấy của nhiều quá trình Ví dụ: ta quan sát thấy dòng điện sinh ra quanh nó một từ trường, vậy có thể dự đoán ngược lại từ trường cũng có thể sinh ra dòng điện. f. Dựa trên sự mở rộng phạm vi ứng dụng của một kiến thức đã biết sang một lĩnh vực khác. Ví dụ: quan sát hai lực kế tương tác móc vào nhau gây ra biến dạng, ta thấy hai lực tương tác giữa chúng bằng nhau và ngược chiều. Mở rộng kiến thức đó cho trường hợp 41 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân hai vật chuyển động cùng chiều và chạm vào nhau, lực tương tác giữa chúng gây ra gia tốc. Ta dự đoán: trong trường hợp này, hai lực tương tác cũng bằng nhau và ngược chiều: F1 = m1a1 F2 = m2a2  m1a1 = m2a2 h. Dự đoán về mối quan hệ định lượng Những hiện tượng VL xảy ra rất phức tạp, nhưng một điều đáng ngạc nhiên là các định luật chi phối chúng rất đơn giản và có thể biểu diễn bằng các công thức toán học đơn giản. Mối quan hệ giữa hai đại lượng VL trong chương trình phổ thông thường được biểu diễn bằng các hàm số sau: + Bằng nhau Ví dụ: định luật phản xạ ánh sáng: i=r + Tỉ lệ thuận hay tỉ lệ nghịch Ví dụ: định luật Ôm cho đọan mạch có điện trở thuần: I = kU; I = U R + Hàm số bậc nhất. Ví dụ: sự nở về nhiệt: l= l0(1+ t ) + Tỷ lệ bậc hai Ví dụ: định luật vạn vật hấp dẫn: F=G m1m2 r2 + Tỷ lệ theo hàm số lượng giác Ví dụ: định luật khúc xạ ánh sáng: sini = nsinr + Sự bảo toàn của một đại lượng Ví dụ: định luật bảo toàn cơ năng: mv 2  const mgh + 2 Trong VL, còn sử dụng một số hàm số khác để biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng VL nhưng HS chưa được học ở tường phổ thông. Muốn dự đoán được mối quan hệ định lượng, cần phải thực hiện các phép đo. Thực hiện các phép đo với số các giá trị khác nhau càng nhiều thì càng dự đoán được chính xác. Tuy nhiên, ở trường phổ thông không có thời gian để làm việc đó nên ít nhất cũng phải làm ba lần với ba giá trị khác nhau của một đại lượng. 42 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Trong nhiều trường hợp, nếu biểu diễn các cặp số đo trên một đồ thị thì việc dự đoán sẽ dễ dàng hơn. Tuy nhiên, sự dự đoán về mối quan hệ định lượng bao giờ cũng phải chú ý đến sai số có thể phạm phải. 3.5.3 Luyện tập đề xuất phương án kiểm tra dự đoán. Trong nghiên cứu VL, một dự đoán, một giả thiết thường là một sự khái quát các sự kiện thực nghiệm nên nó có tính chất trừu tượng, tính chất chung, không thể kiểm tra trực tiếp được. Muốn kiểm tra xem dự đoán, giả thiết có phù hợp với thực tế không, ta phải xem điều dự đoán đó biểu hiện trong thực tề như thế nào, có những dấu hiệu nào có thể quan sát được. Điều đó có nghĩa là từ một dự đoán, giả thuyết, ta phải suy ra được một hệ quả có thể quan sát được trong thực tế, sau đó tiến hành thí nghiệm để xem hệ quả rút ra bằng suy luận đó có phù hợp với kết quả thí ngiệm không. Hệ quả suy ra được phải khác với những sự kiện ban đầu dùng làm cơ sở cho dự đoán thì mới có ý nghĩa. Số hệ quả phù hợp với thực tế càng nhiều thì dự đoán càng trở thành chắc chắn, sát với chân lý hơn. Quá trình rút ra hệ quả thường áp dụng suy luận logic hay suy luận toán học. Sự suy luận này phải đảm bảo là đúng quy tắc, quy luật, không phạm sai lầm. Những quy tắc, quy luật đó đều đã biết, cho nên về nguyên tắc, sự suy luận đó không đòi hỏi một sự sáng tạo thật sự có thể kiểm soát được. Vấn đề đòi hỏi sự sáng tạo ở đây là đề xuất được phương án kiểm tra hệ quả đã rút ra được. Ví dụ sau khi dự đoán rằng: “tương tự như chất lỏng, chất rắn cũng nở ra khi nóng lên”, ta suy ra một hệ quả về một vật rắn cụ thể như một thanh đồng chẳng hạn: thanh đồng cũng sẽ nở ra khi bị hơ nóng. Cần phải bố trí một thí ngiệm như thế nào để biết được thanh đồng có thật sự nở ra khi bị làm nóng lên không? Có những cách nào để làm nóng thanh đồng lên, có những cách nào để biết được thanh đồng có nở ra không? Cần đưa ra một thiết bị thích hợp để phối hợp hai cách đó, khiến ta có thể đồng thời làm nóng thanh đồng và nhận biết được nó nở ra. Trước đây, HS chưa bao giờ làm việc này. Thực tế cũng có nhiều cách làm khác nhau, HS cũng có thể đưa ra một vài phương án mà họ cho là hợp lý. GV là người có nhiều kinh nghiệm hơn, sẽ hướng dẫn HS phân tích tính khả thi của mỗi phương án và chọn ra phương án có triển vọng nhất. Việc tổ chức thực hiện phương án kiểm tra đó ngay trong lớp học cần có thiết bị thích hợp. Điều này GV phải chuẩn bị trước, dựa vào kinh nghiệm DH của mình. Chẳng hạn như HS đưa ra ý kiến sau:  Làm nóng thanh đồng lên bằng cách nhúng nó vào nước nóng hoặc hơ nó trên ngọn lửa của que diêm, cây nến, bật lửa hay ngọn lửa đèn cồn.  Nhận biết sự nở của thanh đồng bằng cách để nó bên cạnh một thanh khác có cùng chiều dài mà không bị hơ nóng, đặt hai vật chắn ở hai đầu thanh, nếu thanh nở ra nó sẽ đẩy vật chắn dịch chuyển; đặt thanh đồng vừa khít vào hai vật chắn cố định ở hai đầu nhưng vẫn lấy ra, đưa vào được, nếu thanh nở ra nó sẽ chặt khít vào hai vật chắn, không lấy ra được, không đưa vào được. 43 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân GV biết rằng chất rắn nở rất ít, có thể sơ bộ làm cho HS biết điều ấy để họ lựa chọn phương án nào có thể giúp phát hiện được sự nở ra rất ít của thanh đồng. Về sau, còn cần kiểm tra các chất rắn giãn nở khác nhau. Muốn thế cần phải đưa ra một thiết bị có thể khuyếch đại sự dịch chuyển thêm của đầu các thanh đồng, sắt, nhôm để so sánh. Điều này đòi hỏi ở HS vừa phải có kinh nghiệm trong cuộc sống và có sáng kiến vận dụng tổng hợp các kinh nghiệm đó vào giải quyết nhiệm vụ cụ thể này. Để có thể đề ra được một phương án thí nghiệm kiểm tra, HS không những phải huy động những kiến thức VL đã có mà còn cả những kinh nghiệm trong đời sống hằng ngày hay từ những môn học khác nữa. Nhiều khi để có thể suy ra được một hệ quả có thể kiểm tra được trong thực tiễn, ta phải thực hiện một chuỗi nhiều phép suy luận liên tiếp. Ví dụ: để kiểm tra giả thuyết cho rằng lực tương tác giữa hai vật chuyển động là hai lực bằng nhau và ngược chiều, ta phải đo lực bằng cách dựa trên biểu hiện gây ra gia tốc của lực, nghĩa là dựa vào công thức F = ma. Nhưng bởi vì ta không có một dụng cụ để đo trực tiếp lực trong trường hợp này nên phải tiếp tục thực hiện các phép suy luận cho đến khi thu được những đại lượng có thể quan sát được trong các thí nghiệm về động lực học, đó là đường đi và thời gian chuyển động. Cụ thể là, cần phải thực hiện các phép suy luận sau: Theo công thức F = ma, muốn đo lực, ta phải đo khối lượng của vật và gia tốc mà vật thu được khi tương tác. Khối lượng của vật đo được bằng cân. Vì ta không có dụng cụ đo trực tiếp gia tốc nên để xác định được gia tốc của vật chuyển động nhanh dần đều, ta có thể dùng công thức a = vt  v 0 , trong đó vt và vo là vận tốc của ngay sau tương tác và t ngay trước tương tác. Nếu ta loại trừ được ma sát để chỉ có hai vật tương tác với nhau thì chuyển động của vật trước và sau tương tác là chuyển động thẳng đều. Vì vậy, ta có thể xác định các vận tốc vt và vo từ các quảng đường mà vật đi được trước tương tác, sau tương tác và các khoảng thời gian tương ứng theo công thức tính vận tốc của chuyển động thẳng đều v = s . t Việc bố trí một phương án thí nghiệm để quan sát hiện tượng hay đo lường các đại lượng cụ thể đã dự đoán có khi tương đối đơn giản (Ví dụ: quan sát hiện tượng nở vì nhiệt của các vật rắn), nhưng cũng có khi rất phức tạp (Ví dụ: trường hợp đo lực tương tác giữa hai vật trong tương tác chuyển động nói ở trên). Ở trường hợp này, phải tạo ra chuyển động không có ma sát, phải đo đồng thời cả s và t. Đến đây, tùy theo trình độ của HS mà HS có thể đề xuất nhiều phương án thí nghiệm khác nhau. Ví dụ: để khử ma sát phải dùng vật lăn được (bi, xe lăn) hoặc đệm không khí; còn để đo được đồng thời s và t phải áp dụng biện pháp ghi tự động vị trí của vật theo thời gian. 3.5.4 Giải các bài tập sáng tạo. Ở trên, ta đã xem xét việc rèn luyện năng lực sáng tạo cho HS trong quá trình xây dựng kiến thức mới. Ngoài ra, trong DH VL, người ta còn xây dựng những loại bài tập 44 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân riêng vì mục đích này và được gọi là bài tập sáng tạo. Trong loại bài tập sáng tạo này, ngoài việc phải vận dụng một số kiến thức đã học, HS bắt buộc phải có những ý kiến độc lập mới mẻ, không thể suy ra một cách logic từ những kiến thức đã học. Khi khảo sát chu trình sáng tạo khoa học, hai giai đoạn khó khăn hơn cả đòi hỏi sự sáng là giai đoạn từ sự cảm tính tới việc xây dựng mô hình giả thuyết trừu tượng và giai đoạn chuyển từ một tiên đề lý thuyết và những quy luật nhất định của hiện tượng sang việc kiểm tra bằng thực nghiệm. Giai đoạn thứ nhất đòi hỏi sự giải thích hiện tượng, trả lời câu hỏi: tại sao?. Còn giai đoạn thứ hai lại đòi hỏi thực hiện một hiện tượng thực, đáp ứng với những yêu cầu đã cho, nghĩa là trả lời câu hỏi: làm thế nào? Tương ứng với hai trường hợp trên là hai loại bài tập sáng tạo: bài tập nghiên cứu và bài tập thiết kế chế tạo. Ví dụ: với đề tài “lực tác dụng lên vật chuyển động tròn đều”, có thể đưa ra hai bài tập sáng tạo sau:  Bài tập nghiên cứu: một miếng gỗ nhỏ đặt ở rìa một đĩa tròn nằm ngang. Cho đĩa quay từ từ xung quanh một trục xuyên qua tâm đĩa với vận tốc góc tăng từ từ. Đến một lúc nào đó, miếng gỗ bị văng ra khỏi đĩa. Giải thích tại sao?  Bài tập thiết kế: hãy thiết kế một thiết bị trong đó sử dụng trọng lực làm lực hướng tâm để giữ cho một vật chuyển động tròn đều trong một mặt phẳng nằm ngang. 45 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Chương 4 THIẾT KẾ MỘT SỐ BÀI TRONG CHƯƠNG 1 ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN, VẬT LÍ 12 NC 4.1. Đại cương chương 1 Động lực học vật rắn, Vật lí 12 nâng cao. 4.1.1. Kiến thức, kĩ năng a. Kiến thức: - Hiểu được khái niệm vật rắn và chuyển động của một vật rắn. - Biết cách xác định vị trí vật rắn trong chuyển động quay quanh một trục cố định. - Hiểu được khái niệm: tốc độ góc, gia tốc góc, momen quán tính. - Viết được phương trình động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định. - Hiểu được khái niệm momen động lượng của một vật rắn và viết được hệ thức của định luật này. - Viết được công thức tính momen động lượng trong một số trường hợp vật rắn có dạng đặc biệt. Viết được công thức tính động năng của vật rắn quay quanh trục cố định. b. Kỹ năng - Vận dụng các công thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. - Vận dụng kiến thức về momen quán tính để giải thích một số hiện tượng vật lí liên quan đến chuyển động quay của vật rắn. - Vận dụng được phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định để giải các bài tập đơn giản khi biết momen quán tính của vật. - Vận dụng được định luật bào toàn momen động lượng. 4.1.3. Sơ đồ cấu trúc nội dung.      Chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định Tọa độ góc Tốc độ góc Gia tốc góc Các phương trình động lực học của chuyển động quay Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay Phương trình động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định  Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực  Momen quán tính  Phương trình động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định  Bài tập ví dụ Momen động lượng, định luật bảo toàn momen động lượng  Momen động lượng  Định luật bảo toàn momen động lượng Động năng của vật rắn quanh một trục cố định  Động năng của vật rắn quanh một trục cố định  Bài tập áp dụng Bài tập về động lực học vật rắn 46 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân  Nhận xét: Chương Động lực học vật rắn được trình bày theo phương pháp giải quyết vấn đề. Ở chương này, ta sẽ khảo sát chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định, trong đó vật rắn được hiểu là những vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. Ta sẽ nghiên cứu các vấn đề:  Chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định.  Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố định.  Momen động lượng. Định luật bảo toàn momen động lượng.  Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định. 4.2. Thiết kế giáo án một số bài trong chương. 4.2.1. Bài 1 Chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định BÀI 1 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Nêu được vật rắn và chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là gì. - Nêu được đặc điểm chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định - Nêu được khái niệm toạ độ góc, tốc độ góc. - Viết được biểu thức của tốc độ góc, gia tốc góc và nêu được đơn vị đo tốc độ góc, gia tốc góc. - Viết được các phương trình động học của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. - Viết được các công thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. 2. Kĩ năng: - Vận dụng các công thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. - Áp dụng giải các bài tập đơn giản. 3. Thái độ: - Tình cảm: có hứng thú với bộ môn. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Chuẩn bị hình vẽ 1.1; 1.2; 1.3 trên khổ giấy lớn. - Chuẩn bị mô hình vật rắn quay quanh trục cố định. - Chuẩn bị phiếu học tập cho HS. 2. Học sinh: - Có đủ SGK. - Ôn các phương trình động học của chuyển động tịnh tiến. 47 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Phiếu học tập * Câu hỏi cho học sinh chuẩn bị bài ở nhà: - Tìm hiểu khái niệm vật rắn. - Tìm hiểu về đặc điểm chuyển động của vật rắn quay quanh trục cố định. - Tìm hiểu khái niệm, biểu thức của tốc độ góc, gia tốc góc và nêu được đơn vị đo tốc độ góc, gia tốc góc. - Tìm hiểu các phương trình động lực học của chuyển động quay. - Tìm hiểu vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay. * Câu hỏi củng cố bài: B1: Một vật rắn đang quay xung quanh một trục cố định đi qua vật, một điểm xác định trên vật rắn ở cách trục quay khoảng r ≠ 0 có độ lớn vận tốc dài là một hằng số. Tính chất chuyển động của vật rắn đó là A. quay đều. B. quay nhanh dần. C. quay chậm dần D. quay biến đổi đều B2: Khi một vật rắn quay đều quanh một trục cố định đi qua vật thì một điểm xác định trên vật ở cách trục quay khoảng r ≠ 0 có A. vectơ vận tốc dài biến đổi. B. vectơ vận tốc dài không đổi C. độ lớn vận tốc góc biến đổi. D. độ lớn vận tốc dài biến đổi B3: Một vật rắn đang quay đều quanh một trục cố định đi qua vật. Một điểm xác định trên vật rắn ở cách trục quay khoảng r ≠ 0 có A. vận tốc góc biến đổi theo thời gian. B. vận tốc góc không biến đổi theo thời gian. C. gia tốc góc biến đổi theo thời gian. D. gia tốc góc có độ lớn khác không và không đổi theo thời gian. B4: Một vật rắn đang quay xung quanh một trục cố định xuyên qua vật. Các điểm trên vật rắn (không thuộc trục quay) A. quay được những góc không bằng nhau trong cùng một khoảng thời gian. B. ở cùng một thời điểm, không cùng gia tốc góc. C. ở cùng một thời điểm, có cùng vận tốc dài. D. ở cùng một thời điểm, có cùng vận tốc góc. B5: Một cánh quạt dài 20cm. Tốc độ dài của một điểm ở vành cánh quạt bằng 15m/s, nó quay với tốc độ góc bao nhiêu? B6: Một cánh quạt quay với tốc độ góc không đổi bằng 94rad/s. Tốc độ dài của một điểm ở vành cánh quạt bằng 18,8m/s. Cánh quạt có chiều dài bao nhiêu? Đáp án câu hỏi củng cố bài: B1(A); B2(A); B3(B); B4(D); B5(75rad/s); B6(20cm) 48 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân III . THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC : Khảo sát chuyển động quay của vật rắn bằng cách nào? Tọa độ góc Vị trí của một vật rắn quay quanh một trục cố định được xác định bằng tọa độ góc  của vật. Nếu vật chỉ quay theo một chiều và chọn chiều dương là chiều quay của vật thì khi đó  > 0. Góc  đo bằng rad Tốc độ góc Tốc độ góc tức thời (gọi tắt là tốc độ góc) là một đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi nhanh hay chậm của vật rắn quay quanh một trục ở thời điểm t  d = , (t) . Đơn vị của tốc độ góc là rad/s  t 0 t dt   lim Gia tốc góc Gia tốc Gia tốc góc tức thời (gọi tắt là gia tốc góc) của vật rắn quay quanh một trục ở thời điểm t là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên của tốc độ góc ở thời điểm  d  = , (t) Đơn vị của gia tốc góc là rad/s2. t 0 t dt đó   lim Các phương trình động học của chuyển động quay   = const, t = 0 lúc  = o :  = o + t  γ = const, t = 0 lúc  = o và  = o.   = o + γt;   = o + ot + 1 2 γt ; 2  2 - o2 = 2 γ( - o) γ > 0: chuyển động quay nhanh dần. γ < 0: chuyển động quay chậm dần. Vận tốc và gia tốc của các điểm trên trục quay a = an + at dv d v2 Với: at = = r. = r. γ ; an = an =  2 r dt dt r Độ lớn: a = a 2n  a 2t 49 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Những cơ hội để học sinh phát huy năng lực sáng tạo : - Phát phiếu câu hỏi để HS về nhà tìm hiểu trước khi tới lớp nhằm giúp HS định hướng được nội dung mình sẽ học gồm những gì, để chuẩn bị và phát biểu. - Đưa ra những câu hỏi C1, C2, C3, C4, C5 C6 trong SGK để HS trao đổi nhằm phát huy năng lực sáng tạo ở mỗi HS và yêu cầu bất kì em nào đứng lên trả lời và có thể cho điểm cộng nếu trả lời đúng. IV. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1. Ổn định tổ chức (2’) 2. Giới thiệu chương 1 (5’) 3. Tiến trình xây dựng nội dung bài học Hoạt động 1: (5’) Tình huống học tập Hoạt động của HS Hoạt động của GV Thảo luận, trả lời nội dung câu hỏi: Nêu hai câu hỏi gợi ý, xây dựng nội dung + Chỉ cần khảo sát chuyển động tịnh tiến cần thực hiện của bài. của một điểm bất kì trên vật. Vì khi vật H1 . Có thể khảo sát chuyển động tịnh tiến chuyển động tịnh tiến, mọi điểm trên vật của một vật thế nào? Vì sao? có quỹ đạo giống hệt nhau. Cho HS quan sát mô hình một vật rắn quay quanh một trục cố định. + Trao đổi và trả lời: H2 . Khảo sát chuyển động quay của vật - Xác định các đại lượng đặc trưng cho rắn bằng cách nào? chuyển động quay. Giới thiệu nội dung cần tìm hiểu. - Qui luật của chuyển động và liên hệ giữa các đại lượng đặc trưng cho chuyển động. Hoạt động 2. (10’) Tìm hiểu tọa độ góc  Nêu được đặc điểm chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định. Nêu được khái niệm toạ độ góc Hoạt động của HS Hoạt động của GV + Quan sát thêm hình (1.1)-SGK. Trả lời Xét một vật rắn quay một trục cố định câu hỏi. -Phải phát hiện 2 đặc điểm của chuyển động. -Mỗi điểm trên vật vạch nên một đường tròn nằm trong mp vuông góc với trục H1 (hình 1.1) Khi vật quay quanh trục Az thì các điểm M, N trên vật sẽ chuyển động thế nào? H2 Trong cùng một khoảng thời gian, góc 50 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn quay, tâm trên trục quay, bán kính bằng khoảng cách từ điểm đó đến trục quay. -Mọi điểm trên vật đều quay được cùng một góc trong cùng một khoảng thời gian. SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân quay của các điểm M, N khác nhau trên vật có giá trị thế nào? H3 Khi quay, vị trí của vật có thể xác định Khi quay, vị trí của vật có thể xác định bằng đại lượng nào? bằng tọa độ góc quay. Giảng nội dung: Khái niệm tọa độ góc  + Tìm hiểu vị trí góc  giữa hai mp(Po) cố với điều kiện phải chọn một chiều dương định và mp(P) di động. và một mp mốc (Po), một mp(P) gắn liền với vật chuyển động quay. H4 Khi vật rắn quay quanh trục cố định Khi vật rắn quay quanh trục cố định sự sự biến thiên của góc  theo thời gian cho biến thiên của góc  theo thời gian cho ta ta biết gì về chuyển động quay của vật? biết quy luật về chuyển động quay của vật.  giới thiệu tọa độ góc . Thảo luận tìm hiểu được +  thay đổi theo thời gian khi vật quay. + Dùng góc  để xác định vị trí của vật vào một thời điểm bất kì. Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu tốc độ góc  Biết được biểu thức và định nghĩa tốc độ góc. Hoạt động của HS Hoạt động của GV +Với chuyển động tịnh tiến: dùng tốc độ Câu hỏi gợi ý: H1 Để đặc trưng cho mức độ nhanh hay dài  tọa độ dài x. chậm của chuyển động tính tiến, ta dùng Chuyển động quay có vị trí xác định khái niệm gì? Mức độ nhanh, chậm của chuyển động quay bằng tọa độ góc  Dùng tốc độ góc để dùng khái niệm gì đặc trưng? đặc trưng. -Xây dựng tb; tt theo SGK. H2 Thế nào là tốc độ góc trung bình? Tốc  tb  độ góc tức thời? t  d -Hướng dẫn HS xây dựng từ tốc độ trung   lim  t 0 t bình, tức thời của chuyển động thẳng. dt -Phát biểu định nghĩa: tốc độ góc tức thời: là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục ở thời điểm t và được xác định bằng đạo hàm của toạ độ góc theo thời gian. Đơn vị: rad/s +Thảo luận nhóm, trả lời câu hỏi C2. -Tìm góc quay ứng với 450 vòng:  = 2.450 -Tìm thời gian quay 450 vòng: t = 1’ = 60” -Nêu câu hỏi C2 SGK. 51 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn -Tìm     47 rad / s t -Xác định A = B = … Vì A = B = … tA = tB = … SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân H3 Hãy so sánh tốc độ góc của các điểm A, B … trên vật cách trục quay khoảng r1, r2 … (câu hỏi này nêu sau khi HS trả lời câu hỏi C2 SGK) Hoạt động 4. (15’) Tìm hiểu gia tốc góc.  Biết được biểu thức và định nghĩa gia tốc góc. Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Trả lời câu hỏi theo gợi ý: -Câu hỏi gợi ý: Để đặc trưng cho mức độ quay nhanh, H1 Khi vật rắn quay không đều, tốc độ góc chậm của vật rắn ta đưa ra khái niệm gia thay đổi. Để đặc trưng cho sự biến thiên tốc góc. nhanh hay chậm của tốc độ góc, ta đưa ra khái niệm gì? Từ cơ sở atb, att của chuyển động thẳng H2 Thế nào là gia tốc góc trung bình? Gia  gia tốc góc trung bình, gia tốc góc tức tốc góc tức thời? thời trong chuyển động quay Gia tốc góc trung bình:  tb   t Gia tốc góc tức thời:   lim   d t 0 t dt Dấu của gia tốc góc cho ta biết vật rắn quay nhanh dần hay chậm dần Có phải dấu của gia tốc góc cho ta biết vật rắn quay nhanh dần hay chậm dần không? Nêu câu hỏi C3 (SGK) -Thảo luận nhóm, trả lời C3. Phân tích: o = 0. Sau t = 2s:  = 10rad/s   0  5rad / s 2 Tìm  tb  t Hoạt động 5. (15’) Phương trình động học của chuyển động quay.  Viết được các phương trình động học của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Tìm hiểu nội dung của bảng 1.1 -Hướng dẫn HS tìm hiểu sự tương ứng giữa các đại lượng góc trong chuyển động quay và đại lượng dài trong chuyển động thẳng thông qua bảng 1.1-SGK. -Nêu câu hỏi gợi ý: Thảo luận nhóm. H1 Xét hai dạng chuyển động quay của vật -Trả lời câu hỏi H1: rắn có: +  không đổi: vật chuyển động quay -Tốc độ góc không đổi. đều. -Gia tốc góc không đổi. +  không đổi: chuyển động quay không Nêu tính chất của hai loại chuyển động trên. đều, quay biến đổi đều. 52 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn -Thảo luận nhóm, nhớ lại: +Thẳng đều: v = hằng số. x = xo + vt +Thẳng biến đổi đều: a =hằng số. v = vo + at SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân H2 Trong hai trường hợp của chuyển động thẳng đều, thẳng biến đổi đều, các pt có dạng thế nào? Hãy suy ra các pt chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. at 2 x  x0  v0t  2 2 2 v  v0  2as  Các phương trình cho chuyển động quay.  = hằng số.   0   t    0  t   t2 2     2   0  2 2 0 -Trả lời H3. +  và  cùng dấu: . > 0: quay nhanh dần. +  và  trái dấu: . < 0: quay chậm dần. H3 So sánh dấu của  trong hai trường hợp: -Quay nhanh dần. -Quay chậm dần. *Cần lưu ý: xét dấu của  và  mới xác định tính chất của chuyển động. Hoạt động 6. (20’) Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay  Viết được các công thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Trả lời câu hỏi gợi ý. Nêu câu hỏi gợi ý: -Từ chuyển động tròn đều, HS nhắc lại H1 Nhắc lại CT liên hệ giữa tốc độ góc và các công thức : tốc độ dài của một điểm chuyển động trên v  r quỹ đạo tròn bán kính r. 2 an  v   2r r Vật quay đều. v của mỗi điểm chỉ thay đổi hướng, độ lớn không đổi. Mỗi điểm của vật có gia tốc hướng tâm: an  H2 Khi vật rắn quay đều, mỗi điểm trên vật chuyển động với vận tốc, gia tốc có hướng và độ lớn thế nào? v2   2r r -Thảo luận nhóm. Vẽ các vectơ vo và v ở hai thời điểm to, t bất kì  a hướng vào bề lõm quỹ đạo. H3 Khi vật rắn quay không đều, vectơ a của các điểm trên vật có hướng thế nào? H4 Khi vectơ gia tốc a của điểm trên vật 53 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn Phân tích a thành 2 thành phần tiếp tuyến và pháp tuyến -Phân tích hình 1.6. -Thảo luận nhóm, suy tìm kết quả. Độ lớn gia tốc a: a  an 2  at 2 SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân tạo với bán kính một góc , tìm độ lớn vectơ a thế nào? -Hướng dẫn HS phân tích hình 1.6. H5 Tổng hợp hai thành phần của a , ta được a có độ lớn và hướng xác định thế nào? + Hướng của a : vectơ a tạo một góc  với bán kính: tan   at   an  2 4. Củng cố - Dặn dò (8’) GV nêu câu hỏi để HS vận dụng nội dung bài học: + Cho HS giải bài tập trắc nghiệm 1, 2, 3 trong sgk + Cho HS tự giải bài tập trắc nghiệm và tự luận trong phiếu học tập + Chuẩn bị: - Giải bài tập 4, 5, 6, 7, 8 SGK. - Xem lại bài Momen lực SGK lớp 10. RÚT KINH NGHIỆM …………………………………………………………………………………………… …………………………….……………………………………………………………… ………………………………………………………….………………………………… ……………………………………………………………………………………….…… ……………………………………………………………………………………………. 54 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 4.2.2. Bài 2 Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định BÀI 2 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Viết được công thức tính momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay và nêu được ý nghĩa của đại lượng này. - Hiểu được cách xây dựng phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và viết được phương trình M = I. 2. Kĩ năng: - Vận dụng kiến thức về momen quán tính để giải một số hiện tượng vật lí liên quan đến chuyển động quay của vật rắn. - Giải tốt các bài toán cơ bản về chuyển động quay của vật rắn. 3. Thái độ: - Tình cảm: có hứng thú với bộ môn. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Dùng các VD trong thực tế thông qua các hình vẽ, tranh ảnh minh họa về chuyển động quay của vật rắn để khai thác kiến thức có liên quan đến bài học. 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức vật lí lớp 10: momen lực, khối lượng, phương trình động lực học của chất điểm. Phiếu học tập * Câu hỏi cho học sinh chuẩn bị bài ở nhà: - Tìm hiểu về mối liên hệ giữa gia tốc và momen lực - Tìm hiểu khái niệm, biểu thức của momen quán tính - Tìm hiểu các phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định * Câu hỏi củng cố bài: B1: Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đối với vật rắn có trục quay cố định được gọi là: A. momen lực. B. momen quán tính. C. momen động lượng. D. momen quay. B2: Momen quán tính của một vật rắn không phụ thuộc vào A. khối lượng của vật. B. kích thước và hình dạng của vật. C. vị trí trục quay của vật. D. tốc độ góc của vật. B3: Một momen lực không đổi tác dụng vào một vật có trục quay cố định. Trong các đại lượng dưới đây thì đại lượng nào không phải là một hằng số? A. Momen quán tính. B. Khối lượng. 55 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân C. Tốc độ góc. D. Gia tốc góc. B4: Nếu tổng momen lực tác dụng lên vật bằng 0 thì A. momen động lượng của vật thay đổi B. gia tốc góc của vật thay đổi C. tốc độ góc của vật không đổi D. gia tốc toàn phần của vật không đổi B5: Một cậu bé đẩy một chiếc đu quay có đường kính 2.8 m bằng một lực 50 N đặt tại vành của chiếc đu theo phương tiếp tuyến. Momen lực tác dụng vào đu quay có giá trị nào sau đây? A. 35 N.m. B. 140 N.m. C. 25 N.m. D. 70 N.m. B6: Momen của lực tác dụng vào vật rắn có trục quay cố định là đại lượng đặc trưng cho A. mức quán tính của vật rắn. B. năng lượng chuyển động quay của vật rắn. C. tác dụng làm quay của lực. D. khả năng bảo toàn vận tốc của vật rắn. B7: Đại lượng trong chuyển động quay của vật rắn tương tự như khối lượng trong chuyển động của chất điểm là: A. momen động lượng B. momen quán tính C. tốc độ góc D. momen lực B8: Một cậu bé đẩy một chiếc đu quay có đường kính 4 m bằng một lực 60 N đặt tại vành của chiếc đu theo phương tiếp tuyến. Momen lực tác dụng vào đu quay có giá trị bằng A. 15 N.m. B. 30 N.m. C. 120 N.m. D. 240 N.m. Đáp án câu hỏi củng cố bài: B1(A); B2(D); B3(C); B4(C); B5(D); B6(C); B7(B); B8(A) 56 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân III . THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC : Trong chuyển động của chất điểm phương trình động lực học a  F . m Vậy trong chuyển động quay của vật rắn phương trình như thế nào? Momen lực đối với trục quay Momen lực là một đại lượng đại số (momen còn đặc trưng cho chiều tác dụng của lực) : momen lực có giá trị dương khi lực có xu hướng làm vật quay theo chiều (+) và ngược lại. Độ lớn: M=F.d ; đơn vị N.m Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực M=    Mi =   mi ri2   i  i  Momen quán tính Momen quán tính I đối với một trục là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục ấy. I =  mi .ri 2 Đơn vị của I là: kg.m2 i Phương trình động lực học của vật rắn quanh trục cố định M = I Bài tập ví dụ Những cơ hội để học sinh phát huy tính tích cực sáng tạo : - Phát phiếu câu hỏi để HS về nhà tìm hiểu trước khi tới lớp nhằm giúp HS định hướng được nội dung mình sẽ học gồm những gì, để chuẩn bị và phát biểu. - Đưa ra những câu hỏi C1, C2, C3 trong SGK để HS trao đổi nhằm phát huy năng lực sáng tạo ở mỗi HS và yêu cầu bất kì em nào đứng lên trả lời và có thể cho điểm cộng nếu trả lời đúng. 57 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân IV. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức (2’) 2. Kiểm tra bài cũ (5’) GV nêu nội dung kiểm tra: H1 . Viết các pt của chuyển động quay biến đổi đều của vật rắn quanh một trục cố định. Áp dụng: Giải bài tập số 5, SGK trang 9. HS trả lời và giải bài toán trên bảng. Cả lớp theo dõi và nhận xét. 3. Tiến trình xây dựng nội dung bài học. Hoạt động 1: Nêu vấn đề (3’) Trong chuyển động của chất điểm, gia tốc của chất điểm và lực tác dụng có mối liên hệ được diễn tả bằng định luật II Niutơn a  F . Trong chuyển động quay của vật rắn, giữa m gia tốc góc và momen lực có mối liên hệ thế nào? Hoạt động 2. (20’) Tìm hiểu Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực.  Biết được mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực Hoạt động của HS Hoạt động của GV - Thảo luận nhóm, trả lời H1: - Nêu các câu hỏi gợi ý để HS phát hiện vấn Momen lực đối với một trục quay. đề. M = F.d H1 Tác dụng lực lên vật rắn để vật quay Để vật quay càng mạnh: quanh một trục cố định, ta có thể thay đổi các + Tăng dần độ lớn của lực. yếu tố nào để vật quay càng mạnh? + Thay đổi sao cho phương của lực GV hướng dẫn HS trả lời câu hỏi C1 (bằng không qua trục quay và có giá càng xa nội dung câu hỏi H1) trục quay. - Cho HS xem mô hình theo hình 2.1. Giới thiệu chi tiết và cho quả cầu quay để HS quan sát. Nêu câu hỏi gợi ý: H2 . Vì sao không quan tâm đến lực pháp - Khảo sát chuyển động quay của vật tuyến Fn trong chuyển động của quả cầu mà trên mp ngang theo hình 2.1. Trả lời câu chỉ quan tâm đến Ft ? hỏi H2. - Hướng dẫn HS lập luận, xây dựng hệ thức: + Fn làm vật chuyển động trên đường M   Mi tròn nhưng không làm thay đổi tốc độ i góc. + Momen của F t đối với trục quay qua O? + Ft gây nên gia tốc tiếp tuyến, tức là có biến đổi tốc độ góc. + Phương trình định luật II Niu tơn? - Thảo luận nhóm, xây dựng phương + Mối liên hệ giữa gia tốc tiếp tuyến và gia trình (2.6) tốc góc? + M = Ft.r + Momen lực tác dụng lên chất điểm thứ i? + Tổng momen lực tác dụng lên vật rắn? + Ft = m.at + at = r.   M = (mr2)  Mi = (mi ri2)  M   M i    mi ri 2  i i 58 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu: Momen quán tính.  Biết được định nghĩa biểu thức momen quán tính và CT tính momen quán tính của một số vật. Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Thảo luận nhóm, - Nêu câu hỏi gợi ý: Ý nghĩa vật lí đại lượng  mi ri 2 : có ý H1 . Phương trình: i M   M i    mi ri 2  nghĩa tương tự khối lượng m trong i i phương trình F = ma. Rút ra nhận xét gì về ý nghĩa vật lí của đại lượng  mi ri 2 ? i Đặc trưng cho mức quán tính của vật quay. -Tiếp nhận khái niệm momen quán tính Mômen quán tính I đối với một trục là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục ấy. I   mi ri 2 i Độ lớn I phụ thuộc khối lượng của vật rắn; sự phân bố khối lượng gần hay xa trục quay. Đơn vị kg.m2. H2 . Đại lượng này dùng đặc trưng cho vật rắn về phương diện gì? -Nêu vài VD để HS hiểu tính ì của vật đối với chuyển động quay quanh một trục, từ đó giới thiệu I   mi ri 2 : momen quán tính của i vật quay. H3 . Nhận xét gì về độ lớn của momen quán tính của một vật rắn? Nêu đơn vị của momen quán tính. Giới thiệu công thức tính I của một số vật đồng chất đối với trục đối xứng. (trục qua khối tâm G) + Thanh có tiết diện nhỏ, độ dài l: I  1 ml 2 12 + Vành tròn, bán kính R: I = mR2. + Đĩa tròn mỏng: I  1 mR 2 2 + Khối cầu đặc: I  2 mR 2 5 + Khối cầu rỗng I  2 mR 2 3 + Chất điểm cách trục quay r: I = mr2. Hoạt động 4. (10’) Tìm hiểu: Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục.  Biết được phương trình động lực học của vật rắn quay qunh một trục cố định Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Thảo luận nhóm: H1 . Với khái niệm momen quán tính hãy viết +Viết pt: M = I. lại dạng khác của phương trình: +Nhận xét: giống dạng pt: F = ma. M    mi ri 2  i Nhận xét: -Giới thiệu pt: M = I. 59 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Hoạt động 5. Bài tập ví dụ (25’):  Giải được bài tập về chuyển động quay của vật Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Đọc nội dung bài toán. *GV giới thiệu bài toán VD. Thảo luận nhóm, phân tích chuyển động  Q của hình trụ và thùng nước.  Mg  T'  T  g Hình 7. Các mlực tác dụng vào ròng rọc và thùng nước. Trả lời câu hỏi gợi ý. +Thùng nước chịu tác dụng của trọng   lực mg và lực căng T của sợi dây.Thùng nước chuyển động tịnh tiến mg – T = ma + Hình trụ chịu tác dụng của trọng lực   Mg , phản lực Q của trục quay và lực  căng T ' của sợi dây (T’ = T). Hình trụ chuyển động quay  Lực căng T ' gây ra chuyển động quay cho hình trụ M = T.R = I  Từ (2) và (3) suy ra : T  H1 . Phân tích lực tác dụng lên thùng nước, thùng nước chuyển động thế nào? Viết pt chuyển động. H2 . Phân tích lực tác dụng lên hình trụ, hình trụ chuyển động thế nào? Lực nào gây ra chuyển động quay cho hình trụ Viết pt chuyển động. + a = R Bài giải mg  T  ma (1) M  T ' R  TR . TR  I (2) a   (3) R Nêu câu hỏi gợi ý: H3 . Gia tốc tịnh tiến của thùng và gia tốc chuyển động quay của hình trụ liên hệ thế nào? Hướng dẫn HS sử dụng các phương pháp biến đổi toán học suy ra gia tốc a. I Ia  2 (4) R R Thay T từ (4) vào (1), ta được : Ia = ma R2 1 mg  a= = I I m  2 1  R  mR 2 mg -    g 60 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 4. Vận dụng, củng cố - Dặn dò. (15’) - Viết biểu thức và nêu ý nghĩa của momen quán tính của vật rắn đối với chuyển động quay. (Gợi ý: I =  mi .ri 2 đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay) i - Viết phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và lí giải vì sao có thể gọi phương trình này là phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn (Gợi ý: M = I  . Biết M, I suy ra  tức là xác định được tính chất của chuyển động quay vì thể gọi phương trình này là phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn) - Làm các câu hỏi trắc nghiệm trong phiếu học tập Bài tập về nhà: 1 đến 8 trong SGK/14. Ôn lại kiến thức lớp 10 (động lượng và định luật bảo toàn động lượng). IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………… ………….………………………………………………………………………………… 61 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 4.2.3. Bài 3 Momen động lượng. Định luật bảo toàn momen động lượng BÀI 3 MOMEN ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Hiểu được khái niệm momen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của một vật rắn quay quanh một trục. - Hiểu định luật bảo toàn momen động lượng. 2. Kĩ năng: - Giải các bài toán đơn giản về momen động lượng và ứng dụng định luật bảo toàn momen động lượng. - Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng trong thực tế, biết các ứng dụng của định luật bảo toàn momen động lượng trong đời sống vả kĩ thuật. 3. Thái độ: - Tình cảm: có hứng thú với bộ môn. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Dùng những tư liệu, hình vẽ, tranh ảnh minh họa về chuyển động quay của vật rắn để khai thác các kiến thức có liên quan đến bài học. - Hướng dẫn HS thực hiện những thí nghiệm liên quan đến kiến thức bài học. 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức động lượng và momen lực, định luật bảo toàn momen động lượng. Phiếu học tập * Câu hỏi cho học sinh chuẩn bị bài ở nhà: - Tìm hiểu về các dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay quanh trục cố định. - Tìm hiểu về momen động lượng - Tìm hiểu định luật bảo toàn momen động lượng * Câu hỏi củng cố bài: B1: Một vật có momen quán tính 0,25 kg.m2 quay đều 50 vòng trong 6,3 s. Momen động lượng của vật có độ lớn bằng A. 8,5 kg.m2/s. B. 4 kg.m2/s. C. 12,5 kg.m2/s. D. 13 kg.m2/s. B2: Một thanh đồng chất, tiết diện đều, dài 50 cm, khối lượng 0,1 kg quay đều trong mặt phẳng ngang với tốc độ 75 vòng/phút quanh một trục thẳng đứng đi qua trung điểm của thanh. Tính momen động lượng của thanh đối với trục quay đó. A. 0,016kg.m2/s B. 0,196kg.m2/s C. 0,098kg.m2/s D. 0,065kg.m2/s 62 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân B3 : Một vành tròn đồng chất có bán kính 50 cm, khối lượng 0,5 kg quay đều trong mặt phẳng ngang với tốc độ 30 vòng/phút quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm vành tròn. Tính momen động lượng của vành tròn đối với trục quay đó. A. 0,393 kg.m2/s B. 0,196 kg.m2/s C. 3,75kg.m2/s D. 1,88kg.m2/s B4: Một đĩa tròn đồng chất có bán kính 50 cm, khối lượng 2 kg quay đều trong mặt phẳng ngang với tốc độ 60 vòng/phút quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm đĩa. Tính momen động lượng của đĩa đối với trục quay đó. A. 30kg.m2/s B. 1,57kg.m2/s C. 15 kg.m2/s D. 3,14 kg.m2/s B5: Một quả cầu đồng chất có bán kính 10 cm, khối lượng 2 kg quay đều với tốc độ 270vòng/phút quanh một trục đi qua tâm quả cầu. Tính momen động lượng của quả cầu đối với trục quay đó. A. 2,16 kg.m2/s B. 0,283 kg.m2/s C. 0,565 kg.m2/s D. 0,226 kg.m2/s Đáp án câu hỏi củng cố bài: B1(C); B2(A); B3(A); B4(B); B5(D) III. TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC Vì sao các vận động viên nhảy cầu, khi nhảy từ ván cầu xuống nước, họ thường thực hiện các động tác gập người và bó gối thật chặt lúc xoay người trên không. Sau đó, họ phải làm thế nào để ngừng quay và lao mình vào trong nước? Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay quanh trục cố định M= dL dt Momen động lượng L = I  .Đơn vị của momen động lượng là kg.m2/s Định luật bảo toàn momen động lượng Khi tổng các momen lực tác dụng lên một vật rắn (hay hệ vật) đối với một trục bằng 0 thì tổng momen động lượng của vật rắn (hay hệ vật) đối với trục đó được bảo toàn. L = hằng số Vận dụng, củng cố 63 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Những cơ hội để học sinh phát huy tính tích cực sáng tạo : - Phát phiếu câu hỏi để HS về nhà tìm hiểu trước khi tới lớp nhằm giúp HS định hướng được nội dung mình sẽ học gồm những gì, để chuẩn bị và phát biểu. - Đưa ra những câu hỏi C1, C2, C3, C4 trong SGK để HS trao đổi nhằm phát huy năng lực sáng tạo ở mỗi HS và yêu cầu bất kì em nào đứng lên trả lời và có thể cho điểm cộng nếu trả lời đúng. IV. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức (2/) 2. Kiểm tra bài cũ (8/) 1. Phát biểu, viết biểu thức và nêu ý nghĩa của momen quán tính của vật rắn đối với chuyển động quay. 2. Viết phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và lí giải vì sao có thể gọi phương trình này là phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn 3. Tiến trình xây dựng nội dung bài học Hoạt động 1. (2’) Nêu vấn đề Vì sao các vận động viên nhảy cầu, khi nhảy từ ván cầu xuống nước, họ thường thực hiện các động tác gập người và bó gối thật chặt lúc xoay người trên không. Sau đó, họ phải làm thế nào để ngừng quay và lao mình vào trong nước? Hoạt động 2. (10’) Tìm hiểu khái niệm momen động lượng  Biết được dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay và khái niệm momen động lượng Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Xây dựng phương trình: -Hướng dẫn HS lập pt động lực học của vật d ( I  ) như SGK theo hướng dẫn rắn quay quanh một trục cố định theo momen M  I  dt quán tính và tốc độ góc của vật rắn bằng các của GV. câu hỏi gợi ý: M = I H1 . Viết pt động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định. Momen quán tính I là đại lượng đặc Ý nghĩa vật lý và đơn vị của từng đại lượng trưng cho mức quán tính của vật rắn trong công thức trên? trong chuyển động quay quanh trục ấy Gia tốc góc  là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên của tốc độ góc ở thời điểm đó   d dt M = I. (1) d (2)  I không đổi. dt Từ (1) và (2): M  d ( I  ) (3) dt Đặt L = I từ (3) Hướng dẫn học sinh viết dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn chuyển động quay quanh một trục. Viết pt: F  ma  m dv  d (mv)  dp dt dL M  dt 64 dt dt Luận văn tốt nghiệp ĐH M GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân d ( I ) dt Đại lượng L =I( Đặc trưng cho chuyển động quay về mặt động lực học) gọi là momen động lượng của vật rắn đối với trục quay. Đơn vị: kgm2/s F  ma  m H2 . So sánh các đại lượng trong phương trình động lực học của chuyển động quay của vật rắn và của chuyển động tịnh tiến của chất điểm ở bảng 3.1 từ đó rút ra ý nghĩa vật lý của đại lượng L= I  (Câu C1). dv d (mv) dp   dt dt dt +M +F + +v +I +m + L = I + p =mv  Đại lượng L = I  trong chuyển động quay tương ứng với động lượng p = mv trong chuyển động tịnh tiến. Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu định luật bảo toàn momen động lượng  Biết được định luật bảo toàn momen động lượng Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Thảo luận, trả lời câu hỏi H1. Đặt vấn đề: Tại sao tốc độ quay của Trái đất hằng tỉ năm nay vẫn không thay đổi? -Nêu câu hỏi gợi ý. H1 . Từ pt: M  M= dL  0  L  hs dt Thảo luận tìm hiểu: Nếu I = hs   = hs;  = 0, L = hs, vật quay đều. Nếu I1 ≠ I2 để L1 = L2 thì 1 ≠ 2 sao cho I1.1 = I2.2 dL dt Nếu M = 0 thì momen động lượng L có đặc điểm gì? -Giới thiệu định luật bảo toàn momen động lượng. H2 . Trường hợp vật có I đối với trục quay không đổi, vật chuyển động thế nào? Đó cũng chính là lí do vì sao tốc độ quay của Trái đất hằng tỉ năm nay vẫn không thay đổi H3 . Trường hợp I đối với trục quay thay đổi, để L=hs vật rắn quay thế nào? H4 Trường hợp L=0 thì vật rắn quay như thế nào? Nếu vật rắn có L=0 => I1.1 + I2.2 = 0, một bộ phận của hệ quay theo một chiều thì bộ phận còn lại của hệ quay theo H5 .Trả lời C3, C4? chiều ngược lại C3: Lúc đầu ở tư thế dang tay tốc độ góc Chú ý: Momen động lượng của vật rắn là đại của người là 1, khi co tay và thu vào sát lượng véctơ L = I. . 65 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn thân người khoảng cách giữa các phần của người và khối tâm thu hẹp lại nên momen quán tính I2 đối với trục quay đi qua khối tâm giảm đi. Mà I1.1 = I2.2 => 2 tăng người quay nhanh hơn trước + C4: Khi vận động viên nhảy cầu thực hiện động tác gập người và bó gối thì I của người đối với trục quay đi qua khối tâm giảm. Theo định luật bảo toàn động lượng thì  sẽ tăng SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Khi M = 0 thì L = hằng số. Vì vậy khi nói tổng momen động lượng của hệ được bảo toàn thì có nghĩa cả độ lớn lẫn về phương, chiều của tổng momen động lượng được bảo toàn Hoạt động 4. (5’) Vận dụng định luật bảo toàn momen động lượng  Giải được bài tập về bảo toàn momen động lượng Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Thảo luận nhóm, giải hai bài toán. -Giới thiệu bài toán 2 của SGK trang 17. Nêu gợi ý: M = 0  L = hằng số H1 Momen động lượng của hệ có được bảo toàn không? I1.1 + I2.2 H2 Momen động lượng của hệ lúc đầu? (I1 + I2) H3 Momen động lượng của hệ lúc sau? Bài giải Suy ra ? + Momen động lượng của hệ lúc đầu: I1.1 + I2.2 + Momen động lượng của hệ lúc sau (I1 + I2) + Theo định luật bảo toàn momen động lượng I1.1 + I2.2 = (I1 + I2)  = I11  I 2 2 I1  I 2 Đáp án B 4. Củng cố - Dặn dò (8’) - Viết dạng khác phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định - Viết công thức và nêu ý nghĩa của momen động lượng của vật rắn đối với chuyển động quay. - Nội dung của định luật bảo toàn momen động lượng Bài tập về nhà: Các bài tập còn lại trong SGK và phiếu học tập. Ôn lại công thức động năng & biểu thức định lý động năng của vật chuyển động tịnh tiến V. RÚT KINH NGHIỆM …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 66 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 4.2.4. Bài 4 Động năng của vật rắn quay quanh trục cố định BÀI 4 ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH TRỤC CỐ ĐỊNH I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Biết được khi một vật rắn quay quanh một trục thì có động năng. - Viết được công thức tính động năng của vật rắn quay quanh một trục. - Viết được biểu thức định lý động năng đối với vật rắn quay quanh một trục. 2. Kĩ năng - So sánh các đại lượng tương ứng trong biểu thức của động năng trong chuyển động quay và động năng trong chuyển động tịnh tiến. - Giải được các bài tập đơn giản về động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định. - Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng thực tế về ứng dụng của động năng quay. 3. Thái độ - Tình cảm: có hứng thú với bộ môn. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Tranh vẽ 4.1; 4.2 2. Học sinh - Ôn lại công thức động năng & biểu thức định lý động năng của vật chuyển động tịnh tiến Phiếu học tập * Câu hỏi cho học sinh chuẩn bị bài ở nhà: - Tìm hiểu về động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định - Tìm hiểu định lí biến thiên động năng - Tìm hiểu các bài tập ví dụ * Câu hỏi củng cố bài: B1: Một bánh đà có momen quán tính 3 kg.m2, quay đều với tốc độ 3 000 vòng/phút. Động năng quay của bánh đà bằng A. 1,5.105 J B. 2,9.105 J C. 471 J D. 11 125 J B2: Một ròng rọc có momen quán tính đối với trục quay cố định của nó là 10 kg.m2, quay đều với tốc độ 45 vòng/phút. Tính động năng quay của ròng rọc. A. 23,56 J. B. 55,46 J C. 111,0 J. D. 221,8 J. B3 : Một đĩa tròn quay xung quanh một trục với động năng quay 2 200 J và momen quán tính 0,25 kg.m2. Momen động lượng của đĩa tròn đối với trục quay này là A. 33,2 kg. m2/s. 67 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân B. 33,2 kg. m2/s2. C. 4 000 kg. m2/s. D. 4 000 kg. m2/s2. B4: Một vật rắn đang quay với tốc độ góc ω quanh một trục cố định xuyên qua vật. Nếu tốc độ góc của vật giảm đi hai lần thì momen động lượng của vật đối với trục quay A. tăng hai lần. B. giảm hai lần. C. tăng bốn lần. D. giảm bốn lần. B5: Một vật rắn đang quay với tốc độ góc ω quanh một trục cố định xuyên qua vật. Nếu tốc độ góc của vật giảm đi hai lần thì động năng của vật đối với trục quay A. tăng hai lần. B. giảm hai lần. C. tăng bốn lần. D. giảm bốn lần. B6: Hai bánh xe A và B quay xung quanh trục đi qua tâm của chúng, động năng quay của A bằng một nửa động năng quay của B, tốc độ góc của A gấp ba lần tốc độ góc của B. Momen quán tính đối với trục quay qua tâm của A và B lần lượt là IA và IB. Tỉ số IB/ IA có giá trị nào sau đây? A. 3. B. 6. C. 9. D. 18. Đáp án câu hỏi củng cố bài: B1(A); B2(C); B3(A); B4(B); B5(D); B6(B) 68 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân III. TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC Khi vật chuyển động tịnh tiến thẳng với vận tốc v thì vật có động năng là 1 mv 2 . Vậy khi vật chuyển động quay với tốc độ góc  thì có động năng không 2 và nếu có thì công thức tính như thế nào? Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên vật. Wđ = 1 I . 2 2 Định lí biến thiên động năng Độ biến thiên động năng của một vật bằng tổng công của các lực tác dụng lên vật. Wđ = 1 I 22  12  = A 2 Vận dụng, củng cố Những cơ hội để học sinh phát huy tính tích cực sáng tạo : - Phát phiếu câu hỏi để HS về nhà tìm hiểu trước khi tới lớp nhằm giúp HS định hướng được nội dung mình sẽ học gồm những gì, để chuẩn bị và phát biểu. - Đưa ra những câu hỏi C1, C2 trong SGK để HS trao đổi nhằm phát huy năng lực sáng tạo ở mỗi HS và yêu cầu bất kì em nào đứng lên trả lời và có thể cho điểm cộng nếu trả lời đúng. IV. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức (2/) 2. Kiểm tra bài cũ (8/) 1) Mômen động lượng của một vật đối với một trục là gì và viết được công thức tính mômen này. 2) Phát biểu được định luật bảo toàn mômen động lượng của một vật rắn và viết được hệ thức định luật này. 3) Một vận động viên trượt băng quay quanh một trục thẳng đứng với tốc độ góc 15rad/s2 với hai tay dang ra, mômen quán tính của người lúc này đối với trục quay là 1,8kg.m2. Sau đó người này đột ngột thu tay lại dọc theo thân người, trong khoảng thời gian nhỏ tới mức có thể bỏ qua ảnh hưởng của ma sát với mặt băng. Mômen quán tính của người lúc đó giảm đi 3 lần so với lúc đầu. Tính tốc độ góc của người lúc đó. 69 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 3. Tiến trình xây dựng nội dung bài học Hoạt động 1. (2’) Nêu vấn đề Khi vật chuyển động tịnh tiến thẳng với vận tốc v thì vật có động năng là 1 mv 2 . Vậy khi 2 vật chuyển động quay với tốc độ góc  thì có động năng không và nếu có thì công thức tính như thế nào? Hoạt động 2. (15’) Lập biểu thức: Động năng của vật rắn quay quanh một trục.  Biết được biểu thức tính động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Quan sát hình 4.1. Thảo luận, rút ra Xét vật rắn quay quanh một trục cố định với nhận xét. tốc độ góc  (H 4.1). + Mỗi phân tử trên vật có một động - Viết biểu thức động năng của chất điểm i năng. Cá nhân lập biểu thức tính. của vật có khối lượng mi và cách trục quay một khoảng ri. Nêu câu hỏi gợi ý: H1 . Tốc độ dài của chất điểm i? vi = ri  H2 . Công thức động năng của chất điểm chuyển động có vận tốc v? 1 H3 .Viết công thức tính động năng của vật Wđ = mv 2 2 rắn. 1 1  Wđ = mi vi2  mi (ri ) 2 2 2 1 Wđ =  mi (ri ) 2 i 2 = 2 2 1  2mi ri2 = i Kết luận? 1 I . 2 2 Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên vật; được đo bằng nửa tích số của momen quán tính của vật và bình phương vận tốc góc của vật đối với trục quay đó. H4 .Trong hệ thống đo lường quốc tế đơn vị Đơn vị của Wđ (J) của động năng là gì? -Cho hs thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi + C1 + C2 -Động năng toàn phần của vật rắn: bao gồm +Cùng  , I càng lớn thì Wđ càng lớn động năng quay và động năng chuyển động 1 tịnh tiến. + Wđ = I . 2 & L = I  2 1 L2  Wđ = 2 I Wñ  Wñq  Wñt 70 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Hoạt động 3: (5’) Tìm hiểu định lí biến thiên động năng  Biết được định lí biến thiên động năng Hoạt động của HS Hoạt động của GV Độ biến thiên động năng của vật bằng H1 .Phát biểu và viết biểu thức định lý động công của ngoại lực tác dụng lên vật. năng đối với vật chuyển động tịnh tiến thẳng Wđ2 – Wđ1 = A 1 1 mv 22 - mv12 = A 2 2 1 2 1 2 I2 - I1 = A 2 2 Wđ = H2 So sánh các đại lượng trong chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay hãy viết biểu thức định lý động năng đối với chuyển động quay Hoạt động 4. (5’) Giải bài tập áp dụng.  Giải được bài tập về động năng của vật rắn quanh trục cố định Hoạt động của HS Hoạt động của GV -Đọc đề bài và phân tích nội dung bài * Cho HS đọc SGK, mô tả bài toán và nêu toán. câu hỏi gợi ý -Trả lời câu hỏi gợi ý. H1 . Khi vận động viên thu tay lại thì momen -Momen quán tính giảm quán tính của người đối với trục quay thế nào? 1 H2 .Động năng lúc đầu? Wđ1 = I 2 = 202,5J 1 1 2 Động năng lúc sau? 1 L2 2 I I  1 =3 I2 Từ Wđ =  Wđ 2 Wđ1  Wđ 2 = 3 Wđ1 = 607,5J 4. Củng cố - Dặn dò (8’) - Yêu cầu HS giải các bài tập trong phiếu học tập và SGK trang 21. - Ôn tập cả chương và chuẩn bị tốt kiến thức đễ vận dụng giải bài tập ở tiết sau. + Viết đúng tất cả phương trình và công thức. + So sánh các đại lượng tương ứng của chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến. V. RÚT KINH NGHIỆM …………………………………………………………………………………………… …………………………….……………………………………………………………… ………………………………………………………….………………………………... …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 71 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 4.2.5. Bài 5 Bài tập về động lực học vật rắn BÀI 5 BÀI TẬP VỀ ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Vận dụng kiến thức: Các phương trình chuyển động của vật rắn, momen quán tính, momen động lượng của vật rắn quay quanh một trục cố định để giải một số bài toán cơ bản. - Từ phương trình ĐLH có thể tính được những đại lượng đặc trưng cho chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. 2. Kĩ năng: Luyện tập cho HS kĩ năng phân tích, suy luận logic và tổng hợp kiến thức. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Chọn bài tập với nội dung cần luyện tập và phương pháp chung để giải bài tập. - Dự kiến những sai lầm HS có thể mắc phải, biện pháp khắc phục. 2. Học sinh: - Ôn tập lại phương pháp ĐLH ở lớp 10. - Ôn tập kiến thức, công thức, phương trình ĐLH. Phiếu học tập 1) Tọa độ góc? Đơn vị? Khi  >0,  0, M TB. Nhận xét gì? H6 . Viết pt ĐLH cho vật B trường hợp không có ma sát. Nhận xét. -Hướng dẫn tính Fms  hệ số ma sát. -Một HS lên bảng thực hiện tính toán TA, TB. -Dự đoán (m của ròng rọc đáng kể) -HS viết pt ĐLH cho vật B. TB = ma TB > ma. Nêu nhận xét Bài giải a) Gia tốc góc của ròng rọc: 0 = 0. t = 2s được  = 2.2 (rad) 75 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 1 2 Áp dụng    t 2 tìm :  = 2rad/s2 = 6,28rad/s2 b) Gia tốc của hai vật: Gia tốc của hai vật bằng gia tốc bằng gia tốc tiếp tuyến của điểm trên vành ròng rọc. a = R = 0,628 m/s2 c) Lực căng của dây ở hai bên ròng rọc: -Vật A: P  TA  ma Hay P – TA = ma  TA = P - ma = 9,17N M TA  M TB  I  -Ròng rọc: (TA  TB ) R  I   TB  TA  I  R Thay số: TB = 6,03 N Vì TA = TB: ròng rọc có khối lượng đáng kể. d) Nếu không có ma sát: TB = ma. Vì TB > ma. Có ma sát. Ta có TB – Fms = ma  Fms = TB – ma ,Fms = .N = mg. Tìm  = 0,55 4. Củng cố. Hướng dẫn chuẩn bị ở nhà (5’) 1. Các bước giải bài toán động lực học. - Bước 1: Xác định đối tượng cần khảo sát - Bước 2: Xác định lực (momen lực) tác dụng lên vật, từng vật (nếu là hệ vật) - Bước 3: Viết phương trình đông lực học của vật, từng vật (nếu là hệ vật) - Bước 4: Từ phương trình động lực học có thể tính được một (vài) đại lượng liên quan (gia tốc, gia tốc góc, khối lượng, momen quán tính, lực, momen lực). Ngoài ra có thể sử dụng được các công thức động học để tìm các đại lượng chưa biết (phương trình chuyển động đều, chuyển động biến đổi đều, các công thức liên quan giữa vận tốc, gia tốc, thời gian...). 2. GV yêu cầu HS luyện tập ở nhà. - Giải bài tập: bài 1.1 đến bài 1.38 SBT. - Ôn tập cả chương, chuẩn bị cho tiết kiểm tra. IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung: …………………………………………………………………………………………… …………………………….……………………………………………………………… ………………………………………………………….………………………………… ……………………………………………………………………………………...……… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… 76 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Chương 5 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 5.1. Mục đích thực nghiệm. Đưa giáo án soạn theo hướng bồi dưỡng khả năng giải quyết vấn đề và năng lực sáng tạo của HS trong dạy học Vật Lý. Căn cứ vào kết quả của việc giảng dạy:  Kiểm tra sự đóng góp của đề tài nghiên cứu vào PPDH tích cực.  Nhận ra được những trong thiếu sót trong thực hiện nhiệm vụ bồi dưỡng, phát triển năng lực sáng tạo cho HS. 5.2. Nội dung thực nghiệm. Giảng dạy một số tiết trong chương theo giáo án đã soạn trên đối tượng sau đó thực hiện kiểm tra đối chứng. 5.3. Đối tượng thực nghiệm. - Chọn nhóm HS để thực nghiệm. - Năm học: 2013- 2014. - Đặc điểm lớp giảng dạy: + Kết quả phân loại học lực HK 1: Phân loại Giỏi Khá Trung Bình Yếu-Kém Số HS 0 3 15 19 Tỉ Lệ 0% 8,2% 40,5 % 51,3 % BIỂU ĐỒ SO SÁNH TỈ LỆ PHÂN LOẠI HỌC SINH Khá 8% Khá Trung Bình Yếu-Kém 51% Trung Bình 41%  Yếu-Kém Ưu điểm:  Các em có tinh thần xây dựng bài, có cố gắng trong học tập.  Có nhu cầu tìm hiểu kiến thức mới..  Khuyết điểm:  Các em học bài cũ không kỹ và chưa có phương pháp học cho bản thân.  Một số em kiến thức căn bản chưa vững chắc, chưa nắm vững các thuật toán đơn giản trong tính toán.  Mức độ nhận thức, tiếp thu bài chưa cao. 5.4. Kế hoạch giảng dạy. Thực hiện tiết dạy theo phân bố chương trình (thời khóa biểu). 77 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân 5.5. Tiến trình thực hiện các bài học.  Bài 1: Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định  Bài 2: Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định  Bài 3: Momen động lượng. Định luật bảo toàn momen động lượng  Bài 4: Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định  Bài 5: Bài tập về động lực học vật rắn 5.6. Kết quả thực nghiệm. 5.6.1. Đề kiểm tra ĐỀ KIỂM TRA 1 TIẾT CHƯƠNG I I. Mục tiêu: - Kiểm tra, đánh giá chất lượng học tập của HS sau mỗi chương. - Tạo điều kiện thuận lợi đẩy mạnh việc học tập, hạn chế việc học tiêu cực ở HS. - Cải thiện tính hợp thức, trung thực và nhạy cảm trong học tập ở HS. - Giúp GV rút kinh nghiệm để nâng cao hiệu quả giảng dạy. II. Chuẩn bị: - GV: soạn đề kiểm tra. - HS: Ôn tập nội dung chương. III. Tổ chức kiểm tra: Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Kiểm tra sỉ số và nêu yêu cầu về kĩ luật - HĐ 1 : Ổn định lớp. đối với giờ kiểm tra. - HĐ 2 : Làm bài kiểm tra. - Phát đề kiểm tra cho HS. Quản lí HS làm - HĐ 3 : Nộp bài kiểm tra và ghi nhận bài, đảm bảo trung thực ở HS. kiến thức của bài kiểm tra. - Thu bài nhận xét về kỷ luật giờ kiểm tra. IV. Nội dung kiểm tra 1) Nội dung: - Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định - Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định - Momen động lượng. Định luật bảo toàn momen động lượng - Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định - Bài tập về động lực học vật rắn 2) Hình thức kiểm tra: - Trắc nghiệm khách quan & tự luận - Số câu hỏi + 20 câu trắc nghiệm khách quan, mỗi câu có 4 lựa chọn. + 2 câu tự luận - Thời gian: 60 phút. 78 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân A. Ma trận đề kiểm tra. Mức độ Nội dung Chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định Phương trình động lực học của vật rắn Momen động lượng. ĐLBT momen ĐL Động năng của vật rắn quay quanh trục cố định Biết Hiểu Vận dụng Phân tích Trắc Tự nghiệm luận 0,7 Trắc Tự nghiệm luận 1,4 Trắc Tự nghiệm luận 0,7 2 Trắc Tự nghiệm luận 2 4 2 1 0,7 1,05 2 0,35 3 0,35 1 1 1 0,7 1 2 0,35 0,7 1 2 2,1 3,85 4,05 0 TỔNG 6 11 5 0 B. Nội dung đề kiểm tra. Phần 1. Trắc nghiệm khách quan: 7 điểm/ 20 câu. Câu 1. Phát biểu nào sau đây không đúng? A) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn có cùng góc quay. B) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn có cùng chiều quay. C) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyển động trên quỹ đạo tròn. D) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyển động trong cùng một mặt phẳng. 79 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Câu 2. Trong chuyển động quay có tốc độ góc  và gia tốc góc . Chuyển động quay nào sau đây là nhanh dần? A)  = 3rad/s;  = 0 B)  = 3rad/s;  = -0,5rad/s2. C)  = -3rad/s;  = 0,5rad/s2. D)  = -3rad/s;  = -0,5rad/s2. Câu 3. Một bánh xe quay đều xung quanh một trục cố định với tần số 3600 vòng/min. Tốc độ của bánh xe này là: A) 120rad/s B) 160rad/s C) 180rad/s D) 240rad/s Câu 4. Một bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên. Sau 2s nó đạt tốc độ góc 10rad/s. Gia tốc góc của bánh xe là: A) 2,5 rad/s2. B) 5 rad/s2 C) 10 rad/s2. D) 12,5 rad/s2. Câu 5. Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4rad/s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt đầu quay. Gia tốc hướng tâm của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là: A) 16 m/s2. B) 32 m/s2. C) 64 m/s2. D) 128 m/s2. Câu 6. Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4rad/s2. Gia tốc tiếp tuyến của một điểm P trên vành bánh xe là: A) 4 m/s2. B) 8 m/s2. C) 12 m/s2. D) 16 m/s2. Câu 7. Phát biểu nào sau đây không đúng? A) Momen quán tính của vật rắn đối với trục quay lớn thì sức ì của vật trong chuyển động quay quanh trục đó lớn. B) Momen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay và sự phân bố khối lượng đối với trục quay. C) Momen lực tác dụng vào vật rắn làm thay đổi tốc độ quay của vật. D) Momen lực dương tác dụng vào vật rắn làm cho vật quay nhanh dần. Câu 8. Một đĩa tròn, đồng chất có bán kính 2m có thể quay quanh trục đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa. Tác dụng vào đĩa một momen lực 960 Nm không đổi, đĩa quay quanh trục với gia tốc góc 3 rad/s2. Khối lượng của đĩa là: A) m = 960kg. B) m = 240kg. C) m = 160kg. D) m = 80kg. Câu 9. Một ròng rọc có R=10cm, momen quán tính đối với trục là I=10-2kg.m2. Ban đầu ròng rọc đang đứng yên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài của nó. Gia tốc góc của ròng rọc là: A) 14 rad/s2. B) 20 rad/s2. C) 28 rad/s2. D) 35 rad/s2. Câu 10. Một thanh nhẹ dài 1m quay đều trong mặt phẳng ngang xung quanh trục thẳng đứng đi qua trung điểm của thanh. Hai đầu thanh có hai chất điểm 2kg và 3kg. Vận tốc của mỗi chất điểm là 5m/s. Momen động lượng của thanh là: A) 7,5kg.m2/s. B) 10kg.m2/s. C) 12,5kg.m2/s. D) 15kg.m2/s. Câu 11. Phát biểu nào sau đây là đúng? A) Khi một vật rắn chuyển động tịnh tiến thẳng thì momen động lượng của nó đối với trục quay bất kì không đổi. B) Momen quán tính của vật đối với một trục quay là lớn thì momen động lượng của nó đối với trục đó cũng lớn. C) Đối với một trục quay nhất định nếu momen động lượng của vật tăng 4 lần thì momen quán tính của nó cũng tăng 4 lần. D) Momen động lượng của vật bằng không khi hợp lực tác dụng lên vật bằng không. 80 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Câu 12. Coi Trái đất là một quả cầu đồng tính có khối lượng M = 6.1024kg, bán kính R = 6400 km. Momen động lượng của Trái đất trong sự quay quanh trục của nó là: A) 5,18.1030 kgm2/s. B) 5,83.1031 kgm2/s. 32 2 C) 6,28.10 kgm /s. D) 7,15.1033 kgm2/s. Câu 13. Một đĩa đặc có thể quay xung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông góc với mặt đĩa. Đĩa chịu tác dụng của một momen lực không đổi M = 3 N.m. Sau 2s kể từ lúc đĩa bắt đầu quay, tốc độ góc của đĩa là 24rad/s. Momen quán tính của đĩa là: A) I = 3,6 kgm2. B) I = 0,25 kgm2. C) I = 7,5 kgm2. D) I = 1,85 kgm2. Câu 14. Một momen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có momen quán tính đối với trục bánh xe là 2 kgm2. Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì động năng của bánh xe ở thời điểm t = 10s là: A) Wđ = 18,3KJ B) Wđ = 20,2KJ C) Wđ = 22,5KJ D) Wđ = 24,6KJ Câu 15. Một bánh xe có momen quán tính đối với trục quay cố định là 12kgm2 quay đều với tốc độ góc 30 vòng/phút. Động năng của bánh xe là: A) Wđ = 360J B) Wđ = 236,8J C) Wđ = 180J D) Wđ = 59,2J Câu 16. Có hai điểm A, B trên một đĩa tròn quay xung quanh trục đi qua tâm của đĩa. Điểm A ở ngoài rìa, điểm B ở cách tâm một nửa bán kính. Gọi vA, vB, A, B lần lượt là tốc độ dài và gia tốc góc của A và B. Kết luận nào sau đây là đúng? A) vA= 2vB, A= 2B. B) vA= 2vB, A= B. C) vA= vB, A= 2B. D) 2vA= vB, A= B. Câu 17. Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định xác định bằng: 1 1 1 1 A) Wđ = LI 2 B) Wđ = mv 2 C) Wđ = I  2 D) Wđ = I 2 2 2 2 2 Câu 18. Chọn câu đúng. Một đĩa mài chịu tác dụng của một momen lực khác 0 thì: A) tốc độ góc của đĩa thay đổi. B) tốc độ góc của đĩa không đổi. C) góc quay của đĩa là hàm bậc nhất của thời gian. D) Gia tốc góc của đĩa bằng 0. Câu 19. Chọn đáp án đúng. Hai ròng rọc A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m, bán kính của ròng rọc A bằng 1/3 bán kính của ròng rọc B. Tỉ lệ I A giữa momen quán tính IB của ròng rọc A và ròng rọc B bằng: 1 1 4 A) B) 9 C) D) 12 36 3 Câu 20. Một vật rắn quay quanh một trục với gia tốc góc không đổi. Sau thời gian t kể từ lúc bắt đầu quay, số vòng quay được tỉ lệ với: A) t B) t2. C) t D) t3. Phần II. Tự luận (2 điểm) Câu 1. Hai vật có khối lượng m1 = 0,5kg và m2 = 1,5kg được nối với nhau bằng sợi dây nhẹ, không dãn vắt qua một ròng rọc có trục quay nằm ngang và cố định. Ròng rọc có momen quán tính 0,03 kgm2 và bán kính 10cm. Coi dây không trượt trên ròng rọc. Bỏ qua ma sát. a) Xác định gia tốc của m1 và m2. b) Tính độ dịch chuyển của m2 trên bàn sau 0,4s kể từ lúc bắt đầu chuyển động. 81 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân Câu 2 Một đĩa đồng chất bán kính R = 10cm. Khối lượng m = 200g quay quanh trục đối xứng của nó. Bỏ qua ma sát ở trục quay. Khi đĩa đạt tốc độ góc 30 vòng/giây, người ta hãm nó bằng cách áp má phanh vào mép đĩa với lực ép Q theo phương của bán kính (hình vẽ). Sau 2s đĩa dừng lại. Tính: a) Số vòng quay của đĩa kể từ lúc hãm. b) Độ lớn của lực ép Q, biết hệ số ma sát giữa má phanh và đĩa là  = 0,5. Đáp án. Phần 1. Trắc nghiệm khách quan: 7đ/20 câu. 0,35đ/câu 1 2 3 4 5 6 7 Câu D D A D B B D Đáp án 11 12 13 14 15 16 17 Câu A D B C D B C Đáp án Phần 2, Tự luận 3 điểm. Câu 1. - Vẽ đúng lực tác dụng vào vật của hệ. Chọn chiều dương. - Viết đúng phương trình ĐLH cho mỗi vật. (0,25) Vật 1: m1g – T1 = m1a (1) Vật 2: T2 = m2a (2) Ròng rọc: (T1 – T2)R = I (3) a) Giải hệ pt (1) (2) (3) tìm: a = 0,98 m/s2 (0,25) 1 2 b) Tìm độ dịch chuyển S  at 2  7,84cm 8 9 10 C 18 A B 19 D C 20 B (0.25) (0,25) Câu 2. a) Chọn chiều quay của đĩa làm chiều dương. (0,25)   30v / s  60 rad / s + Tìm  từ pt:  = 0 + t với  0    30 rad / s 2 (0,25) t  2s + Tìm tọa độ góc (góc quay) trong thời gian t = 2s 1    0  0 t   t 2 2    0  60 rad + Tìm số vòng quay tương ứng: N    0  30 vòng 2 b) Lực ma sát và áp lực Q liên hệ: + Fms = Q. (0,25) + Tìm Fms  Q từ: M = I (0,25) 1 2 FmsR = I với I  mR (0,25) 2 82 (0,25) (0,25) Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân + Tìm Q = 1,884N (0,25) V. Rút kinh nghiệm – Bổ sung: …………………………………………………………………………………………… …………………………….……………………………………………………………… ………………………………………………………….………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………… 5.6.2. Nhận xét – đánh giá Em chưa có điều kiện áp dụng đề tài này vào thực tiễn giảng dạy, sau khi về trường THPT em sẽ hoàn thiện thêm. 83 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân NHẬN XÉT- KẾT LUẬN  Qua một thời gian dài nghiên cứu đề tài, đến nay đề tài đã được hoàn thành. Có thể khẳng định phương pháp nghiên cứu đã đề ra ban đầu là phù hợp, phục vụ tốt cho việc nghiên cứu của đề tài. Nhìn chung đề tài đã đạt được những mục tiêu đề ra.  Nhận thức rõ về đường lối đổi mới PPDH ở THPT nói chung và đổi mới PPDH môn VL nói riêng. Đặc biệt là cơ sở lý thuyết bồi dưỡng và phát triển NLST của HS.  Em đã nghiên cứu qui trình soạn giáo án và đã thấy được tầm quan trọng của từng bước trong qui trình, cách thực hiện các qui trình.  Kết hợp giữa các nền tảng cơ sở lý luận em đã vận dụng để tiến hành soạn giáo án trong một bài trong chương 1 Động lực học vật rắn Vật lý 12NC. Bên cạnh những thành công của đề tài thì vẫn còn nhiều hạn chế cụ thể như:  Đề tài luận văn này chỉ thực hiện trên cơ sở lý thuyết, chưa được áp dụng, kiểm tra, đáng giá trên thực tiễn dạy học ở trường THPT.  Chưa thực nghiệm được đề tài đã đề ra do thực tập sư phạm em không được giảng dạy ở chương trình Vật lý 12.  Phần nghiên cứu lý thuyết còn chưa sâu, chưa hoàn thiện đầy đủ.  Chưa có kinh nghiệm trong việc soạn giáo án. Kết luận:  GV phải tùy vào đặc điểm học sinh mà ta đặt ra những câu hỏi phù hợp năng lực của các em để cuộc đàm thoại được tiếp diễn cho tới khi đạt được kết quả như mong đợi. Câu hỏi nên có phần gợi mở, HS có thể trả lời được một phần, còn phần còn lại phải tư duy hơn nữa mới trả lời được thì mới kích thích sự tư duy, ST và sự hứng thú học ở HS.  Ta nên kết hợp nhiều phương pháp dạy học khác nhau vào bài dạy sẽ nâng cao hiệu quả giảng dạy hơn như phương pháp trực quan, tiến hành thí nghiệm biểu diễn…  Trong giảng dạy, cần đưa KT thực tế vào bài giảng để các em có thể vận dụng KT lí thuyết vừa học vào giải thích các hiện tượng thực tế, giúp các em không bỡ ngỡ khi áp dụng vào thực tiễn cuộc sống, trong học tập các em hứng thú, ham tìm tòi hơn.  Trong quá trình giáo dục phổ thông chúng ta không những phải cung cấp đầy đủ kiến thức căn bản cần thiết mà còn phải rèn cho học sinh những kỹ năng diễn đạt, lí luận, thực hành, phải năng động, tư duy, sáng tạo. Dự định cho tương lai Tiếp tục nghiên cứu các nhiệm vụ của giảng dạy Vật lý THPT. Và tìm tiếp những biện pháp khắc phục nhược điểm của phương pháp dạy học truyền thống. Tìm hiểu thêm những phương pháp góp phần bồi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo ccho học sinh và vận dụng tốt những phương pháp này vào giảng dạy. Đồng thời tìm ra những biện pháp dạy học tốt nhất nhằm giúp cho HS nắm vững được những kiến thức cơ bản, giúp cho HS có được những kỹ năng cần thiết. Từ đó HS hình thành cho HS tính tự lực trong học tập. 84 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lương Duyên Bình,… Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình SGK Vật lí 11 Bộ GD&ĐT. NXB giáo dục. 2007. [2] Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết...Vật lý 12NC. NXBGD 2007. [3] Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết...Vật lý 12NC, SGV. NXBGD 2007. [4] Nguyễn Trọng Sửu, Nguyễn Hải Châu... Hướng dẫn thực hiện CT,SGK Vật lý 12. Tài liệu dùng trong các lớp tập huấn BDGV cốt cán thực hiện CT,SGK Vật lý 12. NXB GD 2008. [5] Nguyễn Đức Thâm… Phương pháp giảng dạy Vật lý ở trường phổ thông. NXB Đại Học Sư Phạm 2002. [6] Phạm Hữu Tòng. Dạy học vật lí ở trường PT theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học. NXB Đại học Sư phạm. 2004. [7] Trần Quốc Tuấn. Bài giảng chuyên đề PPDH Vật lý nâng cao. Đại Học Cần Thơ. [8] Trần Quốc Tuấn. Bài giảng lý luận dạy học vật lý ở THPT. NXB ĐHCT. 2004. [9] Trần Quốc Tuấn. Bài giảng phân tích chương trình vật lý ở THPT. NXB ĐHCT. 2004. [10] Trần Quốc Tuấn. Đổi mới PPDH Vật Lý lớp 12. Tài liệu BDGV cốt cán Vật Lý lớp 12 một số tỉnh ĐBSCL. [11] Phạm Quý Tư (chủ biên)… Tài liệu bồi dưỡng GV thực hiện chương trình SGK Vật lí 12 nâng cao. NXBGD 2006. [12] Tài liệu tập huấn thí điểm chương trình giáo dục nhà trường phổ thông 85 [...]... tự lực hoạt động với khoảng thời gian 10 đến 20 phút 1.4 .2 Áp dụng rộng rãi kiểu dạy học nêu và giải quyết vấn đề Kiểu dạy học nêu và GQVĐ (dạy học nêu vấn đề) là kiểu dạy học trong đó dạy cho HS thói quen tìm tòi GQVĐ theo cách của các nhà khoa học, GV vừa tạo cho HS nhu cầu, hứng thú trong HT; vừa rèn luyện cho họ khả năng sáng tạo Tư duy chỉ bắt đầu khi trong óc nảy sinh vấn đề, nghĩa là người học. .. biết, về một cách giải quyết không có sẵn nhưng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng được, nhu cầu đó được diễn đạt thành một vấn đề, bài toán cần giải quyết 2.5.2 Giải quyết vấn đề Giải quyết vấn đề (đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp) : HS đề xuất giải pháp (khảo sát) lý thuyết hoặc giải pháp và thực hiện giải pháp (khảo sát) thực nghiệm để giải quyết vấn đề đặt ra, rồi thực hiện giải pháp đã đề xuất... đắn của các kết luận thu được (hoặc các hệ quả của chúng) bằng thực nghiệm ở chính đối tượng nghiên cứu 1.4 .4 Tận dụng những phương tiện dạy học mới, trang thiết bị thí nghiệm mới, phát huy tính sáng tạo của GV trong việc làm, sử dụng đồ dùng dạy học  Vai trò, vị trí của phương tiện, thiết bị dạy học  Góp phần quan trọng đổi mới phương pháp dạy học, hướng vào hoạt động tích cực, chủ động, sáng tạo của. .. trì tạo điều kiện cho HS phát biểu, tranh luận 1.4 .3 Rèn luyện cho HS các phương pháp nhận thức đặc thù của vật lí Một trong những nét đặc trưng của tư duy khoa học là phải biết phương pháp hành động rồi mới hành động, chứ không hành động mò mẫm, ngẫu nhiên Với mục đích bồi dưỡng và phát triển năng lực sáng tạo cho HS trong dạy học VL, ngoài việc cung cấp kiến thức GV cần phải rèn luyện cho HS các phương. .. 1.2 .4 Áp dụng các phương pháp tiên tiến, các phương tiện dạy học hiện đại vào quá trình dạy học Nền giáo dục của hầu hết các nước tiên tiến trên toàn thế giới trong nữa cuối thế kỷ XX đều rất quan tâm đến vấn đề phất triển năng lực sáng tạo ở HS Nhiều lí thuyết về sự phát triển đã ra đời (trong đó nổi bật là lí thuyết thích nghi” của J.Piaget và lí thuyết về vùng phát triển gần” của Vưgốtxki), nhiều... tiện DH, thiết bị DH, coi đó là phương tiện để nhận thức; việc sử dụng phương tiện DH tạo điều kiện cho quá trình nhận thức của HS trên tất cả các bình diện khác nhau Một số phương pháp dạy học tích cực:  Dạy học vấn đáp đàm thoại  Dạy và học phát hiện và giải quyết vấn đề  Dạy và học hợp tác trong nhóm nhỏ  E-learning  Dạy học với hình thức tổ chức hội thảo  Dạy học với hình thức tổ chức thực... hoạt động - Bước 7: Chuẩn bị các dụng cụ, thiết bị cần thiết hỗ trợ cho tiết học 1.5 .3 Một số hoạt động học tập phổ biến trong một tiết dạy học Theo quan điểm mới về việc dạy học, vai trò chính yếu của GV là tổ chức và hướng dẫn các hoạt động học tập của HS Hoạt động học của HS rất đa dạng, dựa theo cấu trúc khái quát của tiến trình giải quyết các vấn đề có tính KH ta có thể chia thành các hoạt động. .. việc giải bài toán chuyển động của một vật trên mặt phẳng nằm ngang, xác định số chỉ của lực kế khi ta treo một vật vào đầu dưới của lực kế đứng yên (số chỉ của lực kế bằng trọng lực tác dụng lên vật) Vấn đề mới đặt ra là: lực kế sẽ chỉ bao nhiêu, nếu nó được kéo lên thẳng đứng nhanh dần đều với gia tốc a? HS cảm nhận được rằng: vấn đề mới đặt ra là vấn đề chuyển động của vật chịu tác dụng của trọng lực. .. gian tự học, 4 Luận văn tốt nghiệp ĐH GVHD: ThS-GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Trân tự nghiên cứu của HS, nhất là sinh viên đại học, phát triển mạnh mẽ phong trào tự học, tự đào tạo [6, tr 50] Cốt lõi của đổi mới PPDH là hướng tới hoạt động học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động Vì vậy, cần thay đổi lối dạy học truyền thụ một chiều sang dạy học theo phương pháp dạy học tích... để giải quyết các vấn đề đặt ra năng lực quản lý v.v… Đây là các điểm mới của mục tiêu GD đã được tác giả chương trình SGK phân tích kỹ lưỡng và triển khai vào mục tiêu, nhiệm vụ và nội dung từng môn học 1.1 .2 Đổi mới phương pháp dạy học Cùng với xu thế phát triển chung của thế giới Nền giáo dục nước ta đang chuyển dần từ trang bị cho HS kiến thức sang bồi dưỡng cho họ năng lực mà trước hết là năng lực

Ngày đăng: 12/10/2015, 16:59

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan