Rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua việc xây dựng và dạy giải bài tập chương động lực học chất điểm vật lý lớp 10 THPT (chương trình nâng cao)

NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Tạ Tri Phương, người hướng dẫn bảo tận tình, giúp đỡ hoàn thành khoá luận Tôi xin cảm ơn Thầy, Cô khoa Vật lý - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội trang bị cho vốn kiến thức quý báu để thực khoá luận, làm giàu thêm cho hành trang kiến thức để tiếp tục nghiệp sau Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2009 Sinh viên Nguyễn Thị Thắm Khãa luËn tèt nghiÖp NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan khoá luận nỗ lực thân, giúp đỡ tận tình thầy PGS.TS Tạ Tri Phương Bản khoá luận không trùng kết tác giả khác Nếu trùng xin chịu trách nhiệm Hà Nội, tháng năm 2009 Sinh viên Nguyễn Thị Thắm Khãa luËn tèt nghiÖp NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt CNH- HĐH Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá THPT Trung học phổ thông THCS Trung học sở KHTN Khoa học tự nhiên KHXH&NV Khoa học xã hội nhân văn H.Q.C.Q.T Hệ quy chiếu quán tính K.L Khối lượng GV Giáo viên HS Học sinh 10 Q.T Quán tính 11 H.T.Q.T Hiện tượng quán tính Khãa luËn tèt nghiÖp Chữ viết đủ NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng MỤC LỤC Mở đầu 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Giả thuyết khoa học Đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn Chương 1: Lý luận làm sở nghiên cứu 1.1.Vấn đề rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh dạy học vật lý.4 1.1.1 Khái niệm lực sáng tạo 1.1.2 Cơ chế sáng tạo khoa học 1.1.2.1 Cơ chế trực giác 1.1.2.2 Chu trình sáng tạo khoa học 1.1.3 Đặc điểm tư sáng tạo khoa học 1.1.4 Một số vấn đề kỹ thuật việc dạy học sinh sáng tạo 10 1.1.4.1 Một vài quan niệm 10 1.1.4.2 Một số vấn đề kỹ thuật việc dạy học sinh sáng tạo 10 1.1.5 Kết luận 14 1.2 Bài tập vật lý phổ thông 15 1.2.1 Bài tập đơn giản (tập dượt) 15 1.2.2 Bài tập tổng hợp (phức tạp) 16 1.2.3 Bài tập chứa đựng tình 16 1.2.4 Bài tập sử dụng để thu kiến thức 17 1.2.5 Bài tập sáng tạo 17 1.3 Một số đặc điểm, yêu cầu chương trình vật lý phổ thông 18 Khãa luËn tèt nghiÖp NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng 1.3.1 Những đặc điểm mục tiêu 18 1.3.2 Những đặc điểm phương pháp 19 Kết luận chương 21 Chương 2: Xây dựng dạy giải số tập có đặc trưng sáng tạo 22 2.1 Nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm” sách giáo khoa vật lý 10 (nâng cao) 22 2.2 Sơ đồ phát triển mạch kiến thức chương “Động lực học chất điểm” theo sách giáo khoa vật lí 10 (nâng cao) 27 2.3 Biên soạn số tập có đặc trưng sáng tạo chương “Động lực học chất điểm” vật lí lớp 10 (nâng cao) 30 2.3.1 Nguyên tắc biên soạn 30 2.3.2 Một số tập có đặc trưng sáng tạo 31 2.4 Hướng dẫn giải tập có đặc trưng sáng tạo 34 Kết luận chương 39 Kết luận chung 40 Tài liệu tham khảo 41 Phụ lục 42 Khãa luËn tèt nghiÖp NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đất nước ta bước vào thời kì công nghiệp hoá, đại hoá Điều tạo nhiều thời cơ, vận hội đồng thời gặp phải không khó khăn thử thách Nghị Hội nghị lần thứ tư, Ban chấp hành trung ương Đảng khoá VII (01/1993), Hội nghị lần thứ hai, Ban chấp hành trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIII (12/1996) xác định Giáo dục quốc sách hàng đầu Trong luật giáo dục (12/1998), Nghị Quốc hội khoá X đổi chương trình giáo dục phổ thông (12/2000) thị Thủ tướng Bộ trưởng Bộ Giáo dục đào tạo, nêu rõ ngành Giáo dục đào tạo phải có đổi mạnh mẽ nhằm phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh học tập, bồi dưỡng trí tuệ khoa học, lực sáng tạo cho hệ trẻ - hệ tương lai đất nước gánh vác trọng trách xây dựng đất nước phát triển vươn tới ngang tầm nước tiên tiến khu vực giới Triển khai Nghị Đảng năm gần đây, ngành giáo dục phát động phong trào đổi phương pháp dạy học cách sâu rộng toàn ngành Đổi phương pháp dạy học tìm đường, cách thức giúp người học tự lực, tích cực thu nhận kiến thức, kĩ phát triển họ lực sáng tạo Một đường rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh Trong thực tế, việc dạy học vật lý trường phổ thông nhiều vấn đề bất cập, tình trạng số giáo viên truyền thụ kiến thức theo lối thuyết trình, thông báo dẫn đến học sinh tiếp thu kiến thức cách thụ động, thừa nhận, bắt chước theo khuôn mẫu có, mà không phát triển khả tư sáng tạo Trước tình hình đó, việc rèn luyện lực sáng tạo Khãa luËn tèt nghiÖp NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng cho học sinh vấn đề quan trọng thiếu hoạt động dạy học Tuy nhiên công việc khó khăn, đòi hỏi “người đạo diễn” giáo viên phải liên tục tìm tòi, liên tục đổi giảng, tập hướng dẫn cho học sinh kết đạt tích cực gấp nhiều lần Để giúp em học sinh hiểu sâu kiến thức dễ dàng tiếp cận với kiến thức sau kiến thức quan trọng chương trình vật lí 10 kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Do vậy, việc rèn luyện cho học sinh kĩ giải tập có đặc trưng sáng tạo chương việc làm cần thiết Xuất phát từ lí trên, chọn đề tài: “Rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh thông qua việc xây dựng dạy giải tập chương “Động lực học chất điểm” vật lí lớp 10 THPT (chương trình nâng cao)” Chúng hy vọng đề tài mang lại hiệu cao góp phần nâng cao chất lượng dạy học trường phổ thông Mục đích nghiên cứu Biên soạn số tập có đặc trưng sáng tạo chương “Động lực học chất điểm” vật lí 10 nâng cao để rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học trường phổ thông Giả thuyết khoa học Nếu biên soạn số tập có đặc trưng sáng tạo sử dụng phù hợp rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh trình dạy học chương “Động lực học chất điểm” Đối tượng nghiên cứu Xây dựng dạy giải tập vật lý chương “Động lực học chất điểm” vật lý lớp 10 THPT (chương trình nâng cao) Nhiệm vụ nghiên cứu Khãa luËn tèt nghiÖp NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng - Nghiên cứu vấn đề rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh dạy học vật lý - Nghiên cứu vấn đề tập vật lý phổ thông - Nghiên cứu đặc điểm, yêu cầu chương trình vật lý phổ thông - Phân tích nội dung phương pháp trình bày kiến thức chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT (chương trình nâng cao) - Biên soạn số tập có đặc trưng sáng tạo - Hướng dẫn giải tập có đặc trưng sáng tạo Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu đề tài lý luận dạy học làm sáng tỏ mặt lý luận vấn đề có liên quan đến đề tài - Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách tập tài liệu tham khảo để phân tích cấu trúc logic nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT (chương trình nâng cao) Cấu trúc luận văn: Ngoài phần kết luận phụ lục khoá khoá luận gồm phần sau: Chương 1: Lý luận làm sở cho nghiên cứu Chương 2: Xây dựng dạy giải số tập có đặc trưng sáng tạo Khãa luËn tèt nghiÖp NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng CHƯƠNG 1: LÝ LUẬN LÀM CƠ SỞ CHO NGHIÊN CỨU 1.1 Vấn đề rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh dạy học vật lý 1.1.1 Khái niệm lực sáng tạo * Khái niệm lực Theo tâm lí học, “Năng lực tổng hợp thuộc tính độc đáo cá nhân phù hợp với yêu cầu hoạt động định nhằm đảm bảo việc hoàn thành có kết tốt lĩnh vực hoạt động ấy” Như vậy, lực thuộc tính tâm lí riêng cá nhân, nhờ thuộc tính mà người hoàn thành tốt đẹp hoạt động đó, phải bỏ sức lao động mà đạt hiệu cao Năng lực học sinh đích cuối dạy học, giáo dục Bởi vậy, yêu cầu phát triển lực học sinh cần đặt chỗ mục đích dạy học Năng lực người phần dựa sở tư chất Nhưng điều chủ yếu lực hình thành, phát triển thể hoạt động tích cực người tác động rèn luyện, dạy học giáo dục Việc hình thành phát triển phẩm chất nhân cách phương tiện có hiệu để phát triển lực * Khái niệm sáng tạo “Sáng tạo hoạt động mà kết sản phẩm tinh thần hay vật chất có tính cách tân, có ý nghĩa xã hội, có giá trị giúp giải khó khăn, bế tắc định” (Bách khoa toàn thư Liên Xô, tập 42, trang 54) * Khái niệm lực sáng tạo Năng lực sáng tạo khả tạo giá trị vật chất, tinh thần, tìm mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công hiểu biết có vào hoàn cảnh Khãa luËn tèt nghiÖp NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng Đối với học sinh lực sáng tạo học tập lực biết giải vấn đề học tập để tìm mức độ thể khuynh hướng, lực, kinh nghiệm cá nhân học sinh Học sinh sáng tạo chúng thường giá trị xã hội Để có sáng tạo chủ thể phải tìm cách giải mâu thuẫn nhận thức hành động kết đề phương án giải không giống bình thường mà có tính mẻ học sinh có tính mẻ loài người Như nói rằng: Đối với học sinh, lực sáng tạo học tập lực tìm mới, cách giải mới, lực phát điều chưa biết, chưa có, không bị gò bó phụ thuộc vào có Năng lực nói chung lực sáng tạo nói riêng bẩm sinh mà hình thành phát triển trình hoạt động chủ thể Bởi vậy, muốn hình thành lực học tập sáng tạo, phải chuẩn bị cho học sinh điều kiện cần thiết để thực thành công với số kết mẻ định hoạt động Vậy, sản phẩm sáng tạo suy từ biết cách suy luận logic hay bắt chước làm theo * Biểu sáng tạo Trong học tập, sáng tạo học sinh biểu qua hành động cụ thể sau: + Từ kinh nghiệm thực tế, từ kiến thức có học sinh nêu giả thuyết Trong chế tạo dụng cụ thí nghiệm học sinh đưa phương án thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm đưa nhiều cách chế tạo khác Đề xuất sáng kiến kĩ thuật để thí nghiệm xác hơn, dụng cụ bền đẹp + Học sinh đưa dự đoán kết giả thuyết Cụ thể học sinh đưa dự đoán kết thí nghiệm, dự doán phương án xác nhất, phương án mắc sai số nhất, sao? Khãa luËn tèt nghiÖp NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng Bài 15: Xe cần chuyển động với gia tốc để vị trí m1, m2 không thay đổi? Cho hệ số ma sát vật thành xe k = 0,3 Trên đưa tập có đặc trưng sáng tạo thuộc chương “Động lực học chất điểm” Các tập xây dựng chia làm ba loại : - Bài tập nghiên cứu (từ đến 5) - Bài tập thiết kế (từ đến 9) - Bài tập có cách giải sáng tạo có cách giải khác (từ 10 đến 15) 2.4 Hướng dẫn giải tập có đặc trưng sáng tạo Về nguyên tắc dạy học sinh giải tập có đặc trưng sáng tạo tuân thủ theo bước dạy giải tập vật lý thông thường Các bước gồm có: Bước 1: Đọc kĩ đề bài, giải thích thuật ngữ, viết tóm tắt kiện, thể kiện hình vẽ (nếu thấy cần thiết) Bước 2: Xác định xem kiến thức lý thuyết – sở để giải tập gì? ( định luật, định lý, công thức, ) Bước 3: Sử dụng định luật, công thức cụ thể nào? Ở giai cần sử dụng công thức dạng tổng quát, đặc biệt ý biểu thức vectơ) Bước 4: Tiến hành giải tập Bước 5: Biện luận, nhận xét kết thu Tuy nhiên với tập mang đặc trưng sáng tạo cần ý số khía cạnh sau đây: * Cùng với kiến thức để sử dụng tập thông thường cần học sinh tư “đặc biệt”, vượt khỏi khuôn khổ tư hình thức quen thuộc Khãa luËn tèt nghiÖp 34 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng Chẳng hạn tập 13, số học sinh cho việc kéo vật nặng M lên cao hay không phụ thuộc vào “ lực kéo” mà tạo Do đó, kéo “mạnh” luôn kéo vật lên Hay với 11, hình thức nhìn vào số liệu em đoán hai trường hợp gia tốc lực kéo trường hợp đầu (F=9,8 N) trọng lực (đóng vai trò lực kéo) trường hợp sau (P = 1kg 9,8m/s2 = 9,8 N) * Trong số trường hợp, kiến thức cần sử dụng lại “ ẩn” sau kiến thức mà em có, tư sáng tạo dẫn đến sai lầm giải chúng Chẳng hạn với tập số 10, nhìn qua  em cho hai vật chuyển động với gia tốc tác dụng lực F thực tế lại * Ngoài ra, tập có đặc trưng sáng tạo cần đặc biệt ý đến loại thiết kế tập có phương pháp giải khác độc đáo Với tập thiết kế, quan trọng phải học sinh tưởng tượng cấu thiết kế nào? Chỉ sau hình dung cấu đó, học sinh sử dụng kiến thức vào việc thiết kế cấu, dụng cụ giải thích nguyên tắc vận hành chúng Dướii trình bày số ví dụ mang tính định hướng hướng dẫn học sinh giải tập Bài 1: GV: Trong phải vận dụng kiến thức để giải thích? HS: Theo định luật III Newton lực kéo hai người GV: Trong trường hợp này, tác dụng lên hai người vật không ? HS: Xét theo phương ngang lực kéo hai người có lực ma sát nghỉ mặt đất tác dụng vào người Lúc xuất vai trò vật thứ ba mặt đất Do đó, theo phương ngang người chịu tác dụng hai lực là: lực kéo người lực ma sát nghỉ mặt đất Người tác dụng vào mặt đất lực lớn mặt đất tác dụng lại lực ma sát nghỉ lớn người thắng Khãa luËn tèt nghiÖp 35 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng Nhận xét: - Học sinh thường nghĩ lực kéo từ tay người tới tay người người kéo người - Học sinh cần có tư sáng tạo để vai trò vật thứ ba tác dụng trường hợp Vật thứ ba mặt đất Bài 7: GV: Xác định mục đích thí nghiệm? HS: Mục đích thí nghiệm + Chỉ Fmst< Fmsn cực đại + Tính độ chênh lệch hai lực ma sát vật trượt GV: Để Fmst< Fmsn cực đại ta phải làm ? HS: Ta cho hai vật nằm lúc xuất lực ma sát nghỉ chỗ tiếp xúc hai vật Gắn lực kế đĩa vào vật dùng tay kéo vật lại đến hai vật bắt đầu trượt giá trị lực kéo thời điểm lực ma sát nghỉ cực đại Điều chỉnh lực kéo cho hai vật trượt giá trị lực kế lực ma sát trượt GV: Dùng tay kéo để vật trượt khó Hãy thiết lập phương án điều chỉnh vật trượt ? HS: Ta nối vật kéo với đĩa cân thông qua ròng rọc cố định Điều chỉnh lực kéo cách điều chỉnh lượng cát cho vào đĩa cân GV : Vẽ sơ đồ thí nghiệm ? HS: Thí nghiệm gồm lực kế đĩa (2), ván có kích thước 10x60 đến 80cm (3), nặng (1), ròng rọc cố định đĩa cân (4) mắc với hình vẽ Khãa luËn tèt nghiÖp 36 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng Tiến hành thí nghiệm Mắc hệ thống vật hình vẽ Khi tăng dần cát vào đĩa (4), số lực kế tăng dần tới giá trị cực đại vật bị “bứt” khỏi mặt phẳng Nếu hệ chuyển động ta có chuyển động nhanh dần (lắp vào xe băng giấy cho băng giấy chạy qua đồng hồ rung), ta thấy rõ điều Muốn cho xe chuyển động ta lấy bớt cát đĩa Điều cho thấy lực ma sát trượt nhỏ lực ma sát nghỉ cực đại - Lưu ý Cần tạo thí nghiệm cho tượng diễn cách khách quan không phụ thuộc vào cảm giác trực quan kéo cho vật trượt đều, nâng dần máng nghiêng vật trượt Nhận xét: - Học sinh thường khó hình dung mô hình thí nghiệm - Bằng kiến thức học, học sinh tư sáng tạo cách dùng lực kế để đo lực dùng cát cho vào đĩa cân để điều chỉnh cho vật trượt Bài 10:  GV: Lúc đầu giá trị lực F nhỏ hai vật chuyển động nào?  HS: Lúc đầu F nhỏ hai vật m M chưa dịch chuyển với nhau, hai vật có gia tốc: a F M m (1) GV: Lực truyền cho m gia tốc đó? HS : Lực lực ma sát nghỉ Fms  ma Khãa luËn tèt nghiÖp (2) 37  N  F NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng Từ (1) (2) suy ra: Fms  ma  m F M m GV: Khi F tăng giá trị lực ma sát nghỉ nào? HS: Khi F tăng, lực ma sát nghỉ tăng tăng mãi, giá trị cực đại Fms : Fmsmax  k0 N  k0 mg GV: Điều kiện để xác định lực F cực hai vật chuyển động với nhau? HS: Giá trị cực đại F để hai vật chuyển động với vật xác định từ điều kiện : k0 mg  m F M m  F  k0 g ( M  m ) GV: Lực cực đại so với lực cực tiểu cần tìm nào? HS: Đó lực tối thiểu để hai vật bắt đầu dịch chuyển với Vậy lực F tối thiểu tác dụng vào M để hai vật m M bắt đầu dịch chuyển Nhận xét: - Trong hỏi học sinh lực truyền cho m gia tốc học sinh trả lời lực kéo F Tuy nhiên, học sinh cần tư trực giác để lực kéo F mà lực ma sát nghỉ - Học sinh cần có tư sáng tạo để lực cực hai vật chuyển động với lực cực tiểu để hai vật bắt đầu dịch chuyển Khãa luËn tèt nghiÖp 38 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương 2, trình bày hai vấn đề nêu cấu trúc kiến thức đề tài, xây dựng dạy giải số tập mang đặc trưng sáng tạo phần “Động lực học chất điểm” vật lí lớp 10 THPT (chương trình nâng cao) Dựa vào sở lí luận trình bày chương 1, xuất phát từ mức độ nội dung kiến thức để rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh, xây dựng hệ thống tập dạng khác có đặc trưng sáng tạo Dựa sở bước giải tập vật lý hướng dẫn học sinh suy nghĩ, tìm hướng giải cách vận dụng kiến thức có khả tư sáng tạo tập cụ thể Thông qua hệ thống tập góp phần rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh Khãa luËn tèt nghiÖp 39 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng KẾT LUẬN CHUNG Đối chiếu với mục đích cần nghiên cứu, đề tài hoàn thành nhiệm vụ đặt ra: * Nghiên cứu lực sáng tạo học sinh hoạt động giải tập vật lý so sánh với hoạt động nhà khoa học vận dụng kiến thức học để phát kiến thức * Trên sở nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách tập, loại sách tham khảo xác định kiến thức chương đưa số tập có đặc trưng sang tạo dạng khác nhằm rèn luyện lực sang tạo cho học sinh Qua trình thực đề tài, thấy phát triển đề tài với nội dung kiến thức khác góp phần rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh Tóm lại, đề tài mà nghiên cứu hoàn thành nhiệm vụ đạt mục đích đề Tuy nhiên, thời gian thực đề tài có hạn nên có hạn chế Khãa luËn tèt nghiÖp 40 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng TÀI LIỆU THAM KHẢO Đào Thị Hà, Nghiên cứu việc tổ chức hoạt động ngoại khoá “ Lực ma sát” lớp 10 trung học phổ thông nhằm phát huy tính tích cực bồi dưỡng lực sáng tạo học sinh, Luận văn thạc sĩ, Khoa Vật Lý Trường ĐHSP Hà Nội Nguyễn Thanh Hải, Bài tập định tính câu hỏi thực tế vật lí 10, Nxb Giáo dục năm 2006 Nguyễn Ngọc Hưng, Thí nghiệm vật lí với dụng cụ tự làm từ chai nhựa vỏ lon - Tập I: Cơ học, Nxb Đại học sư phạm Vũ Thanh Khiết, Kiến thức nâng cao vật lý THPT tập I, Nxb Hà Nội năm 2005 Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vật lí 10 nâng cao, Nxb Giáo dục năm 2007 Nguyễn Đức Lâm, Nghiên cứu việc tổ chức hoạt động ngoại khoá lực hướng tâm lớp 10 theo hướng phát huy tính tích cực phát triển Nguyễn Đức Minh, Ngô Văn Khoát, Hỏi đáp tượng vật lí Tập I – Cơ học, Nxb Khoa học Kĩ thuật Hà Nội năm 1970 Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Huế, Phương pháp dạy học vật lí trường phổ thông, Nxb Đại học sư phạm PGS.TS Nguyễn Đức Thâm, Chiến lược dạy học vật lý trường trung học sở, Nxb Hà Nội năm 2006 10 Nguyễn Thị Thuần, Luận văn thạc sĩ 11 Nguyễn Anh Thi, 252 toán học, Nxb Giáo dục năm 2005 12 David Halliday - Robert Resnick - Jearl Waker, Cơ sở vật lý - Tập – học – I, Nxb Giáo dục năm 2006 Khãa luËn tèt nghiÖp 41 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng PHỤ LỤC Bài 2: Giải thích : Trọng lực tỉ lệ thuận với khối lượng Do đó, tăng khối lượng lần trọng lực tăng nhiêu lần Kết tỉ số trọng lực khối lượng (chính gia tốc) đại lượng không đổi Nhận xét : - Học sinh thường nghĩ tới mối liên hệ gia tốc lực tác dụng dựa vào biểu thức định luật II Newton - Học sinh cần tư sáng tạo để tính chất trọng lực tỉ  lệ thuận với khối lượng Từ dựa vào định luật II Newton g đại lượng không đổi Bài : Giải thích : Ta thấy với bánh xe toa ma sát cản trở chuyển động bánh xe đầu tàu lực ma sát đóng vai trò lực phát động Nếu bôi dầu mỡ vào day để làm giảm ma sát làm cho bánh xe đầu tàu quay tròn không chuyển động Nhận xét : - Học sinh cần tư trực giác để thấy day đường sắt liên quan đến chuyển động tàu hoả - Học sinh cần tư sáng tạo để tác dụng lực ma sát bánh xe khác nào? Bài : Giải thích : Lực hấp dẫn Fhd  G Khãa luËn tèt nghiÖp m1m2 áp dụng trường hợp nào? r2 42 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng Hai vật vành khăn cầu có thoả mãn điều kiện không? Ta có: Fhd  G m1m2 áp dụng với hai chất điểm hai vật hình cầu r2 coi chất điểm đặt tâm hình cầu Vành khăn không coi chất điểm nên không nghiệm định luật vạn vật hấp dẫn Nhận xét: - Để giải thích tượng mâu thuẫn toán học sinh cần tư tới điều kiện để áp dụng định luật vạn vật hấp dẫn - Học sinh cần để ý tới điều kiện để vật coi chất điểm Bài : Giải thích : Không phải mâu thuẫn! Khi gỗ (cán rìu) bị dính ướt, thớ gỗ nhỏ bề mặt nở ra, phồng lên chút (có ta cảm giác thấy được) Kết ma sát tay cán rìu tăng lên Ở nước không đóng vai trò dầu mỡ bôi trơn mà có tác dụng làm thay đổi hệ số ma sát tay cán rìu Nhận xét: Học sinh thường cho đơn giản dầu mỡ khác với nước Tuy nhiên học sinh cần tư để nước cho vào gỗ làm gỗ nở lúc ma sát tăng lên Bài 6: - Mục đích thí nghiệm Chỉ tính quán tính dòng nước chuyển động - Chế tạo dụng cụ bố trí thí nghiệm Cắt bỏ đáy chai nhựa 1,25l đục lắp chai lỗ để gắn chặt vào đoạn ống nhựa Khãa luËn tèt nghiÖp 43 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng có đường kính 0,8cm, dài 3cm Lồng khít vào đầu vỏ ống đoạn vỏ bút bi có lỗ với đường kính 0,3cm Lại lồng vỏ bút bi ống nhựa dài 10cm có đầu thu nhỏ thành vòi phun Cho vào ống nhựa có vòi phun viên bi có đường kính 0,4cm Nhờ vậy, viên bi lỗ đầu ống tạo thành van, van đóng mở chai lên xuống Chai nhựa đặt chậu nước sâu 20 cm - Tiến hành thí nghiệm kết thí nghiệm Khi dùng tay cho chai đột ngột lên phía trên, đột ngột lên phía thấy: Sau lần lên xuống, nước ống dâng lên Sau nhiều lần phun qua vòi phun - Giải thích kết Nguyên nhân làm nước dâng lên phun quán tính dòng nước chuyển động Trong trình đưa chai chuyển động lên phía trên, van đóng kín Do nước chai chuyển động có gia tốc lên phía trên, ta hãm chai sau đột ngột hạ xuống quán tính nước tiếp tục chuyển động lên phía Lúc đầu nước dâng lên thành chai, đẩy không khí chai qua van Sau số lần đưa chai lên xuống, nước tiếp tục dâng lên ống thoát vòi phun - Lưu ý + Đầu vỏ bút bi phải cắt thật phẳng để đưa chai lên phía viên bi đóng kín đầu vỏ bút bi + Không phép hạ chai xuống nhanh làm viên bi bị đẩy lên cao Trong ống nhựa, không đóng khít vào vỏ bút bi đưa chai lên Bài 8: - Mục đích thí nghiệm Khãa luËn tèt nghiÖp 44 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng Kiểm nghiệm trường hợp lực hướng tâm tác dụng lên chất lỏng - Chế tạo dụng cụ bố trí thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm bình nước tự chảy nước nhờ chuyển động quay gồm: + Một chai nước + Một đoạn ống nhựa + Bình chứa nước - Tiến hành thí nghiệm kết thí nghiệm + Đổ đầy nước vào chai nhựa + Hút nước vào đoạn ống cong ống nhựa + Quay ống nhựa quay tròn xung quanh trục thẳng đứng nước từ ống nhựa văng + Sau đó, nước chai nhựa hút lên ống nhựa văng đến chai - Giải thích tượng + Khi ống nước quay tròn, phần nước ống chịu lực liên kết phần tử chất lỏng, đóng vai trò lực hướng tâm Khi ống quay nhanh, lực liên kết giữ phần tử chất lỏng chuyển động đường tròn được, nên chất lỏng bị văng + Do lực tương tác phần tử chất lỏng, phần tử ống chuyển động ra, kéo phần tử từ bình ống Vì vậy, quay ống nước bị hút từ bình nhựa văng - Nhận xét: Thí nghiệm chứng tỏ lực hướng tâm tác dụng lên chất lỏng Bài 9: Khãa luËn tèt nghiÖp 45 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng - Mục đích thí nghiệm Thiết kế thí nghiệm làm cho chất bẩn chất lỏng vẩn lắng - Chế tạo dụng cụ bố trí thí nghiệm Dụng cụ gồm: + Hai ống đựng chất lỏng có vẩn đục + Hai quang treo hai đầu đòn nằm ngang gắn vào trục thẳng đứng hình vẽ - Tiến hành thí nghiệm Lắp hệ thống hình vẽ Quay hai đầu quang treo quanh trục thẳng đứng ta quan sát thấy vẩn bị lắng xuống nhanh chóng - Giải thích tượng Do tượng li tâm nên ống nằm ngang vẩn bị “li tâm” “ lắng xuống” đáy ống Bài 11:  N M  P Đáp số : a a  b a   T  F F = 4,9 (m/s2) M mg =3,3(m/s2) mM Nhận xét: - Học sinh bình thường cho hai trường hợp gia tốc lực - Học sinh cần có trực giác để thấy trường hợp sau hệ vật Bài 12: Đáp số : a hmax = 36,2(m) Khãa luËn tèt nghiÖp 46 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng b hmax =24,05(m) Nhận xét: - Học sinh nghĩ hai trường hợp vật có độ cao học sinh dùng công thức: v  v02  2as (trong hai trường hợp vận tốc vật độ cao cực đại 0) - Học sinh cần tư từ trường hợp ném thẳng đứng vận tốc độ cao cực đại ném xiên có thành phần vận tốc theo phương thẳng đứng vận tốc theo phương ngang không đổi v0cos Lúc áp dụng công thức: v  vo2  2 gh  v02 cos 2  v02  2 gh  hmax  v02 sin 2 2g - Học sinh cần tư để giải theo cách khác Ví dụ: Dùng phương pháp tính vt  v0 sin   gt  t  h  v0 sin   gt Bài 13  T  T M  P  F m Đáp số: Người đứng mặt đất kéo vật lên mg < Mg Nhận xét: Khãa luËn tèt nghiÖp 47 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng - Nếu cho thêm điều kiện chuyển động vật yêu cầu tính lực kéo…vv lại yếu tố sáng tạo học sinh cần áp dụng định luật II để giải toán - Khi đọc đầu bài, câu hỏi đặt cho học sinh có kéo không câu trả lời không Để kiểm chứng giả thuyết nguyên tắc làm thực nghiệm hình vẽ ; Còn HS cần đưa hệ muốn kéo thì: T > Mg (1) Phương trình chiếu định luật II Newton người: T + N – mg = Suy ra: T = mg – N Khi N = ứng với Tmax = mg (2) Từ (1) (2) suy ra: mg >Mg (trái với giả thuyết đầu bài) Bài 14: Đáp số: a = 5,78 (m/s2), T = 23 (N), Fqt = 11,6 (N) Nhận xét: Bài toán giúp học sinh nghĩ tới nhiều hướng giải Học sinh cần tư xét hệ quy chiếu gắn với toa xe vật đứng yên xét với hệ quy chiếu gắn với mặt đất vật chuyển động gia tốc với xe Bài 15: Đáp số: a   N g  m2  km1   km2  m1  Nhận xét: - Trong học sinh cần có sáng tạo để xét toán hệ quy chiếu gắn với xe nhằm tìm điều kiện để vị trí hai vật m1, m2 không thay đổi   F qt T  F ms1   m1  P1 F ms2  F qt T m2  P2 - Học sinh cần tư áp lực tác dụng lên vật m2 lực quán tính tác dụng lên vật Khãa luËn tèt nghiÖp 48 [...]... Vật lý đã cho thấy khả năng thông qua việc xây dựng và dạy giải bài tập vật lý để rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh Khãa luËn tèt nghiÖp 21 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ DẠY GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP CÓ ĐẶC TRƯNG SÁNG TẠO 2.1 Nội dung kiến thức chương Động lực học chất điểm trong SGK vật lí 10 (nâng cao) 2.1.1 Định luật I Newton “Nếu một vật không chịu... dạy cho học sinh phương pháp giải bài tập vật lý vẫn phải được coi trọng Mục đích cơ bản của việc giải bài tập vật lý là thông qua quá trình giải bài tập, học sinh hiểu một cách sâu sắc các quy luật vật lý, biết áp dụng các quy luật đó vào việc phân tích các hiện tượng vật lý cụ thể, các vấn đề thực tiễn cụ thể Ngoài ra, các bài tập vật lý còn là hình thức quan trọng để kiểm tra kiến thức của học sinh; ... trình vật lý THPT mới nhấn mạnh trước hết đến việc tạo hứng thú học tập môn Vật lý ở học sinh ban KHTN và việc làm cho học sinh ban KHXH $ NV không ngại học môn Vật lý Chương trình cũng chú ý đặc biệt đến yêu cầu rèn luyện cho học sinh ý thức sẵn sàng áp dụng những hiểu biết về vật lý của mình vào các hoạt động trong gia đình và xã hội để cải thiện đời sống và bảo vệ môi trường, tinh thần nỗ lực phấn... vật lý đơn giản, kỹ năng giải các bài tập đơn giản và kỹ năng thực hành vật lý Trong chương trình vật lý mới, ngoài 3 yêu cầu kĩ năng trên còn có 3 yêu cầu kĩ năng rèn luyện các kĩ năng tiến trình khoa học, đó là kĩ năng thu nhập thông tin, xử lý thông tin và truyền đạt thông tin Khãa luËn tèt nghiÖp 19 NguyÔn ThÞ Th¾m - K31B - Lý GVHD: PGS.TS T¹ Tri Ph­¬ng c Về thái độ, tình cảm tác phong Chương trình. .. học sinh trong quá trình dạy học vật lý 1.2 Bài tập vật lý phổ thông Dạy giải bài tập vật lý phổ thông chiếm vị trí vô cùng quan trọng trong hệ thống các phương pháp thực tế đang được sử dụng trong dạy học vật lý Kỹ năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn là chỉ số chứng tỏ sự nắm kiến thức chính xác và vững chắc của học sinh Do đó, ngay cả khi mà sự nắm kiến thức là vững chắc, không hình thức thì việc dạy. .. tự lực của học sinh; là biện pháp phát triển tư duy sáng tạo của học sinh; … Có nhiều cách phân loại bài tập khác nhau Nếu dựa vào phương tiện giải, có thể chia thành bài tập được diễn tả bằng lời (tự luận, trắc nghiệm, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm ) Nếu dựa vào mục đích dạy học, bài tập được chia thành bài tập đơn giản (tập dượt), bài tập tổng hợp (phức tạp), bài tập chứa đựng tình huống mới, bài. .. khả năng sáng tạo Vấn đề là cần khơi dậy để các khả năng đó bộc lộ ra như thế nào ? - Với học sinh thì sự sáng tạo là tạo ra cái mới cho chính bản thân họ (với giáo viên và các người khác thì có thể không còn là mới) Bởi vậy, hoạt động sáng tạo đối với học sinh mang ý nghĩa tập dượt sáng tạo, sáng tạo lại Điều quan trọng không phải là những sản phẩm sáng tạo mà là khả năng sáng tạo của họ (kiến thức học. .. trên sự hiểu biết của học sinh về khái niệm lực 2.3 Biên soạn một số bài tập có đặc trưng sáng tạo trong chương Động lực học chất điểm vật lí lớp 10 (nâng cao) 2.3.1 Nguyên tắc biên soạn Khi biên soạn một số bài tập mang đặc trưng sáng tạo, chúng tôi xuất phát từ những tình hình thực tế sau đây: - Các bài tập trong sách giáo khoa về cơ bản là những bài tập nhằm mục đích để học sinh ứng dụng các kiến... Rèn luyện khả năng tự học Con đường tốt nhất để hình thành cho học sinh kiến thức năng lực, thái độ là tổ chức cho học sinh tính tự lực hoạt động Nói cách khác, dạy học hiện đại thực chất là dạy học sinh biết cách tự học, tự lực chiếm lĩnh kiến thức và hình thành năng lực Kết quả thực tế cho thấy có rất nhiều học sinh hầu như mất hẳn khả năng tự học: đọc một đoạn trong sách giáo khoa mà không hiểu sách... rèn luyện phẩm chất này ở học sinh trong quả trình dạy học Hơn bất cứ bộ môn khoa học nào, Vật lý học là môn khoa học hướng tới tìm hiểu, khám phá những quy luật của tự nhiên từ thế giới siêu vi mô đến thế giới siêu vĩ mô Con đường để thu nhận những thông tin có giá trị về quy luật cấu tạo và vận động của vật chất luôn gắn chặt với quá trình sáng tạo Nhiều tài liệu về phương pháp dạy học bộ môn Vật lý ... sinh thông qua việc xây dựng dạy giải tập chương Động lực học chất điểm vật lí lớp 10 THPT (chương trình nâng cao) Chúng hy vọng đề tài mang lại hiệu cao góp phần nâng cao chất lượng dạy học. .. chương Động lực học chất điểm Do vậy, việc rèn luyện cho học sinh kĩ giải tập có đặc trưng sáng tạo chương việc làm cần thiết Xuất phát từ lí trên, chọn đề tài: Rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh. .. phổ thông Mục đích nghiên cứu Biên soạn số tập có đặc trưng sáng tạo chương Động lực học chất điểm vật lí 10 nâng cao để rèn luyện lực sáng tạo cho học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học