Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - Vật lý ========================================================= Lời cảm ơn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Tạ Tri Phương đà tận tình hướng dẫn, bảo động viên em suốt trình nghiên cứu hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo tổ phương pháp, thầy cô khoa Vật lý đà giúp đỡ, bảo tạo điều kiện cho em suốt trình học tập nghiên cứu trường Em xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè đà động viên giúp đỡ em suốt thời gian qua Hà nội, tháng năm 2007 Sinh viên Lưu Thị Thu Hêng ========================================================= Kho¸ ln tèt nghiƯp Lu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= Mơc lục Trang Lời cảm ơn Mục lục Mở đầu Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Gi¶ thut khoa häc NhiƯm vơ nghiên cứu 6 Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn Nội dung Chương Những sở lý luận phương pháp thực nghiệm 1.1 Quá trình nhận thức Vậtt lý ®êi cña PPTN 1.2 Néi dung cña PPTN nghiên cứu khoa học dạy học Vật lý 1.3 Vai trò PPTN nghiên cứu khoa học dạy học Vật lý 10 1.4 Rèn lun cho häc sinh phỉ th«ng sư dơng PPTN 12 1.5 Rèn luyện cho học sinh hoạt động nhận thức theo giai đoạn PPTN 14 1.6 Thí nghiệm vËt lý 17 1.7 Thùc tiƠn viƯc sư dơng PPTN dạy học vật lý trường phổ thông 19 1.8 KÕt luËn ch¬ng 20 ========================================================= Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - Vật lý ========================================================= Chương Thiết kế tiến trình dạy học Định luật II NiuTơn theo PPTN 21 2.1 Nội dung kiến thức định luật II NiuTơn 21 2.2 Phương pháp trình bày định luật II NiuTơn cho học sinh phổ thông 22 2.3 Các phương án thí nghiệm kiểm chứng định luật II NiuTơn 23 2.4 Thiết kế tiến trình dạy học Định luật II NiuT¬n” theo PPTN 30 2.5 KÕt luËn ch¬ng 39 Kết luận chung 41 Tài liệu tham khảo 43 Phụ lơc 44 ========================================================= Kho¸ ln tèt nghiƯp Lu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= Mở đầu 1.Lý chọn đề tài Một yêu cầu cấp thiết đặt cho hệ trẻ bắt đầu bước vào sống sôi động xà hội với kinh tế hội nhập toàn cầu là: phải trang bị cho hành trang tri thức vững vàng, có trình độ văn hoá, trình ®é nghỊ nghiƯp nhÊt ®Þnh víi tÝnh ®éc lËp tù chủ, động sáng tạo, có lực giải vấn đề thực tiễn có khả đổi Để đáp ứng yêu cầu xà hội ngành Giáo Dục phải nhanh chóng làm cách mạng toàn diện sâu sắc, cách mạng mục tiêu giáo dục chương trình, hệ thống đào tạo, nội dung SGK, đặc biệt phương pháp giảng dạy, học tập hình thức tổ chức dạy học Nghị Hội nghị BCH TW ĐCSVN lần thứ khoá VII khẳng định: Đổi phương pháp dạy học tất cÊp häc, bËc häc, kÕt hỵp tèt häc víi hành, học tập với lao động sản xuất, nghiên cứu khoa häc thùc nghiƯm, g¾n nhà trêng víi x· héi p dụng phương pháp giáo dục bồi dưỡng cho học sinh lực tư duy, sáng tạo, lực giải vấn đề Triển khai nghị Đảng năm gần đây,ngnh giáo dục đà phát động phong tro đổi phương pháp dạy học cách sâu rộng ton ngnh Đổi phương pháp dạy học l tìm đường, c¸ch thøc míi gióp ngêi häc tù lùc, tÝch cùc thu nhận tri thức, kỹ phát triển họ lực sáng tạo Một đường l bồi dưỡng cho học sinh phương pháp nhận thức khoa học Trong thực tế việc dạy v học vật lý trường phổ thông nhiều vấn đề bất cập, l tình trạng giáo viên truyền đạt kiến thức theo lối thuyết trình, thông báo, Ýt làm thÝ nghiƯm, dÉn ®Õn häc sinh tiÕp thu kiến thức cách thụ động, thừa ========================================================= Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - Vật lý ========================================================= nhận, bắt trước theo khuân mẫu đà có, mà không phát triển khả tư sáng tạo Vật lý học trường phổ thông chủ yếu l vật lý thực nghiệm, kiến thức vật lý xây dựng lên dựa vo thí nghiệm kiểm tra lại thí nghiệm §Ĩ hiĨu râ néi dung, ý nghÜa cđa nh÷ng kiÕn thức tốt l cho học sinh tái tạo lại kiến thức phương pháp m nh Vật lý học đà dùng nghiên cứu vật lý, nghĩa l phương pháp thực nghiệm Trong phương pháp thực nghiệm có hai giai đoạn đòi hỏi học sinh phải có suy nghĩ sáng tạo v với cách tổ chức, hướng dẫn thích hợp giáo viên học sinh có khả thực hoạt động sáng tạo Như vậy, áp dụng phương pháp thực nghiệm (PPTN) vo dạy học đồng thời thực hai mục tiêu: vừa giúp học sinh nắm vững kiến thức, vừa bồi dưỡng cho học sinh lực sáng tạo Với mong muốn đóng góp phần nhỏ vào việc nghiên cứu vận dụng PPTN vào dạy học vật lý nhằm đưa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức, hoạt động tự lực mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành phát triển lực sáng tạo, góp phần nâng cao chất lượng hiệu dạy học vật lý ë trêng trung häc phỉ th«ng, chóng t«i chän đề tài:Thiết kế tiến trình dạy học bài: Định luật II NiuTơn theo phương pháp thực nghiệm SGK Vật lý 10 Nâng cao Mục đích nghiên cứu Vận dụng quan điểm lý luận đại dạy học để thiết kế tổ chức dạy học số định luật vật lý Cho học sinh tự lực hoạt động nhận thức theo PPTN Góp phần nâng cao chất lượng phát triển lực sáng tạo học sinh ========================================================= Kho¸ ln tèt nghiƯp Lu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= Đối tượng nghiên cứu Quá trình dạy học "Định luật II NiuTơn" SGK Vật lý 10 Nâng Cao theo PPTN Gi¶ thut khoa häc NÕu viƯc tỉ chøc dạy học tiến hành theo giai đoạn PPTN có tác dụng kích thích hứng thú häc tËp vËt lý, ph¸t huy tÝnh tÝch cùc, tù lực, nâng cao chất lượng kiến thức phát triển lực hoạt động sáng tạo học sinh NhiƯm vơ nghiªn cøu - Nghiªn cøu viƯc vËn dơng PPTN dạy học vật lý trường phổ thông ảnh hưởng đến việc nâng cao chất lượng học tập phát triển lực sáng tạo học sinh - Nghiên cứu phương án thí nghiệm kiểm tra định luật II NiuTơn - Soạn thảo tiến trình dạy học " Định luật II NiuTơn" theo hướng rèn luyện cho học sinh hoạt động sáng tạo học tập PPTN Các phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận để xác lập quan điểm đạo đề tài - Thực nghiệm sư phạm - Thiết kế thử nghiệm phòng thí nghiệm thiết bị theo phương án dạy học đề tài Cấu trúc luận văn Luận văn gồm: Phần mở đầu; Chương v Chương 2; Phần kết luận v ti liệu tham khảo ========================================================= Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - Vật lý ========================================================= Chương1: NHữNG CƠ Sở Lý LUậN CủA PHƯƠNG PHáP THựC NGHIệM 1.1 Quá trình nhận thức Vật lý đời PPTN Trong thời cổ đại, chưa phân ngành chưa tách khỏi triết học mục đích tìm hiểu giải thích thiên nhiên cách toàn mà chưa vào lĩnh vực cụ thĨ NhiỊu nhµ hiỊn triÕt cho r»ng cã thĨ dïng suy lý, tranh luận để tìm chân lý Một đại biểu tiêu biểu khoa học cổ đại Aristot (394322 TCN) Về sau, khoa học phát triển theo hai hướng: vật tâm Hai trào lưu đấu tranh với thời gian dài khoảng gần hai nghìn năm, phương pháp đấu tranh suy lý tranh luận nên không phân thắng bại Cuộc cách mạng khoa học lần thứ mở đầu phát kiến vĩ đại Copecnic (1473-1543) thuyết Nhật tâm Cuộc đấu tranh bảo vệ cho hệ Nhật tâm đòi hỏi phép chứng minh dựa vào quan sát, thực nghiệm, kiểm tra thực tiễn nhằm thuyết phục ngêi VËt lý häc thùc nghiÖm, VËt lý häc ch©n chÝnh thay thÕ cho VËt lý häc cđa Arixtot đời người đọc coi ông tổ khoa học Galilê Galilê cho muốn nhận thức thiên nhiên thi phải quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm theo cách nói ông, phải hỏi thiên nhiên phải để thiên nhiên phán xét tranh luận thiên nhiên Trước tượng tự nhiên cần tìm hiểu, Galilê bắt đầu quan sát (trong tự nhiên hay thí nghiệm) để xác định rõ vấn đề cần nghiên cứu, đưa cách giải thích lý thuyết có tính chất dự đoán Từ lý thuyết đó, ông rút kết luận kiểm tra thực nghiệm Sau ông bố trí thí nghiệm thích hợp, tạo điều kiện thí nghiệm phương tiện thí nghiệm tốt để đạt kết ========================================================= Khoá luận tốt nghiệp Lưu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= chÝnh xác tin cậy Cuối ông đối chiếu kết thu thực nghiệm với lý thuyết ban đầu ứng dụng kết vào thực tiễn Phương pháp Galilê có tính hệ thống, tính khoa học, có chức nhận thức luận, tổng quát hoá mặt lý thuyết kiện thực nghiệm phát chất vật tượng Galilê chưa tổng kết phương pháp khoa học Về sau, nhà khoa học khác đà kế thừa phương pháp xây dựng cho ngày hoàn chỉnh Nhờ PPTN mà nhiều kỷ sau, vật lý học đà tiến bước tiến lớn thâm nhập vào nhiều ngành khoa học tự nhiên khác 1.2 Nội dung phương pháp thực nghiệm nghiên cứu khoa học dạy học vật lý 1.2.1 Trong nghiên cứu khoa học Từ phương pháp nghiên cứu Galilê, Spaski đà khái quát nên thực chất PPTN sau: Xuất phát từ quan sát thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng giả thuyết Giả thuyết không đơn giản tổng quát hoá thí nghiệm đà làm, chứa đựng mẻ, không cã s½n tõng thÝ nghiƯm thĨ B»ng phÐp suy luận logic toán học, nhà khoa học từ giả thuyết mà rút số hệ quả, tiên đoán số kiện trước chưa biết đến Những hệ kiện lại dùng thực nghiệm mà kiểm tra lại Nếu kiểm tra thành công khẳng định đắn giả thuyết giả thuyết coi định luật vật lý xác PPTN đà thể quan điểm mẻ, sâu sắc nhận thức tự nhiên, nhận thức chân lý Nhà bác học NiuTơn đà làm rõ quan điểm bốn quy tắc sau đây: Quy tắc 1: Đối với tượng, không thừa nhận nguyên nhân khác nguyên nhân đủ để giải thích ========================================================= Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - VËt lý ========================================================= Quy t¾c 2: Bao giê cịng quy tượng nguyên nhân Quy tắc 3: Tính chất tất vật đem thí nghiệm được, mà ta làm cho tăng lên giảm xuống coi tính chất vật nói chung Quy tắc 4: Bất kỳ khẳng định rút từ thực nghiệm, phương pháp quy nạp chừng chưa có tượng khác giới hạn mâu thuẫn với khẳng định Với phương pháp tư tưởng nói trên, NiuTơn đà đạt thành tựu rực rỡ nghiên cứu khoa học ảnh hưởng sâu sắc đến toàn phát triển vật lý học kỷ sau Trong toàn trình tìm chân lý phải phối hợp xây dựng lý thuyết kiĨm tra b»ng thùc nghiƯm V× vËy, PPTN cã thĨ hiểu theo nghĩa hẹp, là: Từ lý thuyết đà biết, suy hệ dùng thí nghiệm để kiểm tra hệ Nhà vật lý thực nghiệm không thiết phải tự xây dựng giả thuyết mà giả thuyết đà có người đề chưa kiểm tra Nhiệm vụ nhà vật lý thực nghiệm lúc từ giả thuyết đà có suy hệ kiểm tra tìm cách bố trí thí nghiệm khéo léo tinh vi để quan sát tượng lý thuyết dự đoán thực phép đo xác 1.2.2 Trong d¹y häc vËt lý Thùc chÊt cđa PPTN dạy học vật lý giáo viên tổ chức tình dạy học hướng dẫn hoạt động nhận thức học sinh tương tự nhà khoa học sử dụng PPTN trình sáng tạo khoa häc nh»m gióp ph¸t huy tÝnh tÝch cùc, tù gi¸c, tính sáng tạo hoạt động học tập, nhờ học sinh chiếm lĩnh kiến thức, kỹ cách sâu sắc đồng thời phát triển lực sáng tạo học sinh Muốn giáo viên phải tổ chức cho học sinh hoạt động theo giai đoạn sau: ========================================================= Khoá luận tốt nghiệp Lu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= Giai đoạn 1: Giáo viên mô tả hoàn cảnh thùc tiƠn hay biĨu diƠn mét vµi thÝ nghiƯm vµ yêu cầu em dự đoán diễn biến tượng, tìm nguyên nhân xác lập mối quan hệ đó, tóm lại nêu lên câu hỏi mà học sinh chưa biết câu trả lời, cần phải suy nghĩ tìm tòi trả lời (Giai đoạn làm xuất vấn đề) Giai đoạn 2: Giáo viên hướng dẫn, gợi ý cho học sinh xây dựng câu trả lời dự đoán ban đầu, dựa vào quan sát tỷ mỉ kỹ lưỡng, vào kinh nghiệm thân, vào kiến thức đà có(gọi xây dựng giả thuyết) Những dự đoán thô sơ, hợp lý chưa chắn (Giai đoạn xây dựng dự đoán hay gọi xây dựng giả thuyết ) Gai đoạn 3: Từ giả thuyết dùng suy luËn logic hay suy luËn to¸n häc suy hệ quả: Dự đoán tượng thực tiễn, mối quan hệ đại lượng vật lý Giai đoạn 4: Xây dựng thực phương án thí nghiệm để kiểm tra xem hệ dự đoán có phù hợp với kết thực nghiệm hay không Nếu phù hợp giả thuyết trở thành chân lý, không phù hợp phải xây dựng giả thuyết Giai đoạn 5: ứng dơng kiÕn thøc Häc sinh vËn dơng kiÕn thøc ®Ĩ giải thích hay dự đoán số tượng thực tiễn, để nghiên cứu thiết bị kỹ thuật Thông qua số trường hợp, tới giới hạn áp dụng kiến thức xuất mâu thuẫn nhận thức cần giải 1.3 Vai trò PPTN nghiên cứu khoa học dạy học vật lý 1.3.1 PPTN nghiên cứu khoa học Vào kỷ 17, Galilê xây dựng PPTN áp dụng cho nghiên cứu vật lý, đà ®a vËt lý trë thµnh ngµnh khoa häc ®éc lËp Tríc ®ã, ngêi ta chØ tranh c·i víi vỊ tự nhiên lý luận xuông theo suy luận người, ========================================================= 10 Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - Vật lý ========================================================= 2.4.2 Sơ đồ logic tiến trình xây dựng kiến thức Định luật II NiuTơn Khi vật chịu tác dụng lực chuyển động thay đổi nào? Tiến hành thí nghiệm: TN1: Xác lập mối quan hệ gia tốc lực TN2: Xác lập mối quan hệ gia tốc khối lượng vật Kết thí nghiƯm: TN1: Gia tèc tû lƯ thn víi lùc t¸c dơng a ~F TN2: Gia tèc tû lƯ nghÞch víi khèi lỵng cđa vËt a~ m a F m Định luật II NiuTơn: Gia tốc mà vật thu tác dụng lực tỷ lệ thuận với lực tỷ lệ nghịch với khối lượng cđa vËt, gia tèc cã chiỊu cïng chiỊu víi lùc t¸c dơng BiĨu thøc: a F m ========================================================= 31 Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - Vật lý ========================================================= 2.4.3 Tiến trình dạy học Định luật II NiuTơn theo PPTN I Mục tiêu: - Mục tiêu học: Học sinh nắm bắt câu hỏi nêu vấn đề tìm phương án thí nghiệm để xác lập mối quan hệ gia tốc lực, gia tốc khối lượng Thực xác thí nghiệm sử lý kết thí nghiệm - Mục tiêu sau học: Học sinh biết cách xây dựng định luật II NiuTơn từ thực nghiệm Biết vận dụng định luật để giải toán học Từ định luật suy định nghĩa lực khối lượng II Chuẩn bị: GV: Chuẩn bị dụng cụ nghiên cứu định luật II NiuTơn HS : ôn lại định luật I NiuTơn kiến thức lực khối lượng Phương pháp: Vấn đáp, thuyết trình tiến hành thí nghiệm III Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh Hoạt động 1: Xác định vấn đề cần nghiên cứu GV: Định luật I NiuTơn cho biết lực tác dụng vào vật giữ nguyên trạng thái đứng yên chuyển động thẳng Vậy theo em có lực đủ lớn tác dụng vào vật trạng thái chuyển ®éng cđa vËt sÏ thay ®ỉi nh thÕ nµo? HS: Vật chuyển động nhanh lên chậm lại tuỳ vào chiều lực tác dụng chiều hay ngược chiỊu víi chiỊu chun ®éng GV: RÊt ®óng, cã lực tác dụng vào vật làm thay đổi chuyển ®éng cđa vËt, thĨ lµ lµm vËt chun ®éng có gia tốc Hoạt động 2: Xây dựng dự đoán trả lời câu hỏi giáo viên ========================================================= 32 Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - VËt lý ========================================================= GV: Em nµo h·y cho biết gia tốc vật thu phụ thuộc vào đại lượng nào? GV gợi ý học sinh cách đưa thí nghiệm đơn giản (H1): ép lò xo lại sau cho lò xo tác dụng vào vật m Lần cho lò xo bị ép nhiều tác dụng vào vật m Yêu cầu học sinh nhận xét xem trường hợp vật m thu vận tốc lớn hơn? Với kinh nghiệm thực tế kiến thức phần động học, HS trả lời câu hỏi GV: Khi lò xo bị nén nhiều vật m thu gia tốc lớn Vậy gia tốc vật thu phụ thuộc vào lực tác dụng vào vật GV: Ngoài lực tác dụng vào vật gia tốc phụ thuộc vào đại lượng không? GV tiến hành lại thí nghiệm với độ ép lò xo tăng khối lỵng m cđa vËt Cho häc sinh nhËn xÐt xem trường hợp vật thu gia tốc lớn HS: Khi khối lượng vật m tăng lên gia tốc vật thu nhỏ Vậy gia tốc vật phụ thuộc vào khối lượng vật Hoạt động 3: Xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán GV: Gia tốc vật phụ thuộc vào lực tác dụng vào vật khối lượng vật Nhưng ta chưa biết mối quan hệ định lượng định lượng Trước hết ta xét mối quan hệ gia tốc lực Em đưa phương án thí nghiệm xác định mối quan hệ định lượng hai đại lượng ========================================================= 33 Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - VËt lý ========================================================= GV cã thĨ gỵi ý học sinh: Muốn thiết lập mối quan hệ định lượng gia tốc lực tác dụng ta cần đo đại lượng nào, cách nào? HS: Ta phải đo lực tác dụng lên vật, ®o b»ng lùc kÕ Vµ ®o gia tèc cđa vËt cách đo quÃng đường thời gian chuyển ®éng b»ng ®ång hå bÊm gi©y, sau ®ã tÝnh gia tốc vật GV: Đúng vậy, ta cần đo lực tác dụng vào vật gia tốc vật thu Ta cần cố định khối lượng vật, thay đổi lực tác dụng xét xem gia tốc vật thay đổi Với cách đo lực lực kế đo gia tốc vật bạn đà trình bày giới thiệu với em phương án thí nghiệm có phßng thÝ nghiƯm cđa chóng ta Víi bé thÝ nghiệm em trực tiếp tiến hành thí nghiệm cách dễ dàng để thu kết xác GV trình bày cấu tạo thiết bị đồng hồ rung dụng cụ thí nghiệm : xe lăn, máng trượt, lực kế, băng giấy nặng - Yêu cầu học sinh thiết lập sơ đồ bố trí thí nghiệm với dụng cụ đà cho - HS suy nghĩ đưa phương án thí nghiệm GV tổng hợp ý kiến học sinh trình bày sơ đồ thí nghiệm hình vẽ - Hướng dẫn học sinh cách tiến hành thí nghiệm thí nghiệm để thu kết xác nhất: Móc lực kế vào đầu xe lăn nối với nặng qua sợi dây không giÃn khối lượng không đáng kể Đầu lại xe lăn gắn với băng giấy Băng giấy luồn qua ròng rọc gắn ĐHR ========================================================= 34 Khoá luận tốt nghiệp Lu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= Thay đổi nặng cho lực kế chỉ: F1; F2=2F1; F3=3F1 tiến hành thí nghiệm ba lần Kết thí nghiệm đạt ghi vào bảng 1: Bảng Khối lượng xe lực kế: M = ……(g) ; t = … (s) LÇn Lùc l1 l2 l3 TN (N) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) F1 a1 = 2F1 a2 = 3F1 a3 = - Yêu cầu học sinh lập thương sè l4 l1 a a1 a ; ; F1 F2 F3 l2 l3 l a l t2 vµ rót nhËn xÐt? HS : Tõ bảng kết thí nghiệm ta tính tỷ sè: a a1 a = = F1 F2 F3 Vậy với vật có khối lượng không đổi gia tèc tû lƯ thn víi lùc t¸c dơng GV: §óng vËy, víi sai sè nhá giíi h¹n cho phép gia tốc vật thu tỷ lệ thuận với lực tác dụng lên nó, thực nghiệm đà chứng minh điều Nếu muốn thiết lập mối quan hệ định lượng gia tốc khối lượng vật ta phải tiến hành thí nghiệm nào? HS: Vẫn tiến hành thí nghiệm thay đổi khối lượng xe lăn giữ nguyên lực tác dụng vào xe ========================================================= 35 Kho¸ ln tèt nghiƯp Lu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= GV: Đúng ta tăng khối lượng xe lăn cách thêm nặng (hoặc dùng cát để ®iỊu chØnh khèi lỵng) cho khèi lỵng chung cđa xe lăn, nặng lực kế là: M ; 2M ; 3M vµ tiÕn hµnh thÝ nghiƯm lần Kết thí nghiệm ghi vào bảng 2: Bảng Khối lượng xe lực kế: M = ……(g) ; t = … (s) LÇn Lùc l1 l2 l3 l4 l1 l2 l3 TN (N) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) M a1 = 2M a2 = 3M a3 = l Sau lập bảng thí nghiệm, yêu cầu học sinh lËp tû sè a1 ; a2 a1 m2 HS tính tỷ số có nhận xét: a2 m1 vµ a1 m3 a3 m1 a l t2 a1 rót nhËn xÐt a3 m1 a1 m2 a m3 a3 GV : Nh với lực tác dụng không thay đổi tích gia tốc với khối lượng không đổi hay gia tốc tỷ lệ nghịch với khối lượng: a ~ m Hoạt động 4: Kết luận chung đưa định luật GV: Từ kết hai thí nghiệm em rút kết luận chung vµ viÕt biĨu thøc cho sù phơ thc cđa gia tốc vào lực khối lượng vật? ========================================================= 36 Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - VËt lý ========================================================= HS: Gia tèc mµ vật thu tác dụng lực tỷ lệ thuận với lực tỷ lệ nghịch víi khèi lỵng cđa vËt BiĨu thøc: a F m GV: Đó nội dung định luật chuyển động học NiuTơn tìm thực nghiệm quan sát kiểm nghiệm qua nhiều thí nghiệm có độ xác cao Với biểu thức ta suy F = ma hay định luật phát biểu theo cách khác: Tích khối lượng vật với gia tốc lực tác dụng vào vật hai thí nghiệm em có nhận xét vỊ híng cđa gia tèc cđa vËt? HS: Gia tèc a cã híng trïng víi híng cđa lùc t¸c dơng lên vật GV: Đúng vậy, giả sử tác dụng lực vào vật ngược chiều với chiều chuyển động vật ta thu gia tốc âm có chiều ngược chiều chuyển động vật chiều với lực tác dụng vào vật Biểu thức định luật II NiuTơn viết dạng vectơ sau: a F m hay F ma Trong biĨu thøc trªn, đơn vị khối lượng, đơn vị gia tốc đơn vị lực chọn hệ SI ta xét trường hợp có lực tác dụng vào vật Nếu đồng thời có nhiều lực tác dụng vào vật quy luật hay không? Làm để kiểm tra được? Bằng sù híng dÉn gỵi ý cđa GV häc sinh sÏ ®i tíi nhËn xÐt lµ cã thĨ vÉn dïng hai thí nghiệm không cân ma sát Trong trường hợp lực gây gia tốc hợp lực: F = Fđh - Fms ========================================================= 37 Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - VËt lý ========================================================= GV: Nh vËy cã thÓ khái quát lại là: Khi sử dụng công thức F F ma tổng hợp lực tác dụng lên vật Định luật II NiuTơn nghiệm hệ quy chiếu quán tính Một số hệ định luật II NiuTơn: a) Các yếu tố vectơ lực GV: Dựa vào công thức : F ma em đưa định nghĩa định lượng xác lực : HS : Lực tích khối lượng với gia tốc F = ma GV: Đúng vậy, đơn vị khối lượng kg đơn vị gia tốc 1m/ s ta có đơn vị lực là: N Niutơn lực truyền cho vËt cã khèi lỵng 1kg mét gia tèc 1m/ s 1N = 1kg.1m/ s 2 Ta còng thÊy tõ công thức lực đại lượng vectơ Vectơ lực xác định sau: - Điểm đặt vị trí mà lực đặt lên vật - Phương chiều phương chiều gia tốc mà lực gây cho vËt - §é lín F = ma b) Điều kiện cân chất điểm GV: Ta thÊy r»ng F biÓu thøc F m a hợp lực lực tác dụng lên vật Vậy F = trạng thái vật sÏ nh thÕ nµo? HS: F = a F m Khi ®ã vËt ®øng yên chuyển động thẳng ========================================================= 38 Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - VËt lý ========================================================= GV: §óng vËy, F = tức lực tác dụng lên vật cân nhau, theo địng luật I Niutơn vật đứng yên chuyển động thẳng hệ quy chiếu mà ta đà chọn Trạng thái vật gọi trạng thái cân c) Khối lượng quán tính Theo định luật II NiuTơn, vật có khối lượng khác chịu tác dụng lực không đổi, vật có khối lượng lớn có gia tốc lớn Vậy vật có khối lượng lớn khó thay đổi vận tốc, tức có mức quán tính lớn Như ta hiểu khái niệm khối lượng rõ ràng hơn: Khối lượng vật đại lượng đặc trưng cho mức quán tính vật d) Mối quan hệ trọng lượng khối lượng vật GV: THCS em đà biết vật có khối lượng m = 1kg có trọng lượng P 10N Từ ta áp dụng biểu thức định luật II NiuTơn để tính trọng lực P vật biết khối lượng m gia tốc rơi tự g vật Nếu vật chịu tác dụng cđa träng lùc th× ta cã: P m g Gọi độ lớn P trọng lực trọng lượng cđa vËt, ta cã P = mg Nh vËy t¹i điểm mặt đất trọng lượng vật tỷ lƯ thn víi khèi lỵng cđa nã 2.5 kÕt ln chương Vận dụng quan điểm lý luận đà trình bày chương 1, chương thiết kế tiến trình dạy học Định luật II NiuTơn theo PPTN Tiến trình học soạn thảo tương đối phù hợp với thực tế Việc tổ chức tình học tập định hướng giải vÊn ®Ị cho häc sinh víi hƯ thèng ========================================================= 39 Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - VËt lý ========================================================= c©u hái híng dÉn võa søc dÉ kÝch thÝch høng thó häc tËp, l«i học sinh vào hoạt động tích cực, tự lực giải vấn đề học tập Kết hợp tất hoạt động: dề xuất dự đoán, phương ¸n thÝ nghiƯm, tiÕn hµnh thÝ nghiƯm, xư lý kÕt thí nghiệm rút kết luận đà phát huy khả sáng tạo học sinh Để góp phần vào việc thực mục đích đề tài, đà cải tiến thí nghiệm định luật II Niutơn cho khoa học, dễ sử dụng tương đối xác Tuy nhiên, với cách dạy theo tiến trình học tốn nhiều thời gian việc chuẩn bị giáo viên phải công phu ========================================================= 40 Khoá luận tốt nghiƯp Lu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= Kết luận chung Thực mục đích nghiên cứu đối chiếu với nhiệm vụ đề tài, đà giải số vấn đề sau: - Trên sở luận điểm khoa học nghiên cứu chiến lược dạy học phát triển hoạt động tìm tòi, sáng tạo tư khoa học cho học sinh, đà thiết lập sơ đồ biểu đạt logic tiến trình nhận thức khoa học, tổ chức tình có vấn đề dạy học định hướng hoạt động nhận thức tích cực tự chủ học sinh Đề tài đà xây dựng tiến trình dạy học Định luật II NiuTơn làm nảy sinh vấn đề, tạo hội cho học sinh tham gia vào trình tìm tòi giải vấn đề, tạo động thúc đẩy hoạt động nhận thøc tÝch cùc, tù chñ cña häc sinh - TiÕn trình soạn thảo dạy học theo phương pháp thực nghiệm đă chứng tỏ tính khả thi thiết bị thí nghiệm Tiến trình dạy học đem lại hiệu nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức mà phát triển lực sáng tạo (khả đề xuất giả thuyết, dự đoán; khả đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra), phát huy tính tự lực giải vấn đề học sinh - Do điều kiện thời gian có hạn khuôn khổ luận văn, tiến hành học Những kết nghiên cứu đề tài tạo điều kiện cho mở rộng nghiên cứu sang học khác chương trình, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý trường THPT - Qua trình nghiên cứu thực đề tài, để việc dạy học Vật lý có hiệu cao đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục, xin có số ý kiến trao đổi đề nghị sau: + Với nội dung chương trình sách giáo khoa trang thiết bị đồ dùng học tập đà đổi phải nhanh chóng đồng bồi dưỡng đội ngũ giáo viên để có phương pháp giảng dạy cho phù hợp, đáp ứng yêu cầu đề ========================================================= 41 Khoá luận tốt nghiệp Lưu Thị Thu Hường K29C - VËt lý ========================================================= + VÊn ®Ị båi dưỡng giáo viên công tác quản lý giáo dục: trước hết phải cho người giáo viên thông suốt tư tưởng nhận thức sâu sắc cần thiết phải đổi phương pháp dạy học Sau phải có phương án, tài liệu bồi dưỡng chuyên môn cho giáo viên cách nghiêm túc cụ thể Công tác quản lý giáo dục phải chặt chẽ thống từ xuống dưới, phải đưa quy định quy chế bắt buộc phải có phương án để kiểm tra đánh giá thực giáo viên +Nên trang bị nhiều phòng học môn để thuận lợi cho giáo viên việc sử dụng thiết bị dạy học, mục tiêu đào tạo người Việt Nam có tư sáng tạo, kỹ thực hành giỏi, tác phong công nghiệp phải thông qua hoạt động, phải thực hành có khả vận dụng kiến thức đà học vào thực tế đời sống ========================================================= 42 Khoá ln tèt nghiƯp Lu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= Tài liệu tham khảo Nguyễn Tấn Cường Cấu tạo số thiết bị thí nghiệm để tổ chức hoạt động nhận thức tích cực học sinh dạy học kiến thức chuyển động vật bị ném, Sách giáo khoa Vật lý 10 thí điểm ban khoa học tự nhiên (Bộ 1) Khoa Vật lý Trường ĐHSP Hà Nội Đavid Halliday RoBert ResNich – Jearl Walker C¬ së VËt Lý, TËp một- Cơ Học, Nxb Giáo Dục (Ngô Quốc Quýnh, Hoàng Hữu Thư, Đào Kim Ngọc dịch) Nguyễn Văn Hoà “RÌn lun cho häc sinh sư dơng PPTN nh»m n©ng cao chất lượng học tập góp phần phát triển lực sáng tạo dạy học vật lý THCS, Luận án tiến sỹ, Khoa Vật Lý Trường ĐHSP Hà Nội Đào Văn Phúc, Phạm Viết Trinh (1990) Cơ Học, Nxb Giáo Dục Hà Nội Đào Văn Phúc (2003) Lịch sử vật lý học, Nxb Giáo Dục 6.Tạ Tri Phương (2005) Phương pháp giảng dạy vật lý trường Trung Học Phổ Thông (dịch) , ĐHSP Hà Nội Tạ Tri Phương Thực hành thí nghiệm vật lý phổ thông, ĐHSP Hà Nội Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế Phương pháp dạy học vật lý phổ thông, Nxb ĐHSP Hà Nội Phạm Hữu Tòng Lý luận dạy học vật lý trường TH, Nxb Giáo Dục, Hà Nội 10 Nghị Hội nghị Trung Ương VII (1993) tiếp tục đổi nghiệp Giáo Dục Đào Tạo, Nxb Chính Trị Quốc Gia ========================================================= 43 Khoá luận tèt nghiƯp Lu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= Phụ lục Bộ thí nghiệm khảo sát định luật ii niutơn đà cải tiến Tiến hành thí nghiệm giai đoạn : Chứng tỏ gia tốc a tỷ lệ với lực tác dụng F Bảng Khối lượng xe vµ lùc kÕ: M = 200 (g) ; t = 0,1 (s) LÇn Lùc l1 TN (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (N) l2 l3 l4 l1 l2 l3 l a l t2 mm/s F1=0,2 42 48 54 60 6 6 a1=600 2F1=0,4 41 54 66 78 13 12 12 12,3 a2=1230 3F1=0,6 52 70 88 10,6 18 18 18 18 a3=1800 NhËn xÐt : Tõ b¶ng kÕt qu¶ thí nghiệm ta thấy, sai số nhỏ 5% chấp nhận kết gần : a a1 a = = F1 F2 F3 Tiến hành thí nghiệm với thí nghiệm đà cho thấy kết thu có độ xác cao ========================================================= 44 Khoá luận tốt nghiệp Lu ThÞ Thu Hêng K29C - VËt lý ========================================================= ========================================================= 45 ... phần nâng cao chất lượng hiệu dạy học vật lý trường trung học phổ thông, chọn đề tài :Thiết kế tiến trình dạy học bài: Định luật II NiuTơn theo phương pháp thực nghiệm SGK Vật lý 10 Nâng cao Mục... ========================================================= Chương2: Thiết kế tiến trình dạy học Định luật II NiuTơn theo phương pháp thực nghiệm 2.1 Nội dung kiến thức định luật II NiuTơn Định luật II NiuTơn định luật động lực học Đà có nhiều... Chương Thiết kế tiến trình dạy học Định luËt II NiuT¬n” theo PPTN 21 2.1 Néi dung kiÕn thức định luật II NiuTơn 21 2.2 Phương pháp trình bày định luật II NiuTơn cho học sinh phổ thông 22 2.3 Các phương