Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương các định luật bảo toàn vật lí 10 nhằm bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh ở trung tâm giáo dục thường xuyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI DƯƠNG THỊ CÚC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊ NH LUẬT BẢO TỒN” –VẬT LÍ 10 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH Ở TRUNG TÂM GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI DƯƠNG THỊ CÚC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊ NH LUẬT BẢO TOÀN” –VẬT LÍ 10 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH Ở TRUNG TÂM GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN Chuyên ngành: Lí luận phương pháp dạy học Vật lí Mã số: 8.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS Ngô Diệu Nga HÀ NỘI - 2018 LỜI CẢM ƠN Trải qua q trình học tập, nghiên cứu lâu dài, tơi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, phòng sau đại học, q thầy khoa Vật lí thầy cô trường Đại học Sư Phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ hồn thành khóa học Để tỏ lòng biết ơn sâu sắc, với tình cảm chân thành tơi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới T.S Ngô Diệu Nga tận tình hết lòng hướng dẫn, ân cần bảo tơi suốt q trình thực đề tài Cuối cùng, lời cảm ơn chân thành xin gửi đến Ban Giám đốc, đồng chí giáo viên tổ GDTX em học sinh lớp 10A4 10A3 Trung tâm GDNN GDTX Yên Phong - Bắc Ninh tạo điều kiện giúp đỡ thời gian thực nghiệm Bắc Ninh, ngày 05 tháng 11 năm 2018 Tác giả luận văn Dương Thị Cúc LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu thân tơi hướng dẫn trực tiếp TS Ngô Diệu Nga Đề tài nghiên cứu chắn khơng có trùng lặp số liệu kết nghiên cứu với cơng trình nghiên cứu tác giả công bố trước Bắc Ninh, ngày 05 tháng 11 năm 2018 Người thực Dương Thị Cúc MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Tổng quan vấn đề nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Giả thuyết khoa học .4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài .6 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG, SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH 1.1 Hình thành phát triển lực tự học học sinh 1.1.1 Khái niệm lực 1.1.2 Năng lực học sinh phổ thông 1.1.3 Năng lực tự học biểu lực tự học 1.1.4 Các biện pháp hình thành phát triển lực tự học học sinh .10 1.2 Cơ sở lí luận hoạt động dạy giải vài tập vật lí 13 1.2.1 Khái niệm tập vật lí .13 1.2.2 Vai trò, tác dụng tập vật lí 13 1.2.3 Phân loại tập vật lí 14 1.2.4 Phát triển tư vật lí thơng qua hoạt động giải tập vật lí .16 1.2.5 Phương pháp giải tập vật lí .18 1.2.6 Hướng dẫn học sinh giải tập vật lí 18 1.2.7 Lựa chọn sử dụng tập vật lí 20 1.3 Thực trạng hoạt động tự học học sinh hoạt động dạy giải tập vật lí số Trung tâm giáo dục thường xuyên 22 1.3.1 Mục đích việc điều tra 22 1.3.2 Đối tượng phương pháp điều tra 22 1.3.3 Kết điều tra 23 KẾT LUẬN CHƯƠNG .29 CHƯƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN”- VẬT LÍ 10 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH Ở TRUNG TÂM GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN .30 2.1 Phân tích nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo tồn”- Vật lí 10 .30 2.1.1 Vị trí chương “Các định luật bảo tồn” chương trình Vật lí 10 30 2.1.2 Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” 30 2.1.3 Nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo tồn” - Vật lí 10 .32 2.2 Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn”- Vật lí 10 36 2.2.1 Mục tiêu kiến thức 36 2.2.2 Mục tiêu kĩ .37 2.2.3 Mục tiêu thái độ 37 2.2.4 Mục tiêu bồi dưỡng lực tự học .38 2.3 Xây dựng hệ thống tập chương “Các định luật bảo tồn”- Vật lí 10 theo hướng bồi dưỡng lực tự học .38 2.3.1 Chủ đề 1: Động lượng định luật bảo toàn động lượng .38 2.3.2 Chủ đề 2: Công Công suất 41 2.3.3 Chủ đề 3: Động Thế Cơ .45 2.4 Sử dụng hệ thống tập chương “Các định luật bảo tồn”- Vật lí 10 dạy học 52 2.4.1 Kế hoạch sử dụng hệ thống tập chương “Các định luật bảo tồn”- Vật lí 10 dạy học 53 2.4.2 Tổ chức hoạt động dạy học chương “Các định luật bảo tồn”- Vật lí 10 có sử dụng hệ thống tập xây dựng 53 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .80 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm .80 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 80 3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 80 3.4 Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm 81 3.5 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 81 3.5.1 Tiêu chí đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 81 3.5.2.Diễn biến đánh giá việc bồi dưỡng lực tự học học sinh trình thực nghiệm sư phạm .82 3.5.3 Kiểm tra đánh giá kết học tập học sinh .88 KẾT LUẬN CHƯƠNG .94 KẾT LUẬN CHUNG 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viế t tắ t Viế t đ ầ y đủ BTVL Bài tập Vật lí CNTT Cơng nghệ thơng tin ĐLBT Định luật bảo toàn GD Giáo dục GDTX Giáo dục thường xuyên GV Giáo viên HS Học sinh NLTH Năng lực tự học NXB Nhà xuất PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa SGV Sách giáo viên TH Tự học THCS Trung học sở THPT Trung học phổ thông TTGDTX Trung tâm giáp dục thường xuyên MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Bộ GD-ĐT vừa cơng bố dự thảo chương trình giáo dục phổ thông dự kiến áp dụng từ năm học 2018-2019; xây dựng theo định hướng phát triển phẩm chất lực, định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp cho học sinh Theo dự thảo, nội dung chương trình tổng thể nêu lên phẩm chất chủ yếu cần hình thành, phát triển học sinh là: yêu đất nước, yêu người, chăm học, chăm làm, trung thực, trách nhiệm Về lực, dự thảo hướng đến 10 lực cốt lõi, số đề cập tới hình thành, phát triển: lực tự chủ tự học, lực giao tiếp hợp tác, lực giải vấn đề sáng tạo Trong phương pháp học cốt lõi phương pháp tự học Nếu rèn luyện cho người học có phương pháp, kĩ năng, thói quen, ý chí tự học tạo cho họ lòng ham học, khơi dậy nội lực vốn có người, kết học tập nhân lên gấp bội Vì vậy, cần phải nhấn mạnh mặt hoạt động học trình dạy học, nỗ lực tạo chuyển biến từ học tập thụ động sang tự học chủ động, đặt vấn đề phát triển tự học trường phổ thông, không tự học nhà sau lên lớp mà tự học tiết học có hướng dẫn giáo viên Tại điều 5, chương I, Luật Giáo dục ghi: "Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư sáng tạo học sinh; bồi dưỡng lực tự học, khả thực hành, lòng say mê ý chí vươn lên” Vấn đề tự học người học Đảng, Nhà nước quan tâm quán triệt sâu sắc từ nhiều năm qua Nghị trung ương Đảng kì họp thứ 8, Quốc hội khóa XI đổi toàn diện giáo dục Việt Nam nêu rõ: "Tiếp tục đổi mạnh mẽ phương pháp dạy học theo hướng đại; phát huy tính tích cực; chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức, kĩ người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo sở để người học cập nhật đổi tri thức, kĩ phát triển lực Chuyển từ học chủ yếu lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, Bài 54 Độ biến thiên động viên đạn xuyên qua gỗ 1 mv  mv12  0, 2  1019, 2J 400 014 120 2 2 Theo định lý biến thiên động năng: AC = Wd = FC.s = -1019,2J W d=   Suy ra: Fc= -20384 N ( Dấu trừ để lực cản ) Bài 55 Cơng tồn phần trọng lực làm vật di chuyển từ BđếnC: Áp dụng công thức: A= P.z =m.g.z ABC = m.g.(zB – zC ) ABC = mgzB - mgzC = WB - WC Bài 56 +Nếu kéo cầu vị trí thả khơng vận tốc đầu vật dao động qua lại vị trí cân + Bỏ qua lực cản, vật chịu tác dụng lực đàn hồi suốt trình dao động + Áp dụng cơng thức A = Fscosα F Fđh Fđh = k l = k x ; s = l = x; Nên A = k l = k x - Nhận thấy cách giải sai, chữa + Để áp dụng cơng thức tính cơng lực đàn hồi phải khơng đổi x + A  Fx  kxx + Cơng tồn phần lực đàn hồi tổng công nguyên tố: A12   A diện tích hình thang BCDE A   A  (kx ) kx ) 12 A12  ( x2  x1   k x1 x2  k x12  k x22  k x1 x2 2 k x1 k x2  2 Bài 57 - Biểu thức tính năng:W = Wđ + Wt - Chọn gốc mặt đất thì: + Tại A: WtA = mghA (giá trị cực đại) WđA = WA = WtA + WđA = mghA + Tại B: WtB = mghB WđB = mv B m 2B WB = WtB + WđB = mghB + v Mà v  2g (h  h Suy ra: WB = mghA B A ) B + Tại C: WtC = mghC WđC = mv C m C2 WC = WtC + WđC = mghC + v Mà v  g (h C A  h Suy ra: W = mgh ) C B A + Tại D: WtD = WđD = mv D WD = WtD + WđD = mghD + mv D 2 Mà vD2  2gh A Suy ra: WD = mghA Bài 58 Vì vật trượt khơng ma sát nên có trọng lực sinh cơng, bảo toàn + Chọn gốc B: hB = + Tại A: WtA = mghA mv A =0 WđA = m 2B + Tại B: WtB = mghB = WđB = v + Áp dụng định luật bảo tồn cho vị trí A B: mghA + m mv A = mghB + v B 2  ghA v B  v  B = 2gh =10 m/s Bài 59 Mốc mặt đất Thế vật độ cao h : Wt = mgz Suy z = Wt 1,   0,102 m m.g 1,0.9,8 Bài 60 Thế hệ bị nén cm : Wt  1 k(l)  200.(0,02)2  0,04 J 2 Thế không phụ thuộc vào khối lượng vật Bài 61 a Áp dụng định luật Húc: Fdh = k l k F l = = 150 N/m 0,02 b Thế đàn hồi lò xo giãn cm : Wdh  kx = 150.0,05 2= 0,1875 J 2 c A12  1 2 kx   150.(0,03)  150.(0,06)  0,2025J 2kx 2 2 Công lực đàn hồi công âm, gọi công cản so với công phát động lực kéo Bài 62 a Áp dụng công thức độ giảm : Wt(M) – Wt(N) = AMN Với Wt(M) = mgzM Wt(N) = mgzN vật vị trí M N so với mặt đất Còn AMN công trọng lực làm vật di chuyển từ vị trí M đến vị trí N Từ ta có : AMN = Wt(M) – Wt(N) = mg(hM – hN ) = 400.10.( 25-10) = 60000J = 60 kJ Bài 63 - Chọn chiều dương có trục Oz hướng lên Ta có: Wt1 – Wt2 = 500 – (- 900) = 1400J = mgz1 + mgz2 = 1400J z A Z1 o Vậy z1 + z2 = 47,6 m Vậy vật rơi từ độ cao 47,6m b/ Tại vị trí ứng với mức không z = - Thế vị trí z1 Wt1 = mgz1 z1 = 17 m Vậy vị trí ban đầu cao mốc chọn 17m c/ Vận tốc vị trí z = 2 Ta có: v – v0 = 2gz1 Z2 B v 2.g.z1  18,25m Bài 64 Lấy gốc mặt đất h = a/ + Tại độ cao h1 = 3m Wt1 = mgh1 = 300J + Tại mặt đất h2 = Wt2 = mgh2 = + Tại đáy giếng h3 = -5m Wt3 = mgh3 = - 500J b/ Lấy mốc đáy giếng + Tại độ cao 3m so mặt đất h1 = 8m Wt1 = mgh1 = 800J + Tại mặt đất h2 = 5m Wt2 = mgh2 = 500 J + Tại đáy giếng h3 = Wt3 = mgh3 = c/ Công trọng lực vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất A31 = Wt3 – Wt1 + Khi lấy mốc mặt đất: A31 = Wt3 – Wt1 = – 300 = -300J +Khi lấy mốc đáy giếng: A31 = Wt3 – Wt1 = – 800 = -800J Bài 65 Chọn mốc mặt đất Tại vị trí Wđ = 3/2 Wt vật : Wh = Wđ + Wt = 3/2 Wt + Wt =5/2 Wt Theo định luật bảo toàn nên Wh = 5/2 Wt = 375 J Wt = 150J Có Wt = mgh suy m = 5,1 kg Wđ=3/2 Wt = 225 J suy v = 9,4 m/s Bài 66 a Chọn mốc mặt đất nên 2 W  Wd  Wt  mv  mgh  0,25.4,5  0,25.10.1,5  0,63J a Khi vật đạt độ cao cực đại Wtmax suy Wđ = Wtmax = mgz = W = 0,63 J Do độ cao cực đại vật đạt : z W 0,63   2,52m m.g 0,025.10 Bài 67 Chọn gốc tạ mặt đất Cơ O : WO  mv0  mgh Cơ A: WA = m.g.H Theo định luật bảo toàn năng: W (O) = W(A) v  2gh Suy : H   15m 2g Tại vị trí cao H = 15 m vật : W  Wd  Wt  mvH  mgH   0,2.10.15  30 J A b/ Tìm h1 để Wđ1 = 3Wt3 z Gọi C điểm có Wđ1 = 3Wt3 H Cơ C : O h W(C) = 4Wt1 = 4mgh1 B Theo định luật BT năng: W(C) = W(A) Suy ra: h1  H  15  3, 75m c/ Tìm v2 để Wđ2 = Wt2 Gọi D điểm có Wđ2 = Wt2 Cơ D : W(D) = 2Wđ2 = mv2 Theo định luật bảo toàn năng: W(D) = W(A) v2  g.H  15.10  12, 2m / s Bài 68 a) Chọn gốc mặt đất - Động lúc ném vật: Wđ = 0,16 J - Thế lúc ném : Wt = mgh = 0,32 J - Cơ bi lúc ném vật: W = Wđ + Wt = 0,48 J b) Gọi điểm B điểm mà bi đạt Áp dụng định luật bảo toàn :WA = WB  hmax  2,4 m c) 2Wt = W suy h = 1,2 m d) Ac  W'  W F (h'  h)  mgh'  W c F h   1,63m '  h Wc Fc  mg A Bài 69 z a Chọn gốc mặt đất ( B) Cơ O ( vị trí ném vật): WO  mv02  mgh H O h B Cơ B ( mặt đất) : WB  mv 2 Theo định luật bảo toàn W(O) = W(B) mv  mgh  mv 2 2 v2  v  h 2g 9   0,25m 2.10 b Độ cao cực đại mà vật đạt so với mặt đất Gọi A độ cao cực đại mà vật đạt tới Cơ A : WA = mgH Cơ B : WB  mv 2 Theo định luật bảo toàn : WA = WB  mv  mgH 2 v  H  0,45m 2g 2.10  c Gọi C điểm mà Wđ(C) = 3Wt (C) - Cơ C: W(C) = Wđ(C) + Wt (C) =Wđ(C) + 1/3Wđ(C) = 4/3Wđ(C) =2/3mvc2 Theo định luật bảo toàn W(C) = W(B)  mv c  mv2  vc 3 v  1,25m / s Bài 70 Chọn mốc mặt đất Theo định luật bảo toàn năng: Wđất = Wh Wđ đất + Wt đất= Wđ h + Wt h Suy Wđ đất = Wt h v = 30 m/s Chọn mốc mặt đất gọi z độ cao Wđ = 2Wt Theo định luật bảo toàn năng: Wđất = Wh=Wz W đ z + W t z= Wđ h + W t h Wt z = Wt h suy z = 15m Ta có A = Wđ z – Wđất = Fc.s Fc = -450 N Câu 71 72 73 74 75 Đáp án D B D B B Câu 76 77 78 79 80 Đáp án D D D B A Câu 81 82 83 84 85 Đáp án A C A A D Câu 86 87 88 89 90 Đáp án B A D A B ... LUẬN CHƯƠNG .29 CHƯƠNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN”- VẬT LÍ 10 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH Ở TRUNG TÂM GIÁO DỤC THƯỜNG... gồm chương: Chương Cơ sở lí luận thực tiễn việc xây dựng, sử dụng hệ thống tập dạy học vật lí nhằm bồi dưỡng lực tự học học sinh Chương Xây dựng sử dụng hệ thống tập dạy học chương Các định luật. .. Vật lí 10 - Xây dựng kế hoạch sử dụng hệ thệ thống tập biên soạn - Thiết kế phương án dạy học chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 có sử dụng hệ thống tập xây dựng nhằm bồi dưỡng lực tự học