Xây dựng tiến trình dạy học giải quyết vấn đề một số kiến thức về dao động điều hòa vật lí 12 (2017)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ ĐẶNG THỊ THÙY LINH XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ “DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA” VẬT LÝ 12 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HÀ NỘI, 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ ĐẶNG THỊ THÙY LINH XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ “DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA” VẬT LÝ 12 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Lí luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Người hướng dẫn khoa học Th.S NGUYỄN ANH DŨNG HÀ NỘI, 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật lí, thầy cô giáo Khoa Tổ phương pháp giảng dạy Vật lí – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp hồn thành khóa luận tốt nghiệp Đặc biệt tơi xin chân thành cảm ơn Th.S Nguyễn Anh Dũng quan tâm động viện trực tiếp hướng dẫn tận tình tơi suốt q trình thực đề tài nghiên cứu Mặc dù cố gắng song q trình thực khóa luận tơi khơng tránh khỏi số sai sót, tơi mong đóng góp ý kiến quý báu từ phía thầy bạn để khóa luận tơi đầy đủ hồn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 04 năm 2017 Sinh viên thực Đặng Thị Thùy Linh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Xây dựng tiến trình dạy học giải vấn đề số kiến thức “Dao động điều hòa” Vật lí 12”là kết cố gắng, nỗ lực nghiên cứu, tìm tòi, tra cứu tài liệu tơi hướng dẫn, giúp đỡ tận tình Th.S Nguyễn Anh Dũng thầy, khoa Vật lí trường ĐHSP Hà Nội Các kết nghiên cứu nêu đề tài trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khoa học Hà Nội, tháng 04 năm 2017 Sinh viên thực Đặng Thị Thùy Linh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mụ đ h nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghi n ứu Đóng góp đề tài Cấu trúc khóa luận NỘI DUNG CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ VIỆC DẠY HỌC PHÁT TRIỂN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1.1 Bản chất hoạt động việc học tập 1.1.1 Khái niệm hoạt động học 1.1.2 Đối tượng hoạt động học 1.1.3 Bản chất hoạt động việc học tập 1.1.4 Cấu trúc hoạt động học 1.2 Một số quan điểm đại việc dạy học 1.2.1 Quan điểm V.G Razumovski 1.2.2 Quan niệm GS Phạm Hữu Tòng 1.3 Dạy học giải vấn đề .10 1.3.1 Khái niệm vấn đề, tình có vấn đề, dạy học giải vấn đề 10 1.3.2 Các pha tiến trình khoa học GQVĐ xây dựng kiến thức vật lí .12 1.3.3 Sơ đồ tiến trình dạy học GQVĐ 14 1.3.4 Các kiểu hướng dẫn HS GQVĐ 15 1.4 Tính tích cự lực sáng tạo HS học tập 16 1.4.1 Tính tích cực HS học tập 16 1.4.2 Năng lực sáng tạo HS hoạt động học tập 18 1.4.3 Các lực chun biệt mơn Vật lí 20 KẾT LUẬN CHƯƠNG .23 CHƯƠNG XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC GQVĐ MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ “DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA” VẬT LÍ 12 27 2.1 Nội dung kiến thứ “dao động điều hòa” Vật lí 12 27 2.1.1 Dao động 27 2.1.2 Dao động tuần hoàn 27 2.1.3 Dao động điều hòa 27 2.2 Mục tiêu kiến thứ , kĩ dạy họ “dao động điều hòa” Vật lí 12 30 2.2.1 Mục tiêu kiến thức 30 2.2.2 Mục tiêu kĩ 30 2.2.3 Mục tiêu thái độ 30 2.3 Định hướng lự đượ hình thành 31 2.4 Xây dựng tiến trình dạy giải vấn đề số kiến thức “dao động điều hòa” Vật lí 12 31 2.4.1 Sơ đồ tiến trình xây dựng số kiến thức “dao động điều hòa” 31 KẾT LUẬN CHƯƠNG .44 CHƯƠNG DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 45 3.1 Mụ đ h dự kiến thực nghiệm .45 3.2 Đối tượng dự kiến thực nghiệm 45 3.3 Nội dung dự kiến thực nghiệm .45 3.4 Phương pháp dự kiến thực nghiệm 45 PHẦN III: KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ ĐHSP Đại học Sư Phạm GV Giáo viên HS Học sinh THPT Trung học phổ thông VĐ Vấn đề GQVĐ Giải vấn đề NXB Nhà xuất SGK Sách giáo khoa TNSP Thực nghiệm sư phạm TN Thí nghiệm BCH Ban chấp hành TW Trung ương ĐCS VN Đảng Cộng Sản Việt Nam MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện với phát triển mạnh mẽ khoa học kĩ thuật bùng nổ công nghệ thông tin làm cho kho tàng tri thức nhân loại tăng lên cách nhanh chóng Để đáp ứng nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực cho nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước yêu cầu ngày cao xã hội đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi toàn diện nội dung, phương pháp kiểm tra đánh giá kết học tập Trước thực trạng đòi hỏi xã hội ngành giáo dục, hội nghị BCH TW ĐCS VN lần thứ khóa VII rõ: “Đổi phương pháp dạy học tất cấp học, bậc học, kết hợp tốt với học hành, học tập với lao động sản xuất, thực nghiệm với nghiên cứu khoa học, gắn nhà trường với xã hội, áp dụng phương pháp bồi dưỡng cho HS lực tư sáng tạo, lực GQVĐ” Nghị TW ĐCS lần thứ khóa VIII tiếp tục khẳng định: “Phải khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học đảm bảo thời gian tự học, nghiên cứu HS” Điều 28 điểm Luật Giáo Dục 2005: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, tự chủ, sáng tạo HS phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ kiến thức vào thực tiễn, tác động vào tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú cho HS” Một phương pháp đổi là: “Dạy học hoạt động thông qua hoạt động HS” Đưa HS thành chủ thể hoạt động nhận thức, phát triển khả tư sáng tạo, lực thể chất, tinh thần nhân cách cá nhân Để thực mục đích đòi hỏi người GV phải có chun mơn nghiệp vụ vững vàng, kiến thức sâu sắc, biết cách tổ chức hướng dẫn HS hoạt động nhận thức có hiệu quả, khơi dậy cho HS hứng thú hoạt động nhận thức, rèn luyện cho HS phương pháp hoạt động, thao tác tư duy, suy nghĩ GQVĐ cách sáng tạo Đối với chương trình Vật lí THPT số kiến thức “Dao động điều hòa” đưa vào Vật lí 12, qua việc phân tích chương trình điều tra trao đổi trực tiếp với GV, thấy việc dạy học nội dung kiến thức thuộc “Dao động điều hòa” gặp số khó khăn Đây vấn đề đòi hỏi HS phải tiếp nhận lượng kiến thức trừu tượng.Trong trình dạy học học nội dung kiến thức “Dao động điều hòa” khó để HS tự hình thành khái niệm, phát huy tích cực tư Xuất phát từ vấn đề trên, với mong muốn góp phần nhỏ vào viêc nâng cao chất lượng dạy học tiến hành nghiên cứu đề tài: “Xây dựng tiến trình dạy học giải vấn đề số kiến thức “Dao động điều hòa” Vật lí 12 Mụ đ h nghi n ứu Vận dụng lí luận dạy học phát giải vấn đề dạy học vật lí đề thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức “Dao động điều hòa” Vật lí 12 theo hướng phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo HS Đối tượng phạm vi nghiên cứu  Phân tích biểu diễn lực vị trí q trình chuyển động lắc lò xo (chịu tác dụng lực: Trọng lực P = mg, phản lực: Q, lực đàn hồi: )  Xác định F  Tìm a  Điều cần chứng minh * Cụ thể tiến trình dạy học sau: Ổn định tổ chức lớp( kiểm tra sĩ số sơ đồ lớp) Kiểm tra cũ Câu 1: Thế dao động điều hòa? Viết biểu thức li độ, vận tốc gia tốc vật dao động điều hòa? Câu 2: Viết biểu thức xác định năng, động vật?  GV kết luận lại ghi điểm cho HS Sau yêu cầu HS nhắc lại số kiến thức cũ có liên quan đến nội dung mới: Nếu vật chuyển động học: - Công thức tnh lực đàn hồi - Công thức tnh gia tốc theo định II Niu- tơn - Nhắc lại hệ gì? Động năng, gì, cơng thức tính nào? HS suy nghĩ trả lời: - , 38 Nội dung Hoạ t đ ộ ng Tìm hiểu cấu tạo lắc lò xo (làm việc chung lớp) Hoạt động nhằm phát triển lực: K1, P1, P7, X1, X7, Đặt vấn đề - Chúng ta gặp nhiều tượng dao động võng, lắc đồng hồ, khung xe dao động qua đoạn đường xóc, Vậy trường hợp coi dao động điều hòa ? Chúng ta khảo sát trường hợp cụ thể dao động lắc lò xo Vậy liệu dao động lắc lò xo có phải dao động điều hòa khơng hôm tm hiểu Quan sát GV: Cho HS quan sát lò xo (Hoặc mơ tả máy tnh Powerpoint) Hình 2.3 GV: u cầu HS mơ tả cấu tạo lắc lò xo nêu cách kích thích cho lắc chuyển động HS: Tìm hiểu cấu tạo lắc lò xo, trả lời câu hỏi GV nhận xét câu trả lời Yêu cầu HS nhắc lại kiến thức học dao động điều hòa Sau GV nhắc lại nhằm hệ thống kiến thức cũ: khái niệm dao động điều hòa 39  Từ GV đạt vấn đề dao động lắc lò xo có phải dao động điều hòa khơng? HS: Suy nghĩ, thảo luận đưa câu trả lời GV: tổng hợp ý kiến HS đưa hướng giải vấn đề Hoạ t đ ộ ng Khảo sát dao động lắc lò xo mặt động lực học Hoạt động nhằm phát triển lực: K1, X1, X7, X8, C1, P1, P7 GV: Tổ chức nhóm Nêu tốn lắc lò xo nằm ngang dao động khơng ma sát: Cho m, k, - = A; khảo sát chuyển động lắc Yêu cầu HS hoạt động nhóm thảo luận định hướng giải vấn Hình 2.4 GV: Khi vật nằm cân lò xo có đặc điểm gì? HS: trả lời GV: Nếu từ VTCB ta kéo vật m cho lò xo dãn đoạn thả nhẹ tượng xảy nào? Chuyển động lắc chuyển động gì? HS: thảo luận trả lời câu hỏi GV đưa GV: Tổng hợp ý kiến, đưa tình huống: lắc thực dao động dao động điều hòa Yêu cầu học sinh chứng minh điều GV: Nhận xét câu trả lời HS GV tổ chức giải vấn đề cách chia nhóm thảo luận u cầu HS tìm mối quan hệ a x lắc lò xo 40 HS: thảo luận nhóm GV gợi ý: - Tìm a cách nào? - Cần xác định F Muốn ta phải phân tích lực vị trí trình chuyển động lắc lò xo - HS: Vật chịu tác dụng lực: - Trọng lực P = mg - Phản lực: Q - Lực đàn hồi: GV: Yêu cầu HS biểu diễn lực Các lực có đặc điểm gì? Hình 2.5 HS: Chiếu lên trục tọa độ: GV: lắc nằm ngang li độ x độ biến dạng HS: Giá trị đại số lực đàn hồi: GV: Từ đưa biểu thức a HS: ma = kx  GV: Đặt 41 liên hệ nào?  Rút kết luận: dao động lắc lò xo dao động điều hòa có phương trình - u cầu học sinh suy luận tìm cơng thức tính chu kỳ T, tần số f lắc lò xo? HS: ; GV: Nhận xét lực đàn hồi tác dụng vào vật q trình chuyển động? HS: Lực đàn hồi ln hướng vào VTCB GV: Trong trường hợp lực kéo cụ thể lực nào? HS: Lực kéo lực đàn hồi GV: Trường hợp lò xo thẳng đứng? HS: Hoạ t độ ng : Khảo sát dao động lắc lo xo mặt lượng Hoạt động nhằm phát triển lực: K1, P1, C1, X1, GV: - Nhận xét nhấn mạnh lại nội dung quan trọng vừa tìm hiểu Rồi chuyển sang phần - ĐVĐ: Trong trình dao động điều hòa, lượng lắc dạng lượng nào? biến đổi nào? HS: Dạng lượng lắc GV: Yêu cầu HS trả lời câu hỏi vị trí A lượng hệ dạng gì? HS: Thế GV: Giá trị đó? HS: Đạt cực đại GV: Đến VTCB O giá trị động năng? HS: Đạt cực đại GV: Quá trình chuyển động từ O đến năng, động thay đổi nào? HS: Động giảm, tăng GV: Vậy đến A' sao? HS: động khơng, cực đại GV: Tương tự trình từ A' O ngược lại  Vậy từ việc khảo sát trả lời trình dao động điều hòa động biến đổi nào? HS: q trình dao động điều hòa giảm động tăng ngược lại GV: Nhấn mạnh câu trả lời HS Sau đặt vấn đề: q trình dao động điều hòa động có thay đổi có thay đổi khơng? HS: trả lời có khơng khơng biết GV: làm để biết có thay đổi hay khơng? HS: Phải xác định GV: Làm để xác định vật? HS: Phải xác định động vật GV: u cầu HS thảo luận nhóm tính động vật lắc HS: Động lắc lò xo xác định biểu thức: Thế lắc lò xo xác định biểu thức:  Cơ lắc lò xo xác định biểu thức: k GV: Đến có nhận xét năng? HS: Cơ lắc lò xo khơng thay đổi GV: Kết luận: Vậy trình chuyển động bỏ qua ma sát động chuyển hóa sang ngược lại lắc bảo tồn, tỉ lệ với bình phương biên độ GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi làm tập SGK Hoạ t độ ng : Củng cố kiến thức cho HS Hoạt động nhằm phát triển lực: X5, X6, C2 Qua học ngày hôm giải vấn đề, khảo sát dao động lắc lò xo mặt động lực học mặt lượng: - Chứng minh dao động lắc lò xo dao động điều hòa - Xác định cơng thức tính chu kì, tần số lắc lò xo - Biết dạng lượng lắc lò xo cơng thức tính GV giao tập nhà, yêu cầu HS chuẩn bị “con lắ KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương này, vận dụng sở lý thuyết chương I để xây dựng tến trình dạy học giải vấn đề số kiến thức “Dao động điều hòa” Vật lí 12, cụ thể sau: Đã xây dựng mục têu kiến thức, mục têu kĩ liên quan đến số kiến thức “ Dao động điều hòa”, từ xây dựng tiến trình dạy học GQVĐ cụ thể “Con lắc lò xo” CHƯƠNG DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mụ đ h dự kiến thực nghiệm Kiểm tra tnh đắn giả thuyết khoa học thơng qua dạy học “Dao động điều hòa” - Vật lí 12 THPT nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức bản, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo phát triển lực cho HS Căn vào kết dự kiến thực nghiệm sư phạm để đánh giá khả tếp cận kiến thức dựa vào phương pháp mà đề cách sử dụng chúng dạy học GV HS 3.2 Đối tượng dự kiến thực nghiệm Trong khn khổ khóa luận, chúng tơi đề cập tới nội dung kiến thức Vật lí học sinh lớp 12 THPT Sau cân nhắc, nghiên cứu đặc biệt để thuận tiện cho trình thực tập sư phạm, dự kiến chọn trường THPT Phúc Yên – Thị xã Phúc Yên – Vĩnh Phúc để thử nghiệm 3.3 Nội dung dự kiến thực nghiệm Chọn lớp thực nghiệm lớp đối chứng có trình độ tương tự nhau, thầy (cô) dạy, đầu vào nhau, tài liệu học tập Chúng dự kiến trọng đến cách tổ chức hoạt động tự học, học theonhóm, theo góc, tm tòi khoa học để học sinh chiếm lĩnh kiến thức, khẳng định kiến thức vận dụng kiến thức vào thực tiễn Vì vậy, tơi dự kiến soạn “Dao động điều hòa” theo trình tự hoạt động học tập mà học sinh cần thực để phát triển lực học sinh 3.4 Phương pháp dự kiến thực nghiệm Dự kiến dạy học “Dao động điều hòa” – Vật lí 12 THPT theo tiến trình soạn Tiến hành dự giờ, ghi chép, theo dõi, nhận xét cách tổ chức hoạt động học học sinh tiết học lớp, mối tiết dự kiến trao đổi với giáo viên hướng dẫn thự tập thầy cô tổ Vật lí trường THPT Phúc Yên để điều chỉnh tiến trình dạy học dự kiến rút kinh nghiệm cho tiết sau Sau tiết học, dự kiến trao đổi với học sinh nhằm kiểm chứng nhận xét tiết học Kiểm tra lớp lựa chọn để so sánh kết HS dạy “Con lắc lò xo” Vật lí 12 KẾT LUẬN CHUNG Đối với mục đích nghiên cứu nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài hoàn thành giải vấn đề sau:  Tìm hiểu sở lí luận dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, phát triển lực sáng tạo HS, lí luận dạy học giải vấn đề đặc biệt quan tâm đến biểu phát triển lực giải vấn đề HS giải BT Đồng thời tìm hiểu sở lí luận việc xây dựng tiến trình dạy học giải vấn đề số kiến thức “Dao động điều hòa” Vật lí 12  Tìm hiểu mục tiêu kiến thức, kĩ năng, lực cần phát triển dạy học số kiến thức dao động điều hòa  Soạn thảo tiến trình dạy học “Con lắc lò xo” – Vật lí 12  Thu hoạch lớn tơi qua đề tài bước đầu biết tiến hành đề tài nghiện cứu khoa học giáo dục, biết tận dụng kiến thức lí luận chung học nhà trường Sư phạm áp dụng vào vấn đề cụ thể trường phổ thông Điều giúp ích cho tơi nhiều cơng tác sau trường Tuy nhiên, điều kiện thời gian có hạn, chúng tơi chưa tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi hiệu đề tài Nhưng tin tưởng sử dụng dạy học, đề tài góp phần vào việc nâng cao chất lượng học tập HS Đề tài dừng lại việc nghiên cứu định tính Trong thời gian tới chúng thơi tến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi vào hiệu 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Ngọc Đạt (1997), Tiếp cận đại hoạt động dạy học, NXB Đại học Quốc Gia HN TS Nguyễn Thế Khơi (2013), Lí luận dạy học Vật lí, Trường ĐHSP Hà Nội PGS TS Tạ Tri Phương (2005), Phương pháp giảng dạy vật lí trường THPT trường ĐHSP Hà Nôi ( tài liệu dịch) Razumovski tác giả (1984), Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thơng Liên Xơ Cộng hòa Dân chủ Đức, NXB Giáo dục Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học Vật lí trường phổ thơng NXB Đại học SP Phạm Hữu Tòng (2005), Tổ chức hoạt động nhận thức HS theo hướng phát triển tìm tòi lực sáng tạo GQVĐ Tư khoa học, NXB ĐHSP HN Thái Duy Tuyên (2003), Những giáo dục học đại, NXB Giáo dục, Hà Nội [htp://www.tamlyhoc.net/forum/index.php] Nghị Bộ trị cải cách giáo dục (1979), NXB Giáo dục, Hà Nội 10.Nghị hội nghị lần thứ Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa VII (1993), Báo nhân dân ngày 15/2/1993 11.Nghị hội nghị lần thứ Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa VIII (1997), Báo nhân dân ngày 4/2/1997 49 ... Nghiên cứu mục tiêu kiến thức, kĩ dạy học số kiến thức Dao động điều hòa Vật lí 12 - Soạn thảo tiến trình dạy học số kiến thức Dao động điều hòa Vật lí 12 theo kiểu dạy học GQVĐ Phương pháp... Hoạt động dạy GV hoạt động học HS qua tiến trình dạy học GQVĐ số kiến thức Dao động điều hòa Vật lí 12 - Phạm vi nghiên cứu: nội dung kiến thức Dao động điều hòa sách giáo khoa vật lí 12 Giả... vật lí 12 Giả thuyết khoa học đề tài Nếu vận dụng lí luận dạy học phát giải vấn đề dạy học vật lí để thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức Dao động điều hòa Vật lí 12 phát huy tính tích cực