Tích hợp tri thức toán học với vật lý trong dạy học môn toán ở trường trung học phổ thông

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀO THỊ MỸ TÍCH HỢP TRI THỨC TỐN HỌC VỚI VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MƠN TỐN Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thái Nguyên - 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀO THỊ MỸ TÍCH HỢP TRI THỨC TỐN HỌC VỚI VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MƠN TỐN Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Gv Ngành: Lí luận Phương pháp dạy học mơn Tốn Mã số : 8.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Danh Nam Thái Nguyên - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu đề tài trung thực, không trùng lặp với kết cơng trình khác Nếu có sai sót tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Thái Ngun, tháng năm 2018 Học viên Đào Thị Mỹ Ngày … tháng … năm 2018 Ngày … tháng … năm 2018 BCN Khoa Toán Cán hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Danh Nam i LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Tốn, Phòng Đào tạo trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập và nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo giảng viên đơn vị: khoa Toán trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên, khoa Toán - Tin trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Viện Toán học Việt Nam trực tiếp giảng dạy giúp đỡ em trình học tập nghiên cứu Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Danh Nam, trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, bạn bè đồng nghiệp trường THPT Phổ Yên, thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Ngun động viên, giúp đỡ tơi hồn thành nhiệm vụ nghiên cứu Thái Nguyên, tháng năm 2018 Học viên Đào Thị Mỹ ii MỤC LỤC Trang TRANG BÌA PHỤ LỜI CAM ĐOAN…………………………………………………………………………… …………………….…… i LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………………………………… ………… ii MỤC LỤC………………………………………………………………………………………………………… ……… iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT………………………………………… ………… ….…………… iv DANH MỤC BẢNG BIỂU……………………………………………………………………….…………….… v DANH MỤC HÌNH VẼ…………………………………………………………………………………………… vi MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………………………… ……………………… Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN …………………………………………………………………….……………… 1.1 Lí luận dạy học tích hợp……………………………………………………………………… ….…… 1.1.1 Khái niệm tích hợp dạy học tích hợp……………………….……………………… 1.1.2 Mục tiêu dạy học tích hợp…… ………………………………………………… …… 1.1.3 Các đặc trưng dạy học tích hợp…… …………… …………………… 1.1.4 Các nguyên tắc lựa chọn nội dung tích hợp…… …………………….….………… 1.1.5 Các mức độ tích hợp dạy học tích hợp…………… ……………….……… 10 1.2 Dạy học theo chủ đề…… ……………………………………………………………………….………… … 12 1.2.1 Khái niệm dạy học theo chủ đề…… ……………………… 12 1.2.2 So sánh dạy học truyền thống dạy học theo chủ đề……… ….………… 13 1.2.3 Những nét đặc trưng dạy học theo chủ đề… ………….………… 14 1.3 Định hướng đổi chương trình mơn Tốn THPT………………………….…………… 15 1.4 Phân tích mối liên hệ tốn học vật lí……………………………………….…………… 16 1.5 Kết luận chương 1…………………………………………………………………………… …….…………… 17 Chương CƠ SỞ THỰC TIỄN……………………………………………………… ….…………………… 18 2.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn…………………………………………….…….………………… 18 2.2 Phân tích tình hình dạy học tích hợp dạy học mơn Tốn trường THPT………………………………………………………………………………………………………….… ……………… 19 2.2.1 Về chương trình, sách giáo khoa mơn Tốn THPT……………… …………… 19 iii 2.2.2 Về dạy học tích hợp dạy học mơn Tốn trường THPT……….… 22 2.2.3 Về dạy học tích hợp tri thức tốn học với vật lí………………….…………… … 23 2.3 Kết luận chương 2……………………………………………………………………………….………… …… 27 Chương THIẾT KẾ MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP TRI THỨC TỐN HỌC VỚI VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MƠN TỐN Ở TRƯỜNG THPT…………….…… 28 3.1 Định hướng thiết kế số chủ đề tích hợp ……………….………….……………… ……… 28 3.1.1 Định hướng 1: Thiết kế số chủ đề có nội dung gắn với vấn đề thực tiễn……………………………………………………………………………………….………….……… 28 3.1.2 Định hướng 2: Dạy học chủ đề tích hợp theo định hướng phát triển lực HS……………………………………………………………………………………….…….…………… 29 3.1.3 Định hướng 3: Làm rõ mơ hình tốn học vật lí……….…… …… 29 3.2 Quy trình thiết kế chủ đề tích hợp……………………………………………….……………………… 29 3.3 Thiết kế số chủ đề dạy học tích hợp………………………………….…… ………………… 35 3.3.1 Chủ đề 1: Hàm số đồ thị………………………………………….…….…………………… 35 3.3.2 Chủ đề 2: Vectơ phép toán vectơ …………………… ……………………… 42 3.3.3 Chủ đề 3: Hàm số lượng giác phương trình lượng giác……….……… 49 3.3.4 Chủ đề 4: Đạo hàm ý nghĩa đạo hàm ………………… …………………… 57 3.4 Một số biện pháp sư phạm dạy học mơn Tốn trường THPT theo hướng tích hợp tri thức tốn học với vật lí………………………….………………… ………………… 64 3.4.1 Biện pháp 1: Khai thác khả gợi động từ tình thực tiễn có tri thức vật lí để gây hứng thú cho học sinh…….… …………………… 64 3.4.2 Biện pháp 2: Tăng cường hoạt động củng cố theo hướng khai thác ứng dụng mơn Tốn vào mơn Vật lí……………………….……………………………… 68 3.4.3 Biện pháp 3: Tổ chức dạy học chủ đề tích hợp hoạt động ngoại khóa…………………………………………………………………………….……………………… …… 71 3.5 Kết luận chương 3……………………………………………………………….…………….………………… 76 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM………………………………….…………….………………… 77 4.1 Mục đích thực nghiệm………………………………………………………….……………………………… 77 4.2 Kế hoạch thực nghiệm ………………………………………………………….………………………………… 77 4.2.1 Kế hoạch thực nghiệm……………………………………………………….………… ………….… 77 4.2.2 Đối tượng thực nghiệm……………………………………………………….….…………………… 77 4.2.3 Hình thức tổ chức thực nghiệm…………………………….….…… ……………………… 78 4.3 Nội dung thực nghiệm………………………………………………….…………………………….………… 79 4.4 Phân tích kết thực nghiệm…………………………………….……………………………………… 79 4.4.1 Phân tích định tính……………………………………………………….………………… ……… 79 4.4.2 Phân tích định lượng…………………………………………………….…………….….………… 80 4.5 Kết luận chương 4……………………………………………………………… ….……………………… … 83 KẾT LUẬN CHUNG………………………………………………………….……………………… ……………… 84 KIẾN NGHỊ, ĐỀ XUẤT……………………………………………………… …………………………………… 85 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN … 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………… ……………………………………….… 87 PHỤ LỤC……………………………………………………………………………… …………………………………… P.1 PL 1………………………………………………………………………………………… ………………… ……………… P.1 PL 2………………………………………………………………………………………… ………………… ……………… P.3 PL 3………………………………………………………………………………………… ………………… ……………… P.7 PL 4…………………………………………………………………………………… ……………………… ……………… P.9 PL 5…………………………………………………………………………………… ……………………… ……………… P.10 PL 6………………………………………………………………………………….………………………………….………… P.14 PL 7…………………………………………………………………………………… ……………………… ……………… P.24 PL 8…………………………………………………………………………………….……………………… ……… ……… P.30 PL 9……………………………………………………………………………………….…………………… ……………… P.37 PL 10……………………………………………………………………………………….…………………… … ………… P.37 PL 11……………………………………………………………………………………….…… ………………….………… P.42 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ DH Dạy học DHTH Dạy học tích hợp ĐC Đối chứng GDPT Giáo dục phổ thông GV Giáo viên HS Học sinh NXB Nhà xuất PL Phụ lục PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm tr Trang iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 So sánh thành tố DHTH DH đơn môn 11 Bảng 1.2 So sánh DH truyền thống DH theo chủ đề …… 13 Bảng 2.1 20 Bảng 2.2 20 Bảng 4.1 Bảng thống kê kết kiểm tra trước thực nghiệm 78 Bảng 4.2 Bảng tổng hợp tham số 78 Bảng 4.3 Bảng thống kê điểm số .80 Bảng 4.4 Bảng phân phối tần suất 80 Bảng 4.5 Bảng tổng hợp tham số 80 Bảng 4.6 Bảng thống kê điểm số … 82 Bảng 4.7 Bảng phân phối tần suất .82 Bảng 4.8 Bảng tổng hợp tham số 82 v DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1…………… 21 Hình 2.2…………… 22 Hình 2.3…………… 23 Hình 3.1…………… 39 Hình 3.2…………… 40 Hình 3.3 .40 Hình 3.4 .48 Hình 3.5 .52 Hình 3.6 .52 Hình 3.7 .53 Hình 3.8 .55 Hình 3.9 .65 Hình 3.10 65 Hình 3.11 66 Hình 3.12 66 Hình 3.13 66 Hình 3.14 67 Hình 3.15 70 Hình 3.16 75 Hình 4.1 .81 Hình 4.2 .82 vi - Ở vị trí biên, x = ± A v = - Ở vị trí cân x = vận tốc có độ lớn cực đại: vmax = wA Về mặt tốn học hàm số lượng giác có chu kì tuần hồn T = 2p w + Gia tốc vật dao động điều hòa a = v' = - w2 A cos (wt + j ) a = - w2 x - Gốc tọa độ O vị trí cân vật x = a = hợp lực F = r - Gia tốc a ngược dấu với x hay a ln ln hướng vị trí cân Về mặt toán học hàm số lượng giác có chu kì tuần hồn T = 2p w + Đồ thị dao động điều hòa Là đồ thị biểu diễn phụ thuộc li độ x vào thời gian t (với f = ) Nó đường hình sin * Sóng hình sin + Các đặc trưng sóng hình sin  Biên độ sóng: Biên độ A sóng biên độ dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua  Chu kì sóng:Chu kì T sóng chu kì dao động phần tử mơi trường có sóng truyền qua  Tần số sóng: đại lượng f = Tần số có đơn vị Hz T  Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ truyền dao động môi trường Đối với môi trường, tốc độ truyền sóng v có giá trị khơng đổi  Bước sóng: quãng đường mà sóng truyền chu kì l = vT = v f Hai phần tử nằm phương truyền sóng, cách bước sóng dao động đồng pha với P.34  Năng lượng sóng: Năng lượng sóng lượng dao động phần tử môi trường có sóng truyền qua + Phương trình sóng hình sin truyền theo trục Ox Xét sóng hình sin lan truyền môi trường theo trục x, sóng phát từ nguồn đặt điểm O Chọn tọa độ O chọn gốc thời gian cho phương trình dao động t = là: uo = A cos wt Trong uo li độ O vào thời điểm t, t thời gian dao động nguồn Phương trình dao động M vào thời điểm t là: uM = A cos w(t - D t ) Mặt khác có: D t = x , l = vT thay vào biểu thức có: v ỉ xư ỉt l ỗ - ữ uM = A cos wỗỗt - ÷ = A cos p ÷ ÷ ÷ ÷ (*) ốỗ v ứ ốỗỗT x ứ Phng trỡnh (*) phương trình sóng hình sin truyền theo trục Ox Nó cho biết li độ u phần tử có tọa độ x thời điểm t Phương trình (*) hàm tuần hồn vừa tuần hồn theo thời gian, vừa tuần hồn theo khơng gian * Dòng điện xoay chiều + Định nghĩa: Dòng điện xoay chiều hình sin, gọi tắt dòng điện xoay chiều, dòng điện có cường độ biến thiên tuần hồn với thời gian theo quy luật hàm số sin (hoặc côsin), với dạng tổng quát: i = I0cos(ωt + φ) Trong đó, i giá trị cường độ dòng điện thời điểm t, dược gọi giá tri tức thời i(cường độ tức thời) (A)  I0 > giá trị cực đại i (cường độ cực đại) (A);  w > gọi tần số góc, T = 2p w chu kỳ f = tần số i w 2p  a = wt + j pha i j pha ban đầu P.35 Đại lượng I = I0 gọi giá trị hiệu dụng dòng điện xay chiều (cường độ hiệu dụng) Về mặt toán học hàm số lượng giác có chu kì tuần hồn T = 2p w + Các mạch điện xoay chiều Nếu dòng điện xoay chiều đoạn mạch điện có dạng i = I0cosωt = I cosωt điện áp xoay chiều hai đầu mạch điện có tần số ω, nghĩa viết dạng: u = U0cos(ωt + φ) = U cos(ωt + φ) Đại lượng φ gọi độ lệch pha u i Nếu φ > ta nói điện áp u sớm pha φ so với cường độ dòng điện i; Nếu φ < ta nói điện điện áp u trễ pha |φ| so với cường độ dòng điện i; Nếu φ = ta nói u i pha (đồng pha) Về mặt toán học hàm số lượng giác có chu kì tuần hồn T = 2p w ỉ pư + Nếu mạch điện có tụ điện u = U 2cos ỗỗwt - ữ ữ ỗố ứ 2÷ ỉ pư + Nếu mạch điện có cun cm thun thỡ u = U 2cos ỗỗwt + ữ ữ ỗố ứ 2ữ * Mch dao ng + Sự biến thiên điện tích cường độ dòng điện mạch dao động lí tưởng Sự biến thiên điện tích định mạch dao động là: q = q0cos(t + ) với w =  tần số góc dao động LC - Phương trình dòng điện mạch: i = I cos(wt + j + p ) với I0 = q0 + Nếu chọn gốc thời gian lúc tụ điện bắt đầu phóng điện ta có: P.36 q = q0cost i = I cos(wt + p ) Về mặt toán học hàm số lượng giác có chu kì tuần hồn T = 2p w Vậy, điện tích q tụ điện cường độ dòng điện i mạch dao động biến thiên điều hoà theo thời gian; i sớm pha /2 so với q PL Sơ đồ tư thể mối liên hệ hàm số lượng giác, phương trình lượng giác với kiến thức vật lí Dòng điện Phương trình x = Acos (t + j ) i = I0cos(ωt + φ) Vận tốc Dòng điện v = - wA sin (wt + j ) i = I cosωt Gia tốc Mạch có điện trở u = U 2coswt v = - w2 A cos (wt + j ) Mạch cú t in ổ pử u = U 2cos ỗỗwt - ữ ữ ữ ỗố 2ứ in tớch q = q0cos(t + ) i = I cos(wt + j + Mạch có cuộn cảm Phương trình Dòng điện p ) ỉ xư uM = A cos w ỗỗt - ữ ữ ỗố v ứữ ổ xử uM = A cos w ỗỗt - ữ ữ ỗố v ứữ ổ pử u = U 2cosỗỗwt + ữ ữ ữ ỗố 2ứ PL 10 Ni dung ca ch đề I Tóm tắt kiến thức tốn học (trong chủ đề) * Định nghĩa đạo hàm + Định nghĩa đạo hàm điểm: Cho hàm số y = f (x ) xác định khoảng (a; b) x Ỵ (a; b) Nếu tồn giới hạn (hữu hạn) xlim ®x P.37 f (x )- f (x ) giới hạn x - x0 gọi đạo hàm hàm số y = f (x ) x kí hiệu f ' (x ) (hoặc y ' (x )), tức f ' (x ) = lim x ® x0 f (x )- f (x ) x - x0 + Định nghĩa đạo hàm khoảng Hàm số y = f (x ) gọi có đạo hàm khoảng (a; b) có đạo hàm điểm x khoảng *Các quy tắc tính đạo hàm + Đạo hàm số hàm số thường gặp / Hàm s y = x n (n ẻ Ơ , n > 1) có đạo hàm x Ỵ ¡ (x n ) = nx n- Hàm số y = x có đạo hàm x dương / ( x) = x + Đạo hàm tổng, hiệu, tích, thương Giả sử u = u (x ), v = v (x ) hàm số có đạo hàm điểm x thuộc khoảng xác định Ta có (u + v )' = u '+ v ' (u - v)' = u '- v ' (uv)' = u ' v + v ' u ổu u 'v - v 'u ỗỗ ữ ' = ữ ữ ỗố v ứ v2 (v = v (x ) ¹ 0) + Đạo hàm hàm số hợp Nếu hàm số u = g(x ) có đạo hàm x u ' x hàm số y = f (u ) có đạo hàm u y 'u hàm hợp y = f (g(x )) có đạo hàm x y ' x = y 'u u ' x *Đạo hàm hàm số lượng giác + Đạo hàm hàm số y = sin x (sin x )¢= cos x , " x Ỵ ¡ Nếu y = sin u u = u (x ) (sin u )¢= u ¢.cos u + Đạo hàm hàm số y = cos x (cos x )¢= - sin x , " x Ỵ ¡ P.38 Nếu y = cos u u = u (x ) (cos u )¢= - u ¢sin u * Đạo hàm cấp hai + Định nghĩa Giả sử hàm số y = f (x ) có đạo hàm điểm x Ỵ (a; b) Khi đó, hệ thức y ¢= f ¢(x ) xác định hàm số khoảng (a; b) Nếu hàm số y ¢= f ¢(x ) lại có đạo hàm x ta gọi đạo hàm y ¢ đạo hàm cấp hai hàm số y = f (x ) kí hiệu y ¢¢ f ¢¢(x ) * Ý nghĩa vật lí đạo hàm + Vận tốc tức thời: Quãng đường s chuyển động hàm số thời gian t: s = s(t) Vận tốc tức thời chuyển động thời điểm t0 đạo hàm hàm số s= s(t) t0: v(t0) = s’(t0) + Cường độ tức thời: Điện lượng q truyền dây dẫn hàm số thời gian t: q = q(t) Cường độ thời dòng điện thời điểm t0 đạo hàm hàm số q = q(t) t0: i(t0) = q’(t0) + Gia tốc: Đạo hàm cấp hai f '' (t ) gia tốc tức thời chuyển động s = f (t ) thời điểm t II Các kiến thức tích hợp tốn học với vật lí * Chuyển động thẳng Quãng đường chuyển động thẳng chất điểm là: s = vt Vận tốc chuyển động thẳng thời điểm v = s’ Về mặt toán học ta thấy vận tốc tức thời v = s’ * Chuyển động thẳng biến đổi Quãng đường chuyển động thẳng biến đổi là: s = v0 t + + Vận tốc tức thời chuyển động thẳng biến đổi v = at Ds = v0 + at Dt ( D t nhỏ) + Gia tốc tức thời chuyển động thẳng biến đổi a = Dv ( D t nhỏ) Dt Về mặt toán học ta thấy vận tốc tức thời v = s ' , gia tốc tức thời a = v ' = s '' P.39 + Đặc biệt, rơi tự do: Quãng đường vật rơi tự là: s = gt (người ta thường lấy g » 9,8m / s2 g » 10m / s2 ) + Vận tốc vật rơi tự do: v = gt , gia tốc vật g Về mặt toán học ta thấy vận tốc tức thời v = s ' , gia tốc tức thời g = v ' = s '' * Dao động điều hòa + Định nghĩa Dao động điều hòa dao động li độ vật hàm côsin (hay hàm sin) thời gian + Phương trình Phương trình x = Acos (t + j ) gọi phương trình dao động điều hòa Trong đó, người ta gọi:  x li độ dao động, cho biết độ lệch chiều lệch vật khỏi vị trí cân bằng(gốc tọa độ)  A biên độ dao động Nó độ lệch cực đại vật (A > 0)  (t + j ) pha dao động thời điểm t Nó có đơn vị rad  j pha ban đầu, có giá trị nằm khoảng từ - p đến p Về mặt toán học hàm số lượng giác có chu kì tuần hồn T = 2p w + Chú ý - Một điểm P dao động điều hòa đoạn thẳng ln ln coi hình chiếu điểm M chuyển động tròn lên đường kính đoạn thẳng - Phương trình dao động điều hòa x = Acos (t + j ) ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha dao động chiều dương chiều ngược với chiều quay kim đồng hồ + Vận tốc vật dao động điều hòa đại lượng biến thiên điều hòa v = - wA sin (wt + j ) - Ở vị trí biên, x = ± A v = - Ở vị trí cân x = vận tốc có độ lớn cực đại: vmax = wA Về mặt tốn học ta có v = x ¢= - wA sin (wt + j ) P.40 + Gia tốc vật dao động điều hòa: a = - w2 A cos (wt + j ) a = - w2 x - Gốc tọa độ O vị trí cân vật x = a = hợp lực F = r - Gia tốc a ngược dấu với x hay a luôn hướng vị trí cân Về mặt tốn học ta thấy vận tốc tức thời v = x ' , gia tốc tức thời a = v ' = x '' * Cường độ dòng điện Dòng điện khơng đổi + Cường độ dòng điện Nếu có lượng (điện lượng) ∆q dịch chuyển qua tiết diện thẳng S vật dẫn khoảng thời gian ∆t cường độ dòng điện I xác định là: I = Dq Nếu Dt lấy ∆t nhỏ cơng thức cho gia trị xác cường độ dòng điện thời điểm (được gọi cường độ dòng điện tức thời) + Dòng điện khơng đổi Dòng điện khơng đổi dòng điện có chiều cường độ khơng thay đổi theo thời gian Thay cho công thức trên, cường độ dòng điện khơng đổi tính theo cơng thức: I = q đó, q điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn t khoảng thời gian t * Mạch dao động + Sự biến thiên điện tích cường độ dòng điện mạch dao động lí tưởng - Sự biến thiên điện tích định mạch dao động là: q = q0cos(t + ) với w = ,  tần số góc dao động LC - Phương trình dòng điện mạch: i = dq p = I cos(wt + j + ) với I0 = q0 dt + Nếu chọn gốc thời gian lúc tụ điện bắt đầu phóng điện ta có: q = q0cost i = I cos(wt + p ) Về mặt tốn học cường độ dòng điện i mạch dao động đạo hàm điện tích q tụ điện P.41 PL.11 GIÁO ÁN THỰC NGHIỆM - Giáo án Ngày soạn: 10/2/2018 Ngày dạy: 26/2/2018 Tiết dạy: LUYỆN TẬP (Chủ đề: Hàm số đồ thị) I MỤC TIÊU BÀI HỌC Kiến thức - Nắm vững khái niệm, tính chất hàm số đồ thị hàm số y = ax + b y  ax  bx  c - Nắm vững cơng thức tính vận tốc, cơng thức tính qng đường được, phương trình chuyển động, đồ thị vận tốc - thời gian đồ thị tọa độ - thời gian chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, vật rơi tự do, vật bị ném Kĩ - Khi cho số yếu tố, cho đồ thị hàm số biết cách tìm hàm số bậc hàm số bậc hai - Vận dụng kiến thức toán học hàm số đồ thị để giải số toán vật lý chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, vật rơi tự do, vật bị ném Tư thái độ - Rèn luyện tính cẩn thận, xác - Tư vấn đề tốn học cách lơgic hệ thống - HS thấy ý nghĩa toán học vật lý thực tiễn, HS có hứng thú học tập Phát triển lực Phát triển số lực lực hợp tác, lực giao tiếp, lực tự học, lực tự quản lí, lực tư duy, lực giải vấn đề, lực tính tốn, lực sử dụng ngơn ngữ tốn học ngôn ngữ vật lý II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH Giáo viên: Giáo án, máy chiếu, bảng phụ, phấn, … P.42 Học sinh: SGK, ghi Ôn tập kiến thức học hàm số đồ thị, ôn tập kiến thức chuyển động III PHƯƠNG PHÁP - Phương pháp gợi mở, vấn đáp - Phát giải vấn đề - Phương pháp DH dự án, DH hợp tác IV HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số lớp Ngày dạy Tiết Lớp Sĩ số HS vắng 26/2/2018 10C1 45 Kiểm tra cũ: Lồng vào học Bài học: Hoạt động 1: Ôn tập kiến phần hàm số đồ thị Hoạt động GV Hoạt động HS Hoạt động1.1 Ôn tập - GV chia lớp thành nhóm: - Nhóm 1, nhóm 3: Tóm tắt định nghĩa, - HS thảo luận nhóm, thực nhiệm vụ tập xác định, biến thiên đồ thị hàm số bậc Hãy lấy ví dụ hàm số bậc học mơn Vật lí Tóm tắt kiến thức (hoạt động thể khái niệm)? Hàm số bậc y  ax  b  a   - Nhóm 2, nhóm 4: Tóm tắt định nghĩa, +Tập xác định: tập xác định, biến thiên đồ thị +Chiều biến thiên hàm số hàm số bậc hai Hãy lấy ví a > 0: Hàm số đồng biến dụ hàm số bậc hai học môn a < 0: Hàm số nghịch biến Vật lí (hoạt động thể khái niệm)? + Đồ thị - Yêu cầu nhóm trình bày bảng Đồ thị hàm số đường thẳng phụ, sau đại diện nhóm lên bảng không song song không trùng với thuyết trình (Thời gian thảo luận nhóm trục toạ độ Đường thẳng song phút, thời gian thuyết trình phút) song với đường thẳng y  ax (nếu b  0) P.43  b  qua hai điểm A(0; b); B   ;0   a  Ví dụ: Quãng đường chuyển động thẳng s  vt hàm số bậc theo biến t v  Hàm số y  ax  bx  c  a  0 + Tập xác định: + Chiều biến thiên Nếu a > hàm số nghịch biến b khoảng   ;  ; đồng biến khoảng  2a  b  ;    2a  Nếu a < hàm số đồng biến b    ;  ; nghịch biến 2a   khoảng b  khoảng  ;   2a  + Đồ thị Đồ thị đường parabol a > bề lõm quay lên trên, a < bề lõm quay xuống æ b - Dữ To ca nh I ỗỗ; ữ ữ çè 2a 4a ø Trục đối xứng x = - b 2a Ví dụ: Quãng đường chuyển động thẳng biến đổi s  v0 t  at hàm số bậc hai theo biến t a  - GV yêu cầu nhóm khác đánh giá, - HS thực nhiệm vụ P.44 nhận xét, bổ sung ( cần) - GV nhận xét, đánh giá chốt lại kiến - HS ghi nhớ kiến thức thức Hoạt động 1.2 Củng cố GV yêu cầu HS hoạt cá nhân để giải toán sau: Bài (nhận dạng khái niệm hàm số bậc hai) Trong hàm số sau, hàm số hàm số bậc hai - HS trả lời A s(t ) = t + 4t + B s(t ) = 4t - t C s (t ) = v0 t + at (a ¹ 0) D s(t ) = 2t - Bài (củng cố kiến thức thông qua hoạt động ngôn ngữ) Cho vật bị ném xiên có phương y trình quỹ đạo 1 x  3x , lấy g=10m/s2 Hãy tìm 20 tầm bay cao vật? GV sử dụng phương pháp gợi mở, vấn đáp hướng dẫn HS giải tốn GV: Em có nhận xét phương trình HS: Phương trình quỹ đạo vật bị ném quỹ đạo vật bị ném xiên? xiên hàm số bậc hai với GV: Quỹ đạo vật có dạng nào? a 1 , b  3, c  20 HS: Quỹ đạo vật parabol có bề lõm hướng xuống P.45 GV: Em có nhận xét tầm bay cao vật đỉnh parabol? HS: Tầm bay cao vật tung độ đỉnh parabol GV: Hãy tìm tung độ đỉnh parabol? HS: Gọi I đỉnh parabol, ta có: b   xI   2a  10   yI  y 10  15   GV: Kết luận?   tầm bay cao vật là: H =15m Hoạt động 2: Chia nhóm, phân cơng nhiệm vụ để thực dự án Tên dự án: Ứng dụng hàm số đồ thị vật lý thực tiễn GV hướng dẫn chuẩn bị, giao nhiệm vụ cho HS thực dự án (GV chiếu yêu cầu nhóm) + Tìm hiểu nhu cầu, khó khăn HS liên quan đến việc thực dự án + GV chia lớp HS thành nhóm giao nhiệm vụ, nội dung dự án cho nhóm + Nhiệm vụ chung: u cầu nhóm tìm đọc kiến thức hàm số đồ thị, trả lời câu hỏi lý thuyết: Hàm số đồ thị hàm số bậc hàm số bậc hai có ứng dụng vật lý thực tiễn? + Nhiệm vụ cụ thể: Nhóm thực tập thực hành số 1, số 3; Nhóm thực tập thực hành số 2, số 4; Nhóm thực tập thực hành số 1, số 4; Nhóm 4: thực tập thực hành số 2, số P.46 Bài tập thực hành: Bài Một xe chuyển động với tốc độ 15 m/s phải làm tốc độ xuống m/s để vượt qua đoạn đường khó Nó bắt đầu giảm tốc 5s trước qua đoạn đường đó, giây để vượt qua đoạn đường 5s để tăng tốc lên đến 15 m/s Hỏi thời gian làm chậm tiến độ xe? Bài Một vận động viên điền kinh đua 100 mét tăng tốc với gia tốc m/s2 hai giây đầu tiên, trì tốc độ 12 m/s giây sau giảm tốc với gia tốc 0,5 m/s2 cho phần lại đua Tính: a) Quãng đường chạy 10 giây b) Thời gian để hoàn thành đua Bài Một bóng chuyển động theo chiều ngang với vận tốc m/s, lăn qua cạnh vách đá Xác định vị trí bóng sau giây từ bóng rời khỏi vách đá? Bài Từ đỉnh tháp cao 25m, đá ném chếch lên với vận tốc ban đầu 5m/s hợp với phương nằm ngang góc  = 300 a) Viết phương trình phương trình quỹ đạo đá b) Độ cao lớn (so với mặt đất) mà đá đạt tới c) Sau kể từ lúc ném, đá chạm đất Lấy g = 10 m/s2 Bài Một vật chuyển động với vận tốc (km/h) phụ thuộc thời gian (h) có đồ thị vận tốc – thời gian hình bên Trong khoảng thời gian kể từ bắt đầu chuyển động, đồ thị phần đường parabol có đỉnh I(2;9) trục đối xứng song song với trục tung, khoảng thời gian lại đồ thị đoạn thẳng song song với trục hồnh Tính vận tốc vật thời điểm t1 = 0,5 h t2 = h (kết làm tròn đến hàng phần trăm) + GV giới thiệu tài liệu tham khảo, định hướng vấn đề thực hành cụ thể để HS giải Đồng thời GV HS thống tiêu chí đánh giá sản phẩm GV HS thảo luận định thời gian hoàn thành dự án tuần Sản phẩm P.47 nhóm báo cáo khoảng trang A4 thuyết trình Powerpoint thời gian phút + Nhóm trưởng nhóm phân cơng cơng việc cho thành viên nhóm Củng cố học Qua học này, HS cần nắm vững kiến thức hàm số đồ thị hàm số bậc hàm số bậc hai Dặn dò Các em nhà xem lại thực dự án theo kế hoạch V RÚT KINH NGHIỆM, BỔ SUNG ………………………………………….………………………………………….………………………………………… ………………………………………….………………………………………….………………………………………… ………………………………………….………………………………………….………………………………………… P.48 ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀO THỊ MỸ TÍCH HỢP TRI THỨC TỐN HỌC VỚI VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MƠN TỐN Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Gv Ngành: Lí luận Phương pháp dạy học mơn Tốn... trường THPT - Thiết kế số chủ đề DHTH tri thức toán học với vật lí DH mơn Tốn trường THPT - Đề xuất số biện pháp sư phạm dạy học mơn Tốn trường THPT theo hướng tích hợp tri thức tốn học với vật. .. DHTH - Nghiên cứu khả tích hợp tri thức tốn học với vật lí DH mơn Tốn trường THPT - Đề xuất biện pháp tích hợp tri thức tốn học với vật lí để GV sử dụng q trình DH Toán trường THPT Khách thể,