Vận dụng dạy học giải quyết vấn đề chương cân bằng và chuyển động của vật rắn vật lý 10, ban cơ bản

1 Lý chọn đề tài Đất nước ta bước vào giai đoạn cơng nghiệp hóa, đại hóa với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam từ nước nông nghiệp trở thành nước công nghiệp, hội nhập với cộng đồng quốc tế Nhân tố định thắng lợi mục ti u đ ch nh ngư i, nguồn nhân lực ngư i Việt Nam phát triển số ượng chất ượng tr n sở mặt dân tr nâng cao Đổi phương pháp dạy học yêu cầu cấp bách Đảng ta rõ nghị Trung ương (TW) khố VIII (12/1996), văn kiện Đại hội Đảng tồn quốc lần thứ IX (4/2001) gần văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ X (4/2006) khẳng định: “Đổi tư giáo dục cách quán, từ mục tiêu, chương trình, nội dung, phương pháp; ưu ti n hàng đầu cho việc nâng cao chất ượng dạy học; đổi phương pháp dạy học; phát huy khả sáng tạo độc lập suy nghĩ học sinh…” Và Điều 24.2 Luật giáo dục (2005) quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả àm việc theo nh m, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem ại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” Trong trình đổi phương pháp dạy học phải lựa chọn cho phù hợp với đối tượng ngư i nội dung dạy học Một trọng tâm đổi chương trình sách giáo khoa giáo dục phổ thông tập trung vào đổi phương pháp dạy học, thực dạy học dựa vào hoạt động tích cực, chủ động học sinh với tổ chức hướng dẫn mực giáo viên nhằm ĩnh hội kiến thức hình thành nhân cách Đặc biệt hình thành ực tư sáng tạo, chủ động tiếp cận giải vấn đề sống Do đ , da học theo định hướng giải vấn đề chương trình phổ th ng ựa chọn cần thiết, qua đ học sinh vừa ĩnh hội tri thức, vừa biết phương pháp để chiếm ĩnh tri thức đ Chương “Cân chuyển động vật rắn” Vật 10, ban Cơ chương c nhiều kiến thức gần g i với sống hàng ngày học sinh, th nghiệm sinh động, dễ àm thuận ợi cho việc triển khai dạy học giải vấn đề nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh Với tr n, t i chọn đề tài: n n ọ n đề n n n nđ n n n n đ M n ên ứu c đề tài Vận dụng phương pháp dạy học giải vấn đề chương “Cân chuyển động vật rắn” Vật lí 10, ban nhằm t ch cực hóa hoạt động học tập học sinh để g p phần nâng cao chất ượng dạy học Vật í khối văn h a bậc học Trung cấp chuy n nghiệp ố ợng ph m vi nghiên cứu * Đối tượng nghi n cứu - thuyết dạy học giải vấn đề - uá trình tổ chức dạy học vật * Phạm vi nghi n cứu - Dạy học giải vấn đề vật - Chương “Cân chuyển động vật rắn” Vật 10, ban Cơ Gi thuy t khoa học Có thể tổ chức dạy học số kiến thức chương “Cân chuyển động vật rắn” theo định hướng giải vấn đề tích cực hóa hoạt động học tập, rèn luyện kĩ àm việc hợp tác, tạo hứng thú cho học sinh từ đ g p phần nâng cao chất ượng dạy học vật í Nhiệm v nghiên cứu 5.1 Nghi n cứu thuyết dạy học giải vấn đề 5.2 Nghi n cứu chương trình, sách giáo khoa tài iệu chương “ Cân chuyển động vật rắn” Vật í 10, ban Cơ 5.3 Tìm hiểu nội dung, cấu trúc chương “ Cân chuyển động vật rắn”, ác định mục ti u dạy học chương theo định hướng nghi n cứu 5.4 Chu n bị điều kiện cần thiết ây dựng tiến trình dạy học số kiến thức chương “ Cân chuyển động vật rắn” Vật í 10, ban Cơ theo tinh thần dạy học giải vấn đề 5.5 Soạn thảo tiến trình dạy học số kiến thức chương “Cân chuyển động vật rắn” Vật lí 10, ban Cơ theo định hướng dạy học G VĐ 5.6 Thực nghiệm sư phạm đánh giá kết nghi n cứu P n p áp n ên ứu - Phương pháp nghi n cứu lý luận (nghiên cứu tư iệu, SGK, SGV, sách tập ) - Phương pháp thực nghiệm sư phạm (tiến hành thực nghiệm sư phạm trư ng Cao đẳng Công nghệ Kinh tế Bảo Lộc) - Phương pháp thống kê toán học C u trúc lu n ăn đầu Nội dung Chương Dạy học giải vấn đề m n Vật í trung học phổ th ng Chương Xây dựng tiến trình dạy học số kiến thức chương “Cân chuyển động vật rắn” Vật 10, ban Cơ theo định hướng dạy học G VĐ Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Kết luận Phụ lục ón óp a lu n ăn * Về lý luận: Góp phần làm sáng tỏ sở lý luận phương pháp dạy học giải vấn đề, phương pháp thực nghiệm dạy học Vật lí * Về thực tiễn: - Chu n bị điều kiện cần thiết cho dạy học chương “Cân chuyển động vật rắn” Vật lí 10, ban Cơ bản: + Xây dựng câu hỏi định hướng (chuỗi vấn đề nhận thức) + Xây dựng tình có vấn đề +Xây dựng sở liệu trực quan số hóa dùng cho dạy học chương theo định hướng DHG VĐ (15 hình ảnh, video clip, thí nghiệm mơ phỏng) + Thiết kế, tạo Bộ thí nghiệm (TN1: Cân vật chịu tác dụng hai lực; TN 2: Xác định trọng tâm vật; TN3: Cân vật có trục quay cố định Momen lực; TN 4: Quy tắc hợp lực song song chiều; TN 5: Các dạng cân bằng; TN 6: Cân vật có mặt chân đế) + Biên soạn sưu tầm 10 tập vấn đề + Thiết kế giáo án theo định hướng G VĐ - Một số kết nghiên cứu công bố báo “Tình có vấn đề dạy học Vật ” đăng tr n Tạp chí giáo dục, số đặc biệt tháng 10 năm 2011, từ trang 12 đến trang 13 NỘI DUNG n DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN Ề TRONG MƠN VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Dạy học giải vấn đề (dạy học nêu vấn đề) đ i từ năm 60 kỉ XX thuật ngữ trở nên quen thuộc lý luận dạy học Song vận dụng dạy học giải vấn đề (DHG VĐ) thực tiễn nước ta nhiều hạn chế Để vận dụng DHG VĐ vào thực tiễn dạy học mơn vật lí đạt hiệu quả, cần thiết phải tìm hiểu, nghiên cứu sở lý luận cở sở thực tiễn DHG VĐ nệ ề ọ n đề n đề [16] 1.1.1 ọ a Cơ sở tâm lý học Hoạt động nhận thức, tư ngư i thực xuất gặp phải trở lực khoa học, tức gặp phải “tình có vấn đề” mà kiến thức, kỹ c chưa đủ để giải Tuy nhiên, với hướng dẫn, giúp đỡ mực giáo viên, HS c sở để tự khám phá, giải vấn đề đ nhằm xây dựng tri thức cho thân Khi đ HS sẵn sàng tham gia tích cực vào việc giải vấn đề b Cơ sở triết học Quá trình nhận thức ngư i trình học tập nhiều hình thức khác từ mang tính chất tự phát tự giác, có tổ chức chặt chẽ theo chương trình c t nh khoa học cao Quá trình học tập ngư i trình hoạt động tâm sinh lý với hàng loạt thao tác hành động liên tiếp thực trước hết quan thụ cảm, sau đ quan hệ thần kinh trung ương Đồng th i nh có ngơn ngữ ký hiệu mà ngư i phản ánh giới thực khách quan “Mâu thuẫn động lực thúc đ y trình phát triển”, sở triết học dạy học G VĐ ỗi vấn đề đặt mâu thuẫn vốn tri thức kinh nghiệm c HS với yêu cầu, nhiệm vụ nhận thức cần giải Nếu giải mâu thuẫn đ HS (chủ thể) c th m kiến thức Trong trình dạy học, để àm điều đ GV phải biết gợi mở phương hướng khả giải vấn đề để biến mâu thuẫn khách quan trở thành mâu thuẫn chủ quan tồn nhận thức HS, từ đ HS kh ng thụ động mà tự giác, tích cực hoạt động học, họ trở thành chủ thể hoạt động c Cơ sở giáo dục học Ngày với yêu cầu xã hội đào tạo ngư i có trí tuệ, chủ động, sáng tạo, kiên nhẫn, c ực tiếp cận giải vấn đề gặp phải sống Để thực yêu cầu tr n đòi hỏi nhà trư ng phải cải tiến phương pháp dạy học, ngư i GV phải biết phối hợp linh hoạt ưu điểm phương pháp dạy học truyền thống với phương pháp dạy học tích cực DHG VĐ đ i tiếp nối phát triển chiến ược dạy học lịch sử giáo dục học: - Đầu tiên chiến ược giáo điều/ chiến ược th ng báo: ngư i học nghe ghi nhớ mà không cần hiểu điều mà ngư i dạy truyền đạt - Phát triển chiến ược giảng giải- minh họa: học sinh nghe hiểu ghi nhớ, cần thiết tái Giáo viên giảng giải kèm theo thông báo trực quan để minh họa Tuy chiến ược có phát triển hạn chế ngư i học phát triển tư tái tạo Để khắc phục hạn chế phương pháp dạy học tr n đ i chiến ược dạy học nêu vấn đề Tính mẻ phương pháp tính chất sáng tạo tư hoạt động nhận thức học sinh Vậy chất dạy học nêu vấn đề gì? 1.1.2 n ọ n đề Theo V.Ô-K n: “Dạy học giải vấn đề toàn hoạt động tổ chức, tình có vấn đề, biểu đạt vấn đề, giúp đỡ điều kiện cần thiết để học sinh giải vấn đề, kiểm tra cách giải vấn đề đ cuối đạo trình hệ thống hóa củng cố kiến thức thu nhận được” [16,6] Theo I.Khar amop: “Dạy học giải vấn đề tổ chức trình dạy học bao gồm việc tạo tình có vấn đề (tình tìm tòi) gi học, kích thích HS để em có nhu cầu giải vấn đề nảy sinh, lôi em vào hoạt động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, phát triển tính tích cực trí tuệ hình thành cho em ực tự thông hiểu thông tin khoa học mới” [16,7] Theo Nguyễn Quang Lạc: Dạy học giải vấn đề hình thức dạy học đ HS coi “nhà khoa học trẻ” tự giác tích cực tổ chức trình xây dựng “tri thức cho thân” Hoạt động đ diễn giống “hoạt động nghiên cứu khoa học” kết tìm thấy điều c khoa học, song lại điều mẻ HS Ngư i GV phải thực quan tâm đến nội dung khoa học mà HS ây dựng lẫn phương pháp hoạt động HS để đạt điều đ Do vậy, ngư i GV phải nhà thiết kế, tổ chức đạo trình tìm kiếm tri thức [13,4] Vậy, DHG VĐ giáo vi n giữ vai trò ngư i định hướng, tổ chức trình nhận thức, gợi động học tập nhu cầu tìm hiểu tri thức cho HS HS ngư i tự lực, sáng tạo xây dựng kiến thức cho thân giúp đỡ, định hướng GV Dạy học G VĐ tập trung vào ngư i học, lấy ngư i học làm trung tâm n n k ch th ch tính tò mò, lòng ham hiểu biết HS làm cho em thích tìm hiểu, thích nghiên cứu th ng qua đ dần hình thành đức tính ngư i ao động sáng tạo Để vận dụng thành c ng DHG VĐ trước hết phải ác định quan điểm dạy học phương pháp dạy học cụ thể mà tập hợp nhiều phương pháp dạy học liên kết chặt chẽ với bổ sung cho Vì vậy, DHG VĐ c khả thâm nhập vào tất phương pháp dạy học, làm biến đổi cấu trúc chất phương pháp thành phương pháp tích cực hơn, từ đ mà nâng cao chất ượng hiệu trình dạy học Vậy chất DHG VĐ t nh chất sáng tạo tư HS hoạt động nhận thức trình tìm Đặc trưng DHG VĐ tình có vấn đề với hai khái niệm “vấn đề” “tình có vấn đề” 1.1.3 n đề n ốn ó n đề 1.1.3.1 Vấn đề Khái niệm “vấn đề” dùng để kh khăn, nhiệm vụ nhận thức mà ngư i học giải kinh nghiệm sẵn có, theo khn mẫu có sẵn, nghĩa kh ng thể dùng tư tái đơn để giải quyết, mà phải tìm tòi sáng tạo để giải quyết, giải ngư i học thu nhận kiến thức, kỹ cho thân [15,23] “Vấn đề” toán mà cách thức hình thành hay kết n chưa HS biết trước, HS nắm kiến thức kỹ uất phát để từ đ thực tìm tòi kết hay cách thức hình thành àm N i cách khác, đ câu hỏi mà HS chưa biết câu trả l i, c thể bắt tay vào tìm kiếm l i giải đáp [15,23] “Vấn đề” nghi n cứu Vật lí câu hỏi, tốn chưa c i giải xuất phát từ thực tiễn khoa học, kỹ thuật, đ i sống Đ tượng mới, q trình khơng thể lí giải lý thuyết c , câu hỏi tìm giải pháp cho mục đ ch thiết thực đ , lý thuyết chưa trọn vẹn [11] Trong “vấn đề” chứa đựng yếu tố khách quan yếu tố chủ quan Yếu tố khách quan: liệu xuất phát cho phép giải vấn đề, tìm l i giải Yếu tố chủ quan: học sinh phải sẵn sàng tiếp nhận vấn đề để giải Cùng toán, cân hỏi n c thể “vấn đề” cấp học mà “vấn đề” cấp học khác Như vậy, “vấn đề” bao gi i c ng chứa mâu thuẫn nhận thức úc đầu, mâu thuẫn đ mang t nh khách quan sau HS tiếp thu ý thức mâu thuẫn đ n biến thành mâu thuẫn chủ quan tồn nghĩ HS dạng tốn hay vấn đề tập 1.1.3.2 Tình có vấn đề * Khái niệm: “Tình có vấn đề” tình mà HS tham gia gặp kh khăn, HS thức vấn đề, mong muốn giải vấn đề đ cảm thấy với khả hi vọng giải được, đ bắt tay vào việc giải vấn đề đ Nghĩa tình kích thích hoạt động nhận thức tích cực HS đề xuất vấn đề giải vấn đề đề xuất [15,24] Nhà giáo dục Xô Viết Rubinstein khẳng định: “Tư tình có vấn đề” Tổ chức tình có vấn đề thực chất tạo hoàn cảnh để HS tự ý thức vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu hứng thú giải vấn đề, biết cần phải àm sơ ác định cách thức àm Những dấu hiệu tình có vấn đề: - Nó bao gồm chưa biết, đòi hỏi phải có tìm tòi, sáng tạo, có tham gia hoạt động tư nhanh tr đáng kể - Nó phải chứa đựng điều đ biết, phải cho trước kiện đ để àm điểm xuất phát cho suy nghĩ, tìm tòi sáng tạo - Tình có vấn đề phải vừa sức học sinh Nếu đơn giản, chứa đựng l i giải tư ng minh từ kho tri thức c học sinh kh ng gây kích thích mà tạo th ơ, coi thư ng Ngược lại gây bất lực tạo th bi quan - Đồng th i với tính vừa sức tính lạ, t nh kh ng bình thư ng tốn nhận thức nhằm kích thích hứng thú lòng khao khát nhận thức HS * Các kiểu tình có vấn đề - Tình phát triển, hồn chỉnh HS đứng trước vấn đề giải phần, phận, phạm vi hẹp cần phải tiếp tục phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng thêm sang phạm vi mới, ĩnh vực Phát triển, hồn chỉnh vốn kiến thức ln ln niềm khao khát tuổi trẻ ngư i đ đư ng phát triển khoa học Q trình phát triển, hồn chỉnh kiến thức mang lại kết (về kiến thức, kỹ năng, phương pháp) trình đ , sử dụng kiến thức, kỹ phương pháp biết [14,147] Ví dụ: lớp 11, dạy “Từ thông Cảm ứng điện từ” GV c thể đặt vấn đề: dòng điện chạy dây dẫn sinh từ trư ng xung quanh Vậy từ trư ng có sinh dòng điện không? Để trả l i câu hỏi này, HS dùng kiến thức c biết để trả l i được, mà sau thông qua khái niệm từ thông khảo sát thực nghiệm để rút định luật cảm ứng điện từ, từ đ giải vấn đề đặt - Tình bế tắc HS đứng trước vấn đề mà trước chưa gặp vấn đề tương tự Vấn đề cần giải khơng có dấu hiệu i n quan đến kiến thức hay phương pháp biết HS bắt buộc phải xây dựng kiến thức hay phương pháp để giải vấn đề Tình thư ng bắt gặp nghiên cứu kiến thức [14,148] Ví dụ: Trong “Giao thoa ánh sáng” khẳng định ánh sáng có tính chất sóng Nhưng học “Hiện tượng quang điện” áp dụng tính chất s ng để giải thích định luật quang điện HS gặp bế tắc - Tình lựa chọn HS đứng trước vấn đề có mang số dấu hiệu quen thuộc, c i n quan đến số kiến thức hay số phương pháp giải biết chưa chắn dùng kiến thức nào, phương pháp để giải vấn đề có hiệu HS cần phải lựa chọn, chí thử làm xem kiến thức nào, phương pháp c hiệu để giải vấn đề đặt [14,148] Ví dụ: Khi học “Định luật bảo toàn động ượng”, nghi n cứu tương tác va chạm hai vật vấn đề đặt c đại ượng bảo tồn q trình hai vật tương tác kh ng? HS kh ng thể trả l i HS c thể cảm nhận rằng: tốn hai vật tương tác chuyển động, nên áp dụng định luật Niutơn để giải Mặt khác, HS c ng biết phương án th nghiệm khảo sát chuyển động vật Như vậy, c hai cách để giải vấn đề kết đạt tìm định luật - Tình khơng phù hợp HS trạng thái băn khoăn, nghi gặp phải tượng trái ngược với suy nghĩ th ng thư ng (hiện tượng có tính chất nghịch lí, kh tin đ thật) Do đ , k ch th ch tò mò HS để tìm cách giải thích, bổ sung, hồn chỉnh phải thay đổi quan niệm c sai ầm thân [14,122] Ví dụ: Thả cá nhỏ sống vào ống nghiệm thủy tinh đựng đầy nước, sau đ dùng đèn cồn đun n ng phần gần miệng ống nước miệng ống sôi, ta thấy cá bơi ội bình thư ng Tình HS thấy lạ, trái với thư ng xảy đ i sống hàng ngày Tại cá bơi bình? - Tình áp dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn Các tình tạo n n gặp kiện, tượng thực tiễn i n quan đến việc vận dụng tri thức vật í, từ đ k ch thích hưng phấn thần kinh, tạo kh ng kh s i gi học [8,13] V dụ: giữ thăng tr n dây, ứng dụng tự chế tạo “động phản ực”, tự chế tạo “con ật đật”, ứng dụng tượng phản toàn phần, tia tử ngoại, Việc tách kiểu tạo tình c vấn đề tr n c t nh tương đối, kiện cụ thể nghi n cứu c thể đồng th i c tham gia vài tình c vấn đề thuộc oại khác Việc tạo “tình c vấn đề” ĩnh vực nghệ thuật sư phạm Cùng nội dung, ớp HS ngư i GV kh ng c gia c ng sư phạm phù hợp kh ng thể đặt HS vào tình c vấn đề Vì thế, dạy học ngư i GV phải u n biết cách tạo “thế tâm tư duy” cho HS, c tạo động ực thúc đ y trình học tập ọ n đề mơn V t lí [6,68] Có thể coi DHG VĐ gồm giai đoạn sau: 1.1.4.1 Giai đoạn tạo tình có vấn đề 1.1.4 Đây giai đoạn àm uất toán nhận thức HS, giai đoạn àm nảy sinh tình c vấn đề N c nhiệm vụ k ch th ch thần kinh hoạt động tạo cho HS trạng thái hưng phấn cao độ, c nhu cầu hoạt động c thái độ sẵn sàng ao vào c ng việc Nội dung hoạt động GV tạo cho “vấn đề nhận thức” nghĩa tạo mâu thuẫn “cái biết cần tìm” sau đ “cấy” mâu thuẫn đ vào tiến trình nhận thức HS để HS cảm nhận tồn hiển nhi n mâu thuẫn đ tr n đư ng học tập thân Tiếp theo, GV phải khơi nguồn tiềm ực HS để 10 HS thấy họ c vốn tri thức, cần họ cố gắng tự ực giải mâu thuẫn đ Nội dung hoạt động HS giai đoạn tiếp nhận “bài toán nhận thức”, tiếp nhận “vấn đề” chuyển sang trạng thái sẵn sàng, t ch cực hoạt động Các phương tiện tổ chức tình c vấn đề dạy học Vật í: + Hình ảnh trực quan (ảnh chụp, video c ip): hình ảnh đòi hỏi phải đẹp, mắt để k ch th ch học sinh + Các câu chuyện ịch sử hay m u tin th i tượng diễn tự nhi n + Các th nghiệm tạo bất ng mong đợi học sinh + Các tập vấn đề c nhiều câu mà câu học sinh cần áp dụng c ng thức, kiến thức đơn giản để àm câu sau cần thay kiện, học sinh tưởng chừng c ng àm giải gặp bế tắc 1.1.4.2 Giai đoạn nghiên cứu, hướng dẫn giải vấn đề, hợp thức hóa kiến thức, kỹ Đây giai đoạn quan trọng, HS làm quen với phương pháp nghiên cứu nhà vật lí học mức độ tập dượt xây dựng kiến thức để phản ánh chất kiện thực tế  Các bước chủ yếu giai đoạn này: - Xây dựng dự đoán khoa học, bước cần hướng dẫn để HS biết quan sát kiện (có thể qua mơ hình thí nghiệm, hay quan sát với kiến thức họ c ) C hai đư ng để tìm mối liên hệ đ , đ đư ng suy diễn đư ng qui nạp - Khi c dự đoán khoa học, GV cần đạo, hướng dẫn để HS thảo luận phương án nhằm đánh giá t nh đắn dự đốn Trong trư ng khơng thể trực tiếp kiểm chứng dự đốn, cần phải hướng dẫn HS từ dự đoán suy diễn toán học tư gic để suy hệ Với hệ rút từ dự đốn cần kiểm tra xem hệ đ c phù hợp với lý thuyết c kh ng Bằng tư gic, tư biện chứng tư toán học để xác nhận phù hợp hệ Ngồi thiết kế, chế tạo hay lắp ráp thí nghiệm để kiểm chứng đắn hệ Khi hệ khẳng định đắn giả thuyết khoa học c ng xác nhận - Chỉnh lý giả thuyết để trở thành tri thức, kỹ mới, ch nh giai đoạn hợp thức hóa kiến thức Đến c ng cần HS luyện tập cách diễn đạt tư tưởng vật lí ngôn ngữ PL1 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Dữ liệu trực quan số hóa (xem CD đính kèm luận văn) PHỤ LỤC 2: Hướng dẫn giải tập vấn đề số giáo án Hướng dẫn giải tập vấn đề Bài C A P1 B P P2 Giả sử treo đồ vào dây phơi AB điểm C, phân tích trọng lực P thành hai thành phần P1 P2 theo phương AC BC, hai lực trực tiếp kéo dây Ta thấy, với trọng lực P định, dây căng góc ACB lớn thành phần lực P1 P2 lớn nên dây dễ đứt Bài 2: Đặt gậy thăng cạnh bàn tay (vật cân trọng tâm vật nằm điểm tựa vật) Bài 3: Khi gậy khủy tay, “cánh tay đòn” thu ngắn lại nên giữ với lực lớn Bài 4: Giả sử vai người đặt điểm C, gánh vật trọng A C B vật tác dụng vào hai đầu A, B lực ⃗⃗⃗ , ⃗⃗⃗ Theo quy tắc hợp lực song song chiều, ta có: ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ Nếu hai lực khơng điểm đặt hợp lực gần lực lớn Khi gánh, muốn cho thăng người gánh phải đặt vai vào điểm C, tức lệch bên quang gánh nặng Bài 5: Bạn ý đến đơi cánh chim, thấy chúng phía điểm tựa bên cánh có viên bi chì, nên làm trọng tâm chim điểm tựa (giống ta treo vật nặng) Cho nên hệ trạng thái cân bền Bài 6: - Khi ngồi trọng tâm người ghế rơi vào mặt chân đế (là diện tích hình chữ nhật nhận chân ghế làm đỉnh) Do đó, muốn đứng lên cần phải làm trọng tâm người rơi vào mặt chân đế họ (là phần bao bên ngồi hai bàn chân) Động tác chúi người phía trước để trọng tâm người rơi vào mặt chân đế người đó, lúc phản lực mặt đất vào bàn chân ta qua trọng tâm đẩy thể ta đứng lên - Để trọng tâm bao hàng rơi vào “mặt chân đế” PL2 - Thuyền nan loại thuyền nhẹ nên trạng thái cân Nếu ta đứng thuyền trọng tâm hệ thuyền người nâng cao hơn, hệ thuyền người bền vững hơn, thuyền dễ bị lật úp - Tăng thời gia tác dụng để làm giảm lực va chạm Bài 7: Để tiện dụng, tủ lạnh máy giặt có tiết diện ngang hình chữ nhật hay hình vng, nên cần làm bốn chân đỡ Mặt khác, máy giặt tủ lạnh có động nên hoạt động làm rung động nên gây tiếng ồn Vì vậy, cần phải đặt cho bốn chân tiếp xúc với sàn nhà máy đỡ rung Do đó, người ta làm ba chân cố định tiếp xúc với sàn, chân thứ tư dùng ốc vặn để dễ điều chỉnh tiếp xúc Bài 8: Bản mỏng (O,R)= mỏng (O1,R/2)+ mỏng lại O2 O O1 ⃗ (tại O) = ⃗⃗⃗ (tại O1) + ⃗⃗⃗⃗ (tại O2) ⃗⃗⃗⃗ Theo quy tắc hợp lực song song chiều, ta có: ⃗1 Với: + S1= ⃗ ( ) + S= Vậy OO2 m Fdh Bài 9: * Xét hình 16a: lực tác dụng lên vật M gồm hai lực M P - Trọng lực P , lực đàn hồi Fdh - M trạng thái cân bằng: P  Fdh   P   Fdh Hình 16.a - Trọng lực hướng xuống => lò xo bị dãn  P  Fdh  Mg  k (l1  l0 ) (1) fdh m * Xét hình 1.b: lực tác dụng lên vật m gồm hai lực - Trọng lực p , lực đàn hồi f dh P - m trạng thái cân bằng: p  f dh   p   f dh M - Trọng lực hướng xuống => lò xo bị nén  p  f dh  mg  k (l0  l2 ) (2) Hình 16.b PL3 * Từ (1) (2) => ml  Ml2 Mg k (l1  l0 )   l0  mg k (l0  l2 ) M m Bài 10: Xem giáo án Một số giáo án Giáo án (Bài 20) CÁC DẠNG CÂN BẰNG CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ I Mục tiêuI Kiến thức - Phân biệt ba dạng cân - Phát biểu điều kiện cân vật có mặt chân đế Kỹ - Nhận biết dạng cân bền hay không bền hay phiếm định - Xác định mặt chân đế vật đặt mặt phẳng đỡ - Vận dụng điều kiện cân vật có chân đế - Biết cách làm tăng mức vững vàng cân Thái độ - Tích cực, hứng thú, thích tìm tòi tiến hành thí nghiệm Vật lý - Khách quan, trung thực xử lý kết thí nghiệm - Có tinh thần hợp tác, trao đổi học tập II Chuẩn bị Giáo viên : Các thí nghiệm theo (mục 2.2.3.1) Học sinh : Ôn lại kiến thức momen lực III Lơgic tiến trình nhận thức PL4 Thế cân không bền? Thế cân bền? Thế cân phiếm định? Khi vật bị lệch khỏi vị trí cân bằng, trọng lực vật có xu hướng kéo vật xa vị trí cân Khi vật bị lệch khỏi vị trí cân bằng, trọng lực vật có xu hướng kéo vật trở vị trí cân Trọng lực vật có xu hướng làm vật đứng yên cân vị trí Do vị trí trọng tâm Nguyên nhân dạng cân bằng? Thế mặt chân đế? Là đa giác lồi nhỏ chứa tất điểm tiếp xúc vật mặt phẳng đỡ Cách làm tăng mức vững vàng vật có mặt chân đế? Hạ thấp trọng tâm tăng diện tích mặt chân đế IV Tiến trình dạy học cụ thể Hoạt động (3ph): Củng cố kiến thức xuất phát Đặt vấn đề nghiên cứu Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - GV sử dụng tình Tái hiện, trả lời (mục 2.3.2) Nội dung cần đạt PL5 Hoạt động (15ph): Tìm hiểu dạng cân Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung - GV sử dụng TN5 Quan sát, tái hiện,trả I Các dạng cân lời Xét cân vật có điểm tựa hay trục quay cố định -Nhận xét trạng thái thước? Cân khơng bền -Thước đứng n cân -Vì thước lại đứng yên? -Do momen trọng -Nhận xét trạng thái lực = thước tác dụng lực làm - Thước quay xa vị trí thước lệch khỏi vị trí cân ban đầu ban đầu Khi vật bị lệch khỏi vị trí cân -Xác định giá trị momen bằng, trọng lực vật có xu quay trọng lực? -Momen quay khác hướng kéo vật xa vị trí cân - Thế cân khơng bền? -HS nêu đặc điểm - Chính xác hóa khái niệm Một vật bị lệch khỏi vị trí cân khơng bền khơng thể tự trở vị trí cân - GV làm thí nghiệm 2.Cân bền -Hiện tượng xảy HS quan sát, tái thả tay -Cây thước tự quay trở -Xác định giá trị momen vị trí ban đầu quay trọng lực? -Thế cân bền? - Chính xác hóa khái niệm -Momen quay khác -HS nêu đặc điểm - GV làm TN5 -Nhận xét trạng thái HS quan sát, tái Khi vật bị lệch khỏi vị trí cân bằng, trọng lực vật có xu hướng kéo vật trở tự vị trí cân 3.Cân phiếm định PL6 thước vị trí -Thước đứng yên cân -Xác định giá trị momen vị trí trọng lực -Momen trọng lực -Thế cân phiếm =0 định? HS nêu đặc điểm - Chính xác hóa khái niệm Khi vật bị lệch khỏi vị trí cân bằng, trọng lực vật có xu hướng giữ vật đứng yên vị trí -Nguyên nhân gây nên HS nêu quan điểm * Nguyên nhân gây các dạng cân trên? Gợi ý cho HS xác định độ cao trọng tâm dạng cân so sánh? - Chính xác hóa ngun -Cân khơng bền: trọng tâm vị trí cao - Cân bền: trọng tâm vị trí thấp dạng cân khác vị trí trọng tâm vật + Trường hợp cân không bền, trọng tâm vị trí cao so với vị trí lân nhân -Cân phiếm định: cận trọng tâm vị trí khơng + Trường hợp cân bền, đổi trọng tâm vị trí thấp so với vị trí lân cận + Trường hợp cân phiếm định, trọng tâm không thay đổi độ cao khơng đổi Hoạt động (20ph): Tìm hiểu cân vật có mặt chân đế Hoạt động GV Hoạt động HS - GV sử dụng tình Tái hiện, trả lời -Xác định diện tích tiếp - Tái hiện, trả lời xúc vật mặt phẳng đỡ trường hợp: +cái cốc nước Nội dung II Cân vật có mặt chân đế Mặt chân đế Mặt chân đế đa giác lồi nhỏ chứa tất điểm tiếp xúc vật mặt phẳng đỡ PL7 +cái bàn +của người đứng mặt đất -Thế mặt chân đế? -HS nêu quan điểm - Chính xác hóa khái niệm - GV làm thí nghiệm - HS quan sát, thực hiện, trả lời -Trả lời câu C1 HS thực -Xác định giá trọng HS thực lực trường hợp hình 20.6 -Nêu điều kiện cân HS rút kết luận vật có mặt chân đế - Chính xác hóa điều kiện 2.Điều kiện cân Điều kiện cân vật có mặt chân đế giá trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế( hay trọng tâm “rơi” mặt chân đế) cân - Trở lại TN - HS tái hiện, trả lời 3.Mức vững vàng cân -Trong thí nghiệm - HS nêu quan điểm lấy trường hợp vật trạng ví dụ Cân vững vàng thái cân vững vàng trường hợp vững vàng -Cách làm tăng mức vững - Nêu quan điểm vàng cân Lấy ví dụ diện tích mặt chân đế lớn trọng tâm thấp (Gợi ý xác định độ lớn diện tích mặt chân đế độ cao trọng tâm) - Chính xác hóa mức vững vàng Hoạt động (5ph): Củng cố kiến thức, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung PL8 - Củng cố kiến thức thông Tái hiện, trả lời qua phiếu học tập (PL2) -Trả lời câu hỏi đầu Thảo luận trả lời học - Chính xác hóa câu trả lời HS -Chuẩn bị “Ngẫu lực” Ghi nhận để thực Giáo án (Bài tập): Cân chuyển dộng vật rắn BÀI TẬP I MỤC TIÊU Kiến thức - Các dạng cân bằng, cân vật có mặt chân đế - Chuyển động tịnh tiến chuyển động quay vật rắn Ngẫu lực Kỹ - Trả lời câu hỏi trắc ngiệm cân bằng, chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay vật rắn - Giải tập chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay vật rắn II CHUẨN BỊ Giáo viên : Chuẩn bị nội dung tập Học sinh : - Trả lời câu hỏi giải tập mà GV nhà - Chuẩn bị câu hỏi cần hỏi GV phần chưa rõ III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút) : Giải câu hỏi trắc nghiệm khách quan Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu hs trả lời Giải thích lựa chọn chọn C Yêu cầu hs trả lời Giải thích lựa chọn chọn D Yêu cầu hs trả lời Giải thích lựa chọn chọn B Nội dung Câu trang 100 : C Câu trang 100 : D Câu trang 106 : B PL9 Yêu cầu hs trả lời Giải thích lựa chọn chọn C Câu trang 115 : C Yêu cầu hs trả lời chọn D Câu trang 115 : D Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs trả lời Giải thích lựa chọn Câu 10 trang 115 : C chọn C Hoạt động (30 phút) : Giải tập Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Bài 17.6( trang 100) Vật chịu tác dụng ba lực: Vẽ hình, xác định  Trọng lực P , phản lực vng lực tác dụng lên vật  góc N mặt phẳng nghiêng  HS vẽ hình, xác định lực tác dụng lên vật - Yêu cầu học sinh viết Viết điều kiện lực căng T dây cân Điều kiện cân :    P+ N + T =0 Trên trục Ox ta có : điều kiện cân hệ Psin - T = Chọn hệ toạ độ, chiếu vật T = Psin = 5.10.0,5 Chọn hệ trục toạ độ, yêu lên trục toạ độ từ = 25(N) cầu học sinh xác định độ tính độ lớn lực Trên trục Oy ta có : lớn lực - Pcos + N = N = Pcos = 5.10.0,87 α - Yêu cầu học sinh vẽ HS thực hình, biểu diễn lực tác dụng lên vật -Yêu cầu HS viết biểu Viết biểu thức định luật thức định luật II Newton - Xác định phương trình HS thực hình chiếu lực = 43,5(N) Bài trang 115  Vật chịu tác dụng lực : F ,    P , N , Fms Theo định luật II Newton ta có      m a = F + P + N + Fms Chiếu lên trục Ox Oy ta có : Ox: ma = F.cos – Fms PL10 = F.cos – N Oy: (1) = F.sin - P + N => N = P – F.sin = mg - F.sin - Xác định biểu thức HS thực tìm giá trị F (2) a) Để vật chuyển động với gia tốc 1,25m/s2 : Từ (1) (2) suy : F= ma  mg 4.1,25  0,3.4.10  cos    sin  0,87  0,3.0,5 = 17 (N) - Xác định giá trị a - a = vật chuyển động b) Để vật chuyển động thẳng (a = 0) : Từ (1) (2) suy : F= mg 0,3.4.10  cos    sin  0,87  0,3.0,5 = 12(N) Bài trang 118 a) Mơmen ngẫu lực - Viết cơng thức tính mơmen ngẫu lực - Xác định cánh tay đòn d - Xác định cánh tay đòn d’kh quay HS thực vị trí thẳng đứng : d= 0,045m M= FA.d = 1.0,045= 0,045(Nm) b) Mômen ngẫu lực d’=d cos quay góc  so với phương thẳng đứng : M = FA.d.cos = 1.0,045.0,87 = 0,039 (Nm) Hoạt động (5 phút): Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Ôn luyện kiến thức chương, chuẩn bị kiêm tra định kì Hoạt động học sinh HS ghi nhớ PL11 3.Phiếu học tập Bài 17: (phiếu học tập 1) PHIẾU HỌC TẬP SỐ - BÀI 17 SGK VL 10 Nhóm HS: Một vật chịu tác dụng hai lực đồng quy cân khi: Lớp:…………… A Hai lực có độ lớn B Hai lực độ lớn, phương, chiều C Hai lực phương, ngược chiều D Hai lực phương, độ lớn, ngược chiều Sau làm thí nghiệm tìm trọng tâm, rút kết luận: Trọng tâm vật rắn hình thoi đồng chất nằm tại: …………………………………………………………………………… Trọng tâm vật rắn hình tam giác đồng chất nằm tại: …………………………………………………………………………… Một vật có trọng tâm O chịu tác dụng hai lực có giá đồng quy, cách tổng hợp lực  F1 sau đúng?  F1 A O B  F O  F2  F1  F1 O O  F C  F2 Bài 18: (Phiếu học tập 2)  F D  F  F2  F2 PL12 PHIẾU HỌC TẬP SỐ - BÀI 18 SGK VL 10 Nhóm HS: Lớp:………… Biểu thức sau biểu thức momen lực đối vói trục quay? A M= F.d B M C M= F+d D M= F-d Cánh tay đòn xác định là: ………………………………………………………………….và có đơn vị là: ……… Xác định cánh tay đòn lực trường hợp sau: A B C D Phiếu học tập PHIẾU HỌC TẬP SỐ - BÀI 20 SGK VL 10 Nhóm HS: Lớp:………… Vật sau khơng trạng thái cân bằng: A Xe chuyển động nhanh dần B Xe chuyển động C Xe đứng yên D Xe chuyển động tròn Vật nặng khó ngã A Đúng B Sai Tại chân cột điện bên đường thường làm rộng …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… PL13 PHỤ LỤC 3: MINH CHỨNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3a Hình ảnh thực nghiệm sư phạm Hình ảnh học tập lớp đối chứng Hình ảnh học tập lớp thực nghiệm PL14 3b Một số làm ngoại khóa học sinh Hình ảnh “Con lật đật” nhóm Hình ảnh “Con lật đật” nhóm Hình ảnh “Con lật đật” nhóm PL15 Hình ảnh “Con lật đật” nhóm 3c Một số kiểm tra học sinh 3d Một số phiếu dự giáo viên 3e Điểm số kiểm tra học sinh PHỤ LỤC 4: Nội dung báo “Tình có vấn đề dạy học Vật lí” đăng Tạp chí giáo dục- số đặc biệt tháng 10 năm 2011 ... trình dạy học số kiến thức chương “ Cân chuyển động vật rắn Vật í 10, ban Cơ theo tinh thần dạy học giải vấn đề 5.5 Soạn thảo tiến trình dạy học số kiến thức chương Cân chuyển động vật rắn Vật. .. DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN Ề TRONG MÔN VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Dạy học giải vấn đề (dạy học nêu vấn đề) đ i từ năm 60 kỉ XX thuật ngữ trở nên quen thuộc lý luận dạy học Song vận dụng dạy học giải. .. ứu c đề tài Vận dụng phương pháp dạy học giải vấn đề chương Cân chuyển động vật rắn Vật lí 10, ban nhằm t ch cực hóa hoạt động học tập học sinh để g p phần nâng cao chất ượng dạy học Vật í