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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐÀO THỊ MỸ TÍCH HỢP TRI THỨC TỐN HỌC VỚI VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MƠN TỐN Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thái Nguyên - 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐÀO THỊ MỸ TÍCH HỢP TRI THỨC TỐN HỌC VỚI VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MƠN TỐN Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Gv Ngành: Lí luận Phƣơng pháp dạy học mơn Tốn Mã số : 8.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng 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 hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Danh Nam i LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Tốn, Phịng Đào tạo trƣờng Đại học Sƣ 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, trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên, ngƣời tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, bạn bè đồng nghiệp trƣờng 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…………………………………………………………………………………………… ……………………… Chƣơng 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 trƣng 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 trƣng dạy học theo chủ đề… ………….………… 14 1.3 Định hƣớng đổi chƣơng trình mơn Tốn THPT………………………….…………… 15 1.4 Phân tích mối liên hệ tốn học vật lí……………………………………….…………… 16 1.5 Kết luận chƣơng 1…………………………………………………………………………… …….…………… 17 Chƣơng CƠ SỞ THỰC TIỄN……………………………………………………… ….…………………… 18 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn…………………………………………….…….………………… 18 2.2 Phân tích tình hình dạy học tích hợp dạy học mơn Tốn trƣờng THPT………………………………………………………………………………………………………….… ……………… 19 2.2.1 Về chƣơng trình, sách giáo khoa mơn Tốn THPT……………… …………… 19 iii 2.2.2 Về dạy học tích hợp dạy học mơn Tốn trƣờng THPT……….… 22 2.2.3 Về dạy học tích hợp tri thức tốn học với vật lí………………….…………… … 23 2.3 Kết luận chƣơng 2……………………………………………………………………………….………… …… 27 Chƣơng THIẾT KẾ MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP TRI THỨC TỐN HỌC VỚI VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MƠN TỐN Ở TRƢỜNG THPT…………….…… 28 3.1 Định hƣớng thiết kế số chủ đề tích hợp ……………….………….……………… ……… 28 3.1.1 Định hƣớng 1: Thiết kế số chủ đề có nội dung gắn với vấn đề thực tiễn……………………………………………………………………………………….………….……… 28 3.1.2 Định hƣớng 2: Dạy học chủ đề tích hợp theo định hƣớng phát triển lực HS……………………………………………………………………………………….…….…………… 29 3.1.3 Định hƣớng 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 lƣợng giác phƣơng trình lƣợng giác……….……… 49 3.3.4 Chủ đề 4: Đạo hàm ý nghĩa đạo hàm ………………… …………………… 57 3.4 Một số biện pháp sƣ phạm dạy học mơn Tốn trƣờng THPT theo hƣớng 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 cƣờng hoạt động củng cố theo hƣớng 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 chƣơng 3……………………………………………………………….…………….………………… 76 Chƣơng THỰC NGHIỆM SƢ 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 tƣợng 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 lƣợng…………………………………………………….…………….….………… 80 4.5 Kết luận chƣơng 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 Phƣơng 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 trƣớc 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 A Về mặt toán học hàm số lƣợng giác có chu kì tuần hoàn T + Gia tốc vật dao động điều hòa a v' 2 a A cos t x - Gốc tọa độ O vị trí cân vật x = a = hợp lực F = - Gia tốc a ngƣợc dấu với x hay a ln hƣớng vị trí cân Về mặt tốn học hàm số lƣợng giác có chu kì tuần hoàn T + Đồ thị dao động điều hòa Là đồ thị biểu diễn phụ thuộc li độ x vào thời gian t (với ) Nó đƣờng 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 trƣờng có sóng truyền qua  Chu kì sóng:Chu kì T sóng chu kì dao động phần tử mơi trƣờng có sóng truyền qua  Tần số sóng: đại lƣợng f Tần số có đơn vị Hz T  Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ truyền dao động môi trƣờng Đối với môi trƣờng, tốc độ truyền sóng v có giá trị khơng đổi  Bước sóng: quãng đƣờng mà sóng truyền đƣợc chu kì vT v f Hai phần tử nằm phƣơng truyền sóng, cách bƣớc sóng dao động đồng pha với P.34  Năng lượng sóng: Năng lƣợng sóng lƣợng dao động phần tử mơi trƣờng có sóng truyền qua + Phương trình sóng hình sin truyền theo trục Ox Xét sóng hình sin lan truyền mơi trƣờng theo trục x, sóng phát từ nguồn đặt điểm O Chọn tọa độ O chọn gốc thời gian cho phƣơng trình dao A cos t động t = là: uo Trong uo li độ O vào thời điểm t, t thời gian dao động nguồn Phƣơng trình dao động M vào thời điểm t là: uM A cos t Mặt khác có: uM t x , v t A cos t x v vT thay vào biểu thức có: A cos t T x (*) Phƣơng trình (*) phƣơng trình sóng hình sin truyền theo trục Ox Nó cho biết li độ u phần tử có tọa độ x thời điểm t Phƣơng 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 dịng điện xoay chiều, dịng điện có cƣờng độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật hàm số sin (hoặc côsin), với dạng tổng quát: i = I0cos(ωt + φ) Trong đó, i giá trị cƣờng độ dòng điện thời điểm t, dƣợc gọi giá tri tức thời i(cƣờng độ tức thời) (A)  I0 > giá trị cực đại i (cƣờng độ cực đại) (A);   đƣợc gọi tần số góc, T = t pha i chu kỳ f pha ban đầu P.35 tần số i Đại lƣợng I = I0 đƣợc gọi giá trị hiệu dụng dòng điện xay chiều (cƣờng độ hiệu dụng) Về mặt toán học hàm số lƣợng giác có chu kì tuần hồn T + 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 dƣới dạng: u = U0cos(ωt + φ) = U cos(ωt + φ) Đại lƣợng φ đƣợc gọi độ lệch pha u i Nếu φ > ta nói điện áp u sớm pha φ so với cƣờng độ dịng điện i; Nếu φ < ta nói điện điện áp u trễ pha |φ| so với cƣờng độ dịng điện i; Nếu φ = ta nói u i pha (đồng pha) Về mặt tốn học hàm số lƣợng giác có chu kì tuần hồn T + Nếu mạch điện có tụ điện u U 2cos + Nếu mạch điện có cuộn cảm u t    U 2cos t    * Mạch dao động + Sự biến thiên điện tích cường độ dịng điện mạch dao động lí tưởng Sự biến thiên điện tích định mạch dao động là: q = q0cos(t + ) với  tần số góc dao động LC - Phƣơng trình dịng điện mạch: i I cos( t ) 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( t ) Về mặt tốn học hàm số lƣợng giác có chu kì tuần hồn T Vậy, điện tích q tụ điện cƣờng độ dòng điện i mạch dao động biến thiên điều hoà theo thời gian; i sớm pha /2 so với q PL Sơ đồ tƣ thể mối liên hệ hàm số lƣợng giác, phƣơng trình lƣợng giác với kiến thức vật lí Dịng điện Phƣơng trình x = Acos (t + i = I0cos(ωt + φ) ) Dòng điện Vận tốc A sin v i = I cosωt t Mạch có điện trở Gia tốc v Acos u t Mạch có tụ điện Điện tích uM A cos t ) uM A cos t t Mạch có cuộn cảm Phƣơng trình Dịng điện I cos( t U 2cos u q = q0cos(t + ) i U 2cos t x v u U 2cos t x v PL 10 Nội dung chủ đề I Tóm tắt kiến thức toán học (trong chủ đề) * Định nghĩa đạo hàm + Định nghĩa đạo hàm điểm: Cho hàm số y a; b x f x xác định khoảng a; b Nếu tồn giới hạn (hữu hạn) lim x P.37 x0 f x x f x0 giới hạn x0 f x x kí hiệu f ' x (hoặc đƣợc gọi đạo hàm hàm số y y ' x ), tức f ' x0 lim x x0 f x x f x0 x0 + Định nghĩa đạo hàm khoảng f x đƣợc gọi có đạo hàm khoảng a; b có đạo hàm Hàm số y điểm x khoảng *Các quy tắc tính đạo hàm + Đạo hàm số hàm số thường gặp xn n Hàm số y ,n x có đạo hàm x dƣơng Hàm số y x n có đạo hàm x x / x / nx n + Đạo hàm tổng, hiệu, tích, thương u x ,v Giả sử u v x hàm số có đạo hàm điểm x thuộc khoảng xác định Ta có v ' u' v ' u v ' u' v' u uv ' u'v u ' v u'v v 'u v 'u v v v x + Đạo hàm hàm số hợp Nếu hàm số u g x có đạo hàm x u ' x hàm số y u y 'u hàm hợp y f g x có đạo hàm x y ' x f u có đạo hàm y 'u u ' x *Đạo hàm hàm số lượng giác + Đạo hàm hàm số y Nếu y sin u u sin x sin x u x sin u + Đạo hàm hàm số y cos x , x u cos u cos x cos x P.38 sin x , x Nếu y cos u u u x cos u u sin u * Đạo hàm cấp hai + Định nghĩa Giả sử hàm số y y f f x có đạo hàm điểm x a; b Khi đó, hệ thức 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 kí hiệu y f f x x * Ý nghĩa vật lí đạo hàm + Vận tốc tức thời: Quãng đƣờng 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 lƣợng q truyền dây dẫn hàm số thời gian t: q = q(t) Cƣờng 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 đƣờng đƣợc chuyển động thẳng chất điểm là: s vt Vận tốc chuyển động thẳng thời điểm nhƣ v = s’ Về mặt toán học ta thấy vận tốc tức thời v = s’ * Chuyển động thẳng biến đổi Quãng đƣờng đƣợc chuyển động thẳng biến đổi là: s v0 t + Vận tốc tức thời chuyển động thẳng biến đổi v s t at v0 at ( t nhỏ) + Gia tốc tức thời chuyển động thẳng biến đổi a Về mặt toán học ta thấy vận tốc tức thời v a v' s '' P.39 v ( t nhỏ) t s ' , gia tốc tức thời + Đặc biệt, rơi tự do: Quãng đường vật rơi tự là: s (ngƣời ta thƣờng lấy g 9,8m / s g + Vận tốc vật rơi tự do: v 10m / s ) gt , gia tốc vật g Về mặt toán học ta thấy vận tốc tức thời v g v' gt s ' , gia tốc tức thời s '' * Dao động điều hòa + Định nghĩa Dao động điều hịa dao động li độ vật hàm côsin (hay hàm sin) thời gian + Phương trình Phƣơng trình x = Acos (t + ) đƣợc gọi phƣơng trình dao động điều hịa Trong đó, ngƣời 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 +  ) pha dao động thời điểm t Nó có đơn vị rad pha ban đầu, có giá trị nằm khoảng từ đến Về mặt toán học hàm số lƣợng giác có chu kì tuần hồn T + Chú ý - Một điểm P dao động điều hịa đoạn thẳng ln ln đƣợc coi hình chiếu điểm M chuyển động trịn lên đƣờng kính đoạn thẳng - Phƣơng trình dao động điều hịa x = Acos (t + ) ta quy ƣớc chọn trục x làm gốc để tính pha dao động chiều dƣơng chiều ngƣợc với chiều quay kim đồng hồ + Vận tốc vật dao động điều hòa đại lƣợng biến thiên điều hòa v - Ở vị trí biên, x = A sin t A v = - Ở vị trí cân x = vận tốc có độ lớn cực đại: vmax Về mặt tốn học ta có v x A sin P.40 t A + Gia tốc vật dao động điều hòa: a a A cos t x - Gốc tọa độ O vị trí cân vật x = a = hợp lực F = - Gia tốc a ngƣợc dấu với x hay a luôn hƣớng vị trí cân Về mặt tốn học ta thấy vận tốc tức thời v a v' x ' , gia tốc tức thời x '' * Cường độ dịng điện Dịng điện khơng đổi + Cường độ dịng điện Nếu có lƣợng (điện lƣợng) ∆q dịch chuyển qua tiết diện thẳng S vật dẫn khoảng thời gian ∆t cƣờng độ dòng điện I đƣợc xác định là: I q Nếu t lấy ∆t nhỏ cơng thức cho gia trị xác cƣờng độ dịng điện thời điểm (đƣợc gọi cƣờng độ dịng điện tức thời) + Dịng điện khơng đổi Dịng điện khơng đổi dịng điện có chiều cƣờng độ không thay đổi theo thời gian Thay cho công thức trên, cƣờng độ dịng điện khơng đổi đƣợc tính theo cơng thức: I q đó, q điện lƣợng chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn t khoảng thời gian t * Mạch dao động + Sự biến thiên điện tích cường độ dịng điện mạch dao động lí tưởng - Sự biến thiên điện tích định mạch dao động là: ,  tần số góc dao động LC q = q0cos(t + ) với - Phƣơng trình dịng điện mạch: i dq dt I cos( t ) với I0 = q0 + Nếu chọn gốc thời gian lúc tụ điện bắt đầu phóng điện ta có: q = q0cost i I cos( t ) Về mặt toán học cƣờng 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 đƣờng đƣợc, phƣơng 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 đƣợc 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 - Tƣ vấn đề tốn học cách lơgic hệ thống - HS thấy đƣợc ý nghĩa toán học vật lý thực tiễn, HS có hứng thú học tập Phát triển lực Phát triển số lực nhƣ lực hợp tác, lực giao tiếp, lực tự học, lực tự quản lí, lực tƣ duy, lực giải vấn đề, lực tính tốn, lực sử dụng ngơn ngữ tốn học ngơn 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 PHƢƠNG PHÁP - Phƣơng pháp gợi mở, vấn đáp - Phát giải vấn đề - Phƣơng 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 - u cầu nhóm trình bày bảng Đồ thị hàm số đƣờng thẳng phụ, sau đại diện nhóm lên bảng khơng song song khơng trùng với thuyết trình (Thời gian thảo luận nhóm trục toạ độ Đƣờng thẳng ln song phút, thời gian thuyết trình phút) song với đƣờng thẳng y  ax (nếu b  0) P.43  b  qua hai điểm A(0; b); B   ;0   a  Ví dụ: Quãng đƣờng đƣợc chuyển động thẳng s  vt hàm số bậc theo biến t v  Hàm số y  ax  bx  c  a   + 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 đƣờng parabol a > bề lõm quay lên trên, a < bề lõm quay xuống dƣới Toạ độ đỉnh I b ; 2a 4a Trục đối xứng x b 2a Ví dụ: Quãng đƣờng đƣợc chuyển động thẳng biến đổi s  v 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 4t A s t t B s t 4t C s t v0 t D s t 2t - HS trả lời t3 at (a 0) Bài (củng cố kiến thức thông qua hoạt động ngơn ngữ) Cho vật bị ném xiên có phƣơng y trình quỹ đạo 1 x  3x , lấy g=10m/s2 Hãy tìm 20 tầm bay cao vật? GV sử dụng phƣơng pháp gợi mở, vấn đáp hƣớng dẫn HS giải toán GV: Em có nhận xét phƣơng trình HS: Phƣơng trình quỹ đạo vật bị ném quỹ đạo vật bị ném xiên? xiên hàm số bậc hai với GV: Quỹ đạo vật có dạng nhƣ nào? a 1 , b  3, c  20 HS: Quỹ đạo vật parabol có bề lõm hƣớng xuống dƣới 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 công nhiệm vụ để thực dự án Tên dự án: Ứng dụng hàm số đồ thị vật lý thực tiễn GV hƣớng dẫn chuẩn bị, giao nhiệm vụ cho HS thực dự án (GV chiếu u 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: Yêu 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 vƣợt qua đoạn đƣờng khó Nó bắt đầu giảm tốc 5s trƣớc qua đoạn đƣờng đó, giây để vƣợt qua đoạn đƣờng 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 cịn lại đua Tính: a) Qng đƣờng chạy đƣợc 10 giây b) Thời gian để hồn 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 đƣợc ném chếch lên với vận tốc ban đầu 5m/s hợp với phƣơng nằm ngang góc  = 300 a) Viết phƣơng trình phƣơng 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 nhƣ hình bên Trong khoảng thời gian kể từ bắt đầu chuyển động, đồ thị phần đƣờng 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 hƣớng 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 trƣởng 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 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐÀO THỊ MỸ TÍCH HỢP TRI THỨC TỐN HỌC VỚI VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MƠN TỐN Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Gv Ngành: Lí luận Phƣơng pháp dạy học mơn Tốn... nhiều em HS học tập theo kiểu thụ động ghi nhớ cơng thức vật lí cách máy móc HS chƣa biết kết nối tri thức hai môn học Tốn Vật lí HS có hứng thú với tình tích hợp tri thức tốn học với vật lí nhƣng... ĐỀ TÍCH HỢP TRI THỨC TỐN HỌC VỚI VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC MƠN TỐN Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 3.1 Định hƣớng thiết kế số chủ đề tích hợp 3.1.1 Định hướng 1: Thiết kế số chủ đề có nội dung gắn với