Phát triển năng lực tự học của sinh viên trong học tập chương động lực học chất điểm ở chương trình vật lí đại cương

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC VŨ VĂN THẾ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA SINH VIÊN TRONG HỌC TẬP CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” Ở CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÍ ĐẠI CƢƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI – 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC VŨ VĂN THẾ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA SINH VIÊN TRONG HỌC TẬP CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” Ở CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÍ ĐẠI CƢƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: Lí luận phƣơng pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 8140111 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Nhã HÀ NỘI – 2017 LỜI CẢM ƠN Lời tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Giáo dục- Đại học Quốc gia Hà Nội thầy cô giảng viênđã tạo điều kiện tận tình dẫn tác giả suốt trình học tập trường Tiếp đếntác giả xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội ban chủ nhiệm khoa Khoa học anh chị em đồng nghiệp trường tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thời gian học Trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội thời gian tác giả tiến hành thực nghiệm Đặc biệttác giả xintrân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Văn Nhã người trực tiếp hướng dẫn tác giả trình làm luận văn Lịng nhiệt tình, tận tâm dẫn lời động viên quý báu thầy yếu tố góp phần đáng kể để tác giả hoàn thành luận văn Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè ln động viên giúp đỡ tác giả lúc khó khăn Tất động viên, giúp đỡ nhà trường, q thầy cơ, gia đình bạn bè động lực giúp tác giảcó thể tiếp bước đường nghiên cứu khoa học Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2017 Tác giả Vũ Văn Thế DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT i VIẾT TẮT CHCĐ CNTT ĐC GD GD&ĐT GT GV NLTH NXB PPDH SGK SV TH THPT TN Tr VLĐC ii MỤC LỤC Lời cảm ơn i Danh mục chữ viết tắt ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục sơ đồ, đồ thị vii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1:CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC 1.1.Tổng quan lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Những nghiên cứu nước 1.1.2 Những nghiên cứu nước 1.2 Quá trình Dạy học - Tự học 1.2.1.Dạy học 1.2.2.Hoạt động học chất hoạt động 10 1.2.3.Quá trình tự học 15 1.2.4.Vai trò tự học hoạt động học 23 1.2.5 Các hình thức tự học 25 1.2.6 Vai trò giáo viên sinh viên trình dạy tự học cho sinh viên 26 1.3.Năng lực tự học Vật lí sinh viên hệ Cao đẳng Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 29 1.3.1 Khái niệm lực tự học 29 1.3.2 Đặc trưng NLTH Vật lí sinh viên Cao đẳng Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 30 1.3.3 Những đặc điểm tâm lý cá nhân lực tự học Vật lí sinh viên Cao đẳng Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 32 1.4.Phát triển lực tự học Vật lí sinh viên Cao đẳng Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 34 iii 1.4.1.Sử dụng hệ thống tập tự học dạy học theo hướng bồi dưỡng lực TH SV 34 1.4.2 Sử dụng hệ thống phiếu học tập dạy học theo hướng bồi dưỡng NLTH sinh viên 35 1.4.3 Sử dụng số phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng NLTH sinh viên 35 1.5.Thực trạng tự học sinh viên dạy mơn Vật lí hệ Cao đẳng Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 36 1.5.1.Thực trạng hoạt động tự học sinh viên hệ Cao đẳng Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 36 1.5.2 Thực trạng việc bồi dưỡng NLTH cho sinh viên hệ Cao đẳng dạy học môn Vật lí Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội 37 Kết luận chương 38 CHƢƠNG 2: PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA SINH VIÊN TRONG HỌC TẬP CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”Ở CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÍ ĐẠI CƢƠNG 39 2.1.Tổng quan dạy học chương “Động lực học chất điểm” Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 39 2.1.1 Vai trị, vị trí chương “Động lực học chất điểm” 39 2.1.2 Nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm” 40 2.1.3 Một số khó khăn dạy học chương “Động lực học chất điểm”, Vật lí đại cương cho sinh viên hệ Cao đẳng Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 49 2.2.Thiết kế tài liệu hỗ trợ dạy học chương “Động lực học chất điểm”, Vật líđại cương theo hướng bồi dưỡng lực tự học 50 2.2.1 Nghiên cứu trình tổ chức dạy học theo hướng phát triển lực tự học cho sinh viên 50 iv 2.2.2 Xây dựng hệ thống tài liệu hỗ trợ dạy học chương “Động lực học chất điểm”, Vật lí đại cương theo hướng phát triển lực tự học cho sinh viên 50 2.3 Tổ chức dạy học chương “Động lực học chất điểm”, Vật lí đại cương theo hướng phát triển lực tự học cho sinh viên 76 2.3.1 Đề xuất phương án sử dụng tài liệu xây dựng dạy học chương “Động lực học chất điểm”, Vật lí đại cương 76 2.3.2 Đề xuất số phương pháp dạy học kĩ thuật dạy học tích cực dạy học chương “Động lực học chất điểm”, Vật lí đại cương theo hướng phát triển NLTH SV 76 2.3.3 Thiết kế số tiến trình dạy học chương “Động lực học chất điểm”, Vật lí đại cương theo hướng phát triển NLTH 77 Kết luận chương 87 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 88 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 88 3.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 88 3.3 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 89 3.3.1 Mức độ hoạt động tự lực sinh viên học mặt định tính 89 3.3.2 Đánh giá định lượng kết sinh viên 89 Kết luận chương 96 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 PHỤ LỤC 101 v DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Bảng thống kê số điểm kiểm tra 90 Bảng 3.2 Bảng thống kê số sinh viên đạt điểm Xi trở xuống 91 Bảng 3.3 Bảng thống kê số % sinh viên đạt từ điểm Xi trở xuống 91 Bảng 3.4 Các thông số thống kê 91 vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Cấu trúc hoạt động A.N.Leonchiep 14 Sơđồ 2.1 Sơđồ tổng quát chương “Độnglực học chất điểm” 40 Sơđồ 2.2 Sơ đồ logic “các định luật Newton” 41 Sơđồ 2.3 Sơ đồ logic bàì “các định lí động lượng” 42 Sơ đồ 2.4 Sơ đồ logic “ứng dụng phương trình học” 44 Sơ đồ 2.5 Sơ đồ logic “mô men động lượng” 45 Sơ đồ 2.6 Sơ đồ logic “nguyên lý tương đối Galileo” 46 Sơ đồ 2.7 Sơ đồ logic “hệ quy chiếu khơng qn tính Lực qn tính”.48 Đồ thị 3.1 Phân phối tần suất lũy tích 92 Đồ thị 3.2 Phân phối tần suất 93 vii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài “All men who have turned out worth anything have had the chief hand in their own education” có nghĩa là: Tất người đáng giá có phần tự lập học vấn mình– câu nói tiếng Walter Scott khẳng định tầm quan trọng thiếu việc tự lập trình học tập Giảng viên người “trút” kiến thức cho sinh viên mà phải người khơi gợi hứng thú học tập để từ người học ý thức tốt nhu cầu học tập, nhằm xây dựng cho động học tập đắn Tự học vấn đề quan tâm Nó đảng nhà nước quán triệt đạo sâu sắc từ nhiều năm qua 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, lịng say mê ý chí vươn lên” Cũng nói vấn đề tự học giáo dục, 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” Như bên cạnh việc đổi nội dung chương trình kiểm tra đánh giá kết học, đổi phương pháp giảng dạy vấn đề nâng cao lực tự học học sinh, sinh viên nhà giáo dục nhà khoa học đặc biệt ý Trong chương trình Vật lí đại cương , chương “Động lực học chất điểm” nội dung trọng tâm, Tuy nhiên, kiến thức phần lại khó 99 14 Diesterweg, FAW (1820), Die Erziehung im allgemeinen und Schulerziehung im besonderen (Giáo dục đại cương giáo dục phổ thơng đặc biệt) 15 I.E.Kharlamov (1978),Phát huy tính tích cực học sinh Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 16 T Makiggerchi (1994),Giáo dục sống sáng tạo Nhà xuất trẻ 100 PHỤ LỤC Phụ lục 1: ĐỀ KIỂM TRA SỐ Câu 1:Phát biểu sau đúng? a) Lực đại lượng đặc trưng cho tác dụng vật vào vật khác b) Lực nguyên nhân gây làm thay đổi trạng thái chuyển động vật c) Lực đại lương vectơ, có đơn vị đo Niutơn (N) d) a, b, c, a) Quán tính xu hướng bảo tồn gia tốc vật b) Khối lượng đặc trưng cho mức quán tính c) Định luật I Newton gọi định luật quán tính d) Chuyển động thẳng gọi chuyển động theo quán tính Câu 3: Phát biểu sau đúng? a)Khơng có lực tác dụng vật chuyển động b) Một vật chịu tác dụng lực chuyển động nhanh dần c) Vật chuyển động ngược chiều với lực tác dụng lên d) a, b, c a) Xuất vật bị biến dạng b) Luôn chiều với chiều biến dạng c) Trong giới hạn biến dạng chiều, lực đàn hối tỉ lệ với độ biến dạng d) Giúp vật khôi phục lại hình dạng, kích thước ban đầu, ngoại lực ngưng tác dụng Câu 5: Vật có khối lượng m = kg, đứng yên mặt phẳng ngang chịu lực kéo F = 5N hướng xiên o lên góc α = 30 so với phương ngang (hình bên) Hệ số ma sát trượt hệ số ma sát nghỉ vật mặt phẳng ngang 101  = 0,20 n = 0,25 Lấy g = 10 m/s2 Tính lực ma sát tác dụng lên vật a) 4,33N b) 3,92N c) 3,50N d) 2,50N Câu 6: Theo định luật III Newton, lực phản lực khơng có đặc điểm sau đây? a) Cùng chất b) Cùng tồn đồng thời c) Cùng điểm đặt d) Cùng phương ngược chiều Câu 7:Cho hệ hình vẽ Biết m1= 3kg; m2= 2kg;  = 30o Bỏ quamọi ma sát, khối lượng dây ròngrọc Biết dây khơng giãn khơng trượt rãnh rịng rọc Lấy g = 10 m/s2 Xác định giatốc chiều chuyển động m2 a)m2đi lên; a = 0,5 m/s2 b)m2đi xuống; a = 0,5m/s2 b) m2 lên; a = 1m/s2 d) m2đi xuống; a = 1m/s2 Câu 8: Một tơ chạy với tốc độ 60km/h người lái xe hãm phanh, xe tiếp quãng đường 50m dừng lại Hỏi tơ chạy với tốc độ 120km/h quãng đường từ lúc hãm phanh đến dừng lại bao nhiêu? Giả sử lúc hãm phanh hai trường hợp A 100m Câu 9: Trong khoảng thời gian 30s, ôtô có khối lượng tăng tốc từ 36 km/h lên 72 km/h Xung lượng hợp lực tất lực tác dụng lên ôtô khoảng thời gian là: a) Gia tốc vật hướng với lực tác dụng; có độ lớn tỉ lệthuận với độ lớn lực tỉ lệ nghịch với khối lượng vật 102 b) Gia tốc vật hướng với lực tác dụng; có độ lớn tỉ lệ nghịch với độ lớn lực tỉ lệ thuận với khối lượng vật c) Gia tốc vật hướng với lực tác dụng; có độ lớn tỉ lệ nghịch với độ lớn lực khối lượng vật d) lệ Gia tốc vật hướng với lực tác dụng; có độ lớn tỉ thuận với độ lớn lực khối lượng vật Câu 11: Định luật I Newton cho biết: a) Nguyên nhân trạng thái cân vật b) Mmối liên hệ lực tác dụng khối lượng vật c) Nguyên nhân chuyển động d) Dưới tác dụng lực, vật chuyển động Câu 12: Điều sau sai nói qn tính vật? a) Quán tính tính chất vật bảo tồn vận tốc khơng chịu tác dụng lực chịu tác dụng lực cân d) b) Chuyển động thẳng gọi chuyển động qn tính c) Những vật có khối lượng nhỏ khơng có qn tính Ngun nhân làm cho vật chuyển động thẳng lực tác dụng lên tính quán tính vật Câu 13: Đơn vị động lượng là? A kg.m.s2 B kg.m.s C kg.m/s D kg/m.s Câu 14: : Chọn câu trả lời đúng? a) Xung lực lớn tác dụng lâu b) Động lượng vật phụ thuộc vào tốc độ thay đổi vận tốc c) Với xung lực, vật nặng cóđộng lượng lớn vật nhẹ d) Khi biết vận tốc vật ta xác định động lượng khối lượng Câu 15: Trường hợp sau đây, mômen động lượng chất điểm khơng bảo tồn? 103 a) Chất điểm chuyển động trường lực hấp dẫn b) Chất điểm chuyển động tự do, khơng có ngoại lực tác dụng c) Chất điểm chuyển động trường lực xuyên tâm d) Chất điểm chuyển động đường thẳng Câu 16: Một ôtô chuyển động thẳng lên dốc nghiêng góc  so với phương ngang Kí hiệu m khối lượng ôtô, g gia tốc trọng trường  hệ số ma sát ôtô mặt đường lực phát động ơtơ là: a) F = mg (sin +  cos ) c) F >mg(sin +  cos ) b) F = mg(sin -  cos ) d) F < mg(sin -  cos ) Câu 17: Một sợi dây nhẹ, không co giãn, vắt qua ròng rọc nhẹ, cốđịnh, hai đầu dây buộc chặt hai vật nhỏ khối lượng m1 = 2,6kg m2 = 2kg Thả cho hai vật chuyển động theo phương thẳng đứng Biết dây không giãn không trượt ròng rọc Bỏ qua ma sát trục ròng rọc, lấy g = 10 m/s Gia tốc vật là: a) m/s2 b) 1,2 m/s2 c) 1,3 m/s2 d) 2,2 m/s2 Câu 18: Vật m = 20 kg kéo trượt mặt sàn ngang hình bên Biết  = 30o, hệ số ma sát vật mặt sàn 0,1 Tính lực kéo để vật trượt với gia tốc 0,5m/s2 Lấy g = 10 m/s2 a) 32,8N b) 30N c) 16,6N d) 10N Câu 19: Đặc điểm sau lực ma sát trượt? a) Xuất vật trượt bề mặt vật khác b) Luôn ngược chiều với chiều chuyển động c) Tỉ lệ với áp lực vng góc với mặt tiếp xúc d) Luôn cân với thành phần tiếp tuyến với mặt tiếp xúc ngoại lực Câu 20:Trường hợp sau vật chịu tác dụng lực ma sát nghỉ? a) Vật đứng yên mặt đường, khơng có xu hướng chuyển động b) Vật đứng yên mặt đường, có xu hướng chuyển động 104 c) Vật chuyển động mặt đường d) Cả ba trường hợp xuất lực ma sát nghỉ Câu 21:Vật khối lượng m, chuyển động mặt phẳng nghiêng (có góc nghiêng  so với phương ngang) tác dụng trọng lực Tính phản lực pháp tuyến mặt nghiêng tác dụng lên vật là: a) N = mg b) N = mgcos c) N = mgsin d) N = mg(sin + cos ) a) Định luật I Newton nghiệm b) Định luật II Newton nghiệm c) Định luật III Newton nghiệm d) Khơng có định luật Newton nghiệm Câu 23: Trong hệ quy chiếu quán tính vật chuyển động: a) Sẽ tiếp tục chuyển động thẳng b) Sẽ tăng tốc với hệ quy chiếu c) Sẽ chuyển động chậm dần đứng n d) Khơng có câu Câu 24: Trong thang máy chuyển động xuống với gia tốc a>0, trọng lượng m b) vật: a) Tăng lên có giá trị m(1+a/g) b) Giảm có giá trị m(1-a/g) c) Giảm có giá trị mg-ma d) Không thay đổi a) Đặc trưng cho thay đổi nhanh chậm chuyển động Đặc trưng cho chuyển động mặt động lực học có giá trị tích khối lượng vectơ vận tốc c) Đặc trưng cho chuyển động mặt động lực học có giá trị tích khối lượng độ lớn vận tốc 105 d) Đặc trưng cho chuyển động mặt động lực học có giá trị tích khối lượng bình phương độ lớn vận tốc a) Là đại lượng véctơ b) Tích lực tác dụng với khoảng thời gian xét c) Tích lực tác dụng với quãng đường xét d) Câu a b Câu 27: Một xe khối lượng 500kg chạy với vận tốc 36 km/giờ quẹo Hỏi bán kính cong R khúc cua tối thiểu xe không bị trượt khỏi mặt đường, biết hệ số ma sát tĩnh bánh xe mặt đường 0,1 cho g = 10m/s2: a) R > 0,5m b) R > 100m c) R < 20m d) R < 150m Câu 28:Một sợi dây vắt qua ròng rọc có khối lượng khơng đáng kể, hai đầu sợi dây buộc hai vật có khối lượng m1 m2 (m1> m2) Coi ma sát không đáng kể Sức căng sợi dây bằng: a) 2m1m2 g m m m1m2 g b) m m Câu 29:Một người có trọng lượng 500N đứng mặt đất Lực mà mặt đất tác dụng lên người có độ lớn : a) Bằng 500N b) Bé 500N c) Lớn 500N d) Phụ thuộc vào gia tốc trọng trường g Câu 30: Đơn vị mô men động lượng là: a) Kilôgam mét giây (kgm/s) b) Kilơgam mét bình phương giây (kgm2/s) c) Niutơn mét (Nm) d) Kilôgam mét giây bình phương (kgm/s2) 106 Phụ lục 2: ĐỀ KIỂM TRA SỐ Câu 1: Một tàu điện xuất phát, chuyển động với gia tốc không đổi a = 0,5m/s2 12 giây sau bắt đầu chuyển động, người ta tắt động tàu điện tàu chuyển động chậm dần dừng hẳn toàn quãng đường, hệ số ma sát 0,1 Tìm: a) Gia tốc chuyển động chậm dần vận tốc lớn nhât tàu b) Toàn thời gian kể từ lúc tàu xuất phát tàu dừng hẳn c) Quãng đường mà tàu Câu 2: Cho hệ hình vẽ, m2 = 4kg, m1 = 2kg, g = 10m/s2 Độ cao vật lúc đầu chênh lệch 1,5m Dây không giãn, khối lượng sợi dây rịng rọc khơng đáng kể a) Tính gia tốc vật lực căng sợi dây b) Sau lâu hai vật vị trí ngang nhau? Câu 3: Một người có khối lượng 70kg đứng thang máy xuốngchậm dần với gia tốc 4m/s2 Hỏi người cảm giác trọng lượng biểu kiến người thang máy? Lấy g=9,8m/s2 107 ... học chương ? ?Động lực học chất điểm? ??, Vật lí đại cương theo hướng phát triển lực tự học cho sinh viên 50 2.3 Tổ chức dạy học chương ? ?Động lực học chất điểm? ??, Vật lí đại cương theo hướng phát triển. .. việc tổ chức dạy học Vật lí theo hướng phát triển lực tự học - Chương 2: Phát triển lực tự học sinh viên học tập chương ? ?Động lực học chất điểm? ?? chương trình Vật lí đại cương - Chương 3: Thực nghiệm... CHƢƠNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA SINH VIÊN TRONG HỌC TẬP CHƢƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM? ?Ở CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÍ ĐẠI CƢƠNG 2.1 Tổng quan dạy học chƣơng ? ?Động lực học chất điểm? ?? Trƣờng Đại học