Thiết kế hoạt động học nội dung động lực học nhằm phát triển năng lực vật lí của học sinh trung học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN PHƢƠNG ANH THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG HỌC NỘI DUNG “ ĐỘNG LỰC HỌC” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ Hà Nội - 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN PHƢƠNG ANH THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG HỌC NỘI DUNG “ĐỘNG LỰC HỌC” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: LÍ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN VẬT LÍ Mã số: 8140111 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS VŨ VĂN HÙNG Hà Nội - 2020 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sĩ, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa, Quý thầy cô giáo khoa Giáo dục, trường Đại học Giáo Dục- Đại học Quốc Gia Hà Nội Quý thầy, cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ em suốt trình học tập Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Quý Thầy, Cơ giáo tổ Vật lí trường THPT Lê Q Đơn nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi tạo điều kiện thuận lợi cho em trình nghiên cứu thực đề tài Đặc biệt, có kết này,em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn – GS.TS Vũ Văn Hùng tận tình hướng dẫn ln động viên giúp đỡ em q trình nghiên cứu hồn chỉnh luận văn Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, người thân bạn bè ln giúp đỡ, động viên em hồn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2019 Học viên Nguyễn Phƣơng Anh i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT 10 ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ viii MỞ ĐẦU CHƢƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1 Đặc điểm mơn Vật lí Trung học phổ thơng 1.2 Đặc điểm hoạt động học tập phát triển trí tuệ học sinh Trung học phổ thông 1.2.1 Đặc điểm hoạt động học tập lứa tuổi học sinh Trung học phổ thông .7 1.3 Năng lực 1.3.1 Khái niệm lực 1.3.2 Năng lực vật lí học sinh 10 1.3.3 Mục tiêu hình thành, phát triển lực vật lí cho học sinh 16 1.4 Các phương pháp thiết kế hoạt động học nhằm phát triển lực Vật lí học sinh 17 1.4.1 Các phương pháp thiết kế hoạt động học học sinh 18 1.4.2 Những yêu cầu việc thiết kế hoạt động học 26 1.5 Thực trạng dạy học theo hướng bồi dưỡng lực vật lí học sinh trường THPT Lê Q Đơn - tỉnh Thái Bình 27 1.5.1 Mục đích điều tra 27 1.5.2 Nội dung, phương pháp, đối tượng, địa bàn điều tra 27 iii 1.5.3 Kết điều tra 28 KẾT LUẬN CHƢƠNG 31 CHƢƠNG THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG HỌC NỘI DUNG “ĐỘNG LỰC HỌC” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG .32 2.1 Quy trình thiết kế hoạt động học chương “Động lực học chất điểm” 32 2.2 Tiến trình thực hoạt động học chương “ Động lực học chất điểm” 34 2.3 Thiết kế hoạt động học tập nội dung “Động lực học” nhằm phát triển lực vật lí học sinh 45 2.3.1 Tổng quan chương “ Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 .45 2.3.2 Thiết kế hoạt động học tập nội dung “Động lực học” nhằm phát triển lực vật lí học sinh 46 KẾT LUẬN CHƢƠNG 71 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 72 3.1.Mục đích thực nghiệm sư phạm 72 3.2 Nhiệm vụ phương pháp thực nghiệm sư phạm 72 3.3 Xây dựng phương thức tiêu chí đánh giá 74 3.4.Nội dung diễn biến thực nghiệm sư phạm 74 3.5 Kết thực nghiệm 78 3.5.1 Đánh giá định tính kết tổ chức hoạt động học tập 78 3.5.2 Đánh giá định lượng kết tổ chức hoạt động học tập 80 KẾT LUẬN CHƢƠNG 84 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 iv DANH MỤC BẢNG Bảng: 1.1 Tiêu chí đánh giá mức độ đạt lực vật lí 11 thơng qua hoạt động học tập 11 Bảng: 1.2 Vai trò GV,HS phương pháp học tập dựa vấn đề 20 Bảng: 1.3 Vai trò GV, HS hoạt động học tập dựa nhiệm vụ 22 Bảng 3.1 Bảng phân phối mức độ phát triển NL thành phần NLVL qua hoạt động học tập học sinh lớp TN ĐC 79 Bảng 3.2 Phân phối tần số điểm kiểm tra hai lớp 81 Bảng 3.3 Phân bố tần suất điểm số 81 Bảng 3.4 Phân bố tần số tích lũy hội tụ hai lớp ĐC TN .82 v DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 35 Hình 2.2 35 Hình 2.3 36 Hình 2.4 37 Hình 2.5 39 Hình 2.6 39 Hình 2.7 Đo mặt vật rắn 40 Hình 2.8 Đổ chất lỏng vào xilanh 40 Hình 2.9 Đo thể tích vật rắn xilanh .40 Hình 2.10 Bể cá cảnh 43 Hình 2.11 Chai dầu thể tích 500cm3 43 Hình 2.12 Công nhân trộn vữa 43 Hình 2.13 .44 Hình 2.14 .47 Hình 2.15 .47 Hình 2.16 .47 Hình 2.17 .48 Hình 2.18 .48 Hình 2.19 .49 Hình 2.20 Thí nghiệm Ga-li-lê để nghiên cứu chuyển động 51 Hình 2.21 .51 Hình 2.22 .52 Hình 2.23 .52 Hình 2.24 .52 Hình 2.25 .53 vi Hình 2.26 Chuyển động trái đất, mặt trăng, mặt trời 54 Hình 2.27 .54 Hình 2.28 .56 Hình 2.29 .57 Hình 2.30 Thí nghiệm biến dạng đàn hồi 57 Hình 2.31 TN đàn hồi lò xo 58 Hình 2.32 .59 Hình 2.33 .60 Hình 2.34 .61 Hình 2.35 .63 Hình 2.36 Bộ thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt 63 Hình 2.37 Ứng dụng lực ma sát đời sống 64 Hình 2.38 Đường tơ, đường sắt làm nghiêng phía tâm cong 66 Hình 2.39 .66 Hình 2.40 .68 Hình 2.41 Chuyển động vật 68 Hình 2.42 .69 vii DANH MỤC BIỂU ĐỒ Sơ đồ: 1.1 Quy trình dạy học tìm tịi khám phá 25 Sơ đồ: 2.1 Quy trình thiết kế hoạt động chương “Động lực học chất điểm” 33 Biểu đồ 3.1 Đánh giá mức phát triển lực vật lí 80 qua hoạt động học lớp TN ĐC 80 Biểu đồ 3.2 Phân phối tần số điểm kiểm tra lớp ĐC TN 81 Biểu đồ 3.3 Phân bố tần suất điểm số 82 Biểu đồ 3.4 Phân bố tần số tích lũy hội tụ 83 viii Danh mục tài liệu tiếng anh Mary Jones, Diane Fellowes-Freeman and David Sang, Cambridge Checkpoint Science Teacher’s Resource, Cambridge University Press 2013 Mike Folland, Cambridge IGCSE Physics Second Edition, Hodder Education 88 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Các mẫu kết thí nghiệm Bài 11 Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn Bài 12 Lực đàn hồi lò xo Định luật Hook 89 Bài 13 Lực ma sát Bài 15 Bài toán chuyển động ném ngang 90 Phụ lục PHIẾU ĐIỀU TRA GIÁO VIÊN Về thực trạng dạy học dựa vào hoạt động học thiết kế nhằm phát triển lực vật lí học sinh THPT Kính gửi q thầy, giáo Hiện thực đề tài nghiên cứu : “Thiết kế hoạt động học tập nội dung “Động lực học” nhằm phát triển lực vật lí học sinh” Để có thơng tin thực tế, làm tảng cho việc xây dựng hiệu chỉnh đề tài cho phù hợp tình hình học tập học sinh THPT địa phương Kính mong q thầy, chia sẻ ý kiến, quan điểm vấn đề đây: Phần A: Thông tin chung Họ tên: Nơi công tác nay: Số năm công tác: Phần B: Nội dung phiếu hỏi Quý thầy, cô giáo vui lịng cho biết ý kiến, quan điểm cách đánh dấu X vào ô lựa chọn Ý kiến GV sau dự tổ chức dạy học thực nghiệm STT Các nội dung thông tin cần thu thập Gây hứng thú học tập cho HS h bình thường Phù hợp với mục tiêu, nội dung học Giáo viên người tổ chức, định hư Học sinh chủ động lĩnh hội kiến thức m 91 Từng bước rèn kỹ nhằm bồi dưỡng lực vật lí học sinh Góp phần phát triển lực vật lí học sinh Cách sử dụng thí nghiệm có tác dụng bồi dưỡng lực vật lí Trân trọng c m ơn giúp đỡ quý thầy, cô giáo 92 Phụ lục PHIẾU ĐIỀU TRA HỌC SINH Về việc tổ chức học môn vật lí qua hoạt động học tập Các em cho biết ý kiến HS sau học học thực nghiệm cách đánh dấu X vào lựa chọn STT Các nội dung thơng tin cần thu thập Có sức lôi cuốn, hứng thú học tập Lớp học hào hứng, sơi hơn; làm việc nhóm, khơng nhàm chán Tích cực học tập nên hiểu bài, dễ nhớ nhớ lâu Giúp học sinh biết cách dựa vào vấn đề, thu nạp kiến thức Giúp học sinh biết nhận vấn đề học tập từ tình thực tiễn Giúp học sinh biết đường sử dụng thí nghiệm để xây dựng kiến thức C m ơn 93 Phụ lục ĐỀ KIỂM TRA CHƢƠNG II Thời gian: 30 phút Câu 1: Gọi F1, F2 độ lớn hai lực thành phần, F độ lớn hợp lực chúng Câu sau đúng? A F không nhỏ F1 F2 B F không F1 F2 C F luôn lớn F1 v F2 D Trong trường hợp: F1 − F2 ≤ F ≤ F1 + F2 Câu 2: Một hợp lực 2N tác dụng vào vật có khối lượng 2kg lúc đầu đứng yên, khoảng thời gian 2s Đoạn đường mà vật khoảng thời gian là: A 8m B 2m C 1m D 4m Câu 3: Một bóng có khối lượng 500g nằm mặt đất bị đá lực 200N Nếu thời gian bóng tiếp xúc với bàn chân 0,02s bóng bay với tốc độ bằng: A 0,008m/s B 2m/s C 8m/s D 0,8m/s Câu 4: Cho hai lực đồng qui có độ lớn 600N Hỏi góc lực hợp lực có độ lớn 600N A.α=00 94 Câu 5: Một chất điểm đứng yên tác dụng lực 12N,20N,16N Nếu bỏ lực 20N hợp lực lực cịn lại có độ lớn bao nhiêu? A 4N B 20N C 28N D Chưa thể kết luận Câu 6: Một chật điểm đứng yên tác dụng lực 6N,8N 10N Hỏi góc hai lực 6N 8N bao nhiêu? A 300 B 450 Câu 7: Một vật chịu lực tác dụng Lực F1 F2 50N hướng phía Bắc, lực F3 70N hướng phía Tây, lực F4 = 90N hướng phía Nam Độ lớn hợp lực tác dụng lên vật bao nhiêu? A 50N B 170N C 131N D 250N Câu 8: Một vật có trọng lượng P đứng cân nhờ dây OA làm với trần góc 600 OB nằm ngang Độ lớn lực căngT1 dây OA bằng: A P C Câu 9: Phân tích F thành hai thành phần F1 & F2 theo hai phương OA OB hình Độ lớn hai lực thành phần lần là: A F1=F2=F B F1 =F2 = 1,15 F C F1 = F2 =0,5 F C F1 = F2 = 0,58F 95 Câu 10: Hành khách ngồi xe ôtô chuyển động, xe bất ngờ rẽ sang phải Theo quán tính hành khách sẽ: A nghiêng sang phải B nghiêng sang trái C ngả người phía sau D chúi người phía trước Câu 11: Chọn câu phát biểu A Nếu khơng có lực tác dụng vào vật vật khơng chuyển động B Lực tác dụng hướng với hướng biến dạng C Vật chuyển động theo hướng lực tác dụng D Nếu có lực tác dụng lên vật vận tốc vật bị thay đổi Câu 12: Đại lượng đặc trưng cho mức quán tính vật là: A trọng lương B khối lượng C vận tốc D lực Câu 14: Trong cách viết công thức định luật II Niu - tơn sau đây, cách viết đúng? A − F = ma B F = ma C F = −ma D F = ma Câu 15: Một vật chuyển động với vận tốc 3m/s Nếu nhiên lực tác dụng lên A vật tiếp tục chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 3m/s B vật chuyển động chậm dần dừng lại C vật đổi hướng chuyển động D vật dừng lại 96 Câu 16: Chọn câu trả lời Vật khối lượng m 2kg đặt mặt sàn nằm ngang kéo nhờ lực F hình ,F hợp với mặt sàn góc α 600 có độ lớn F = 2N Bỏ qua ma sát Độ lớn gia tốc m chuyển động : A.1 m/s2 B.0,5 m/s2 C.0,85 m/s2 D.0,45 m/s2 Câu 17: Chọn câu Dưới tác dụng lực F1 ,một vật có khối lượng m chuyển động với gia tốc 2m/s2 Một lực F2 có độ lớn với lực F1 xuất tác dụng theo phương vng góc với quỹ đạo vật Gia tốc vật có độ lớn ? A m/s2 B 3,5 m/s2 C 2,83 m/s2 D m/s2 Câu 18: Một xe tải chở hàng có tổng khối lượng xe hàng tấn, khởi hành với gia tốc 0,3 m/s² Khi không chở hàng xe tải khởi hành với gia tốc 0,6 m/s² Biết lực tác dụng vào ô tô hai trường hợp Khối lượng xe lúc không chở hàng A 1,0 B 1,5 C 2,0 D 2,5 Câu 19: Chọn câu trả lời Một vật có khối lượng 20kg, bắt đầu chuyển động tác dụng lực kéo , quãng đường s thời gian 10s Đặt thêm lên vật khác có khối lượng 10kg Để quãng đường s với lực kéo nói ,thời gian chuyển động phải ? A.t/ = 12,25s B t/ = 12,5s C t/ = 12,75s 97 / D t = 12,95s Câu 20: Một đoàn tàu hỏa có 10 toa có khối lượng (kể đầu máy) chạy với gia tốc m/s2 , toa cuối tách khỏi đồn tàu Giả sử lực tác dụng vào vào đoàn tàu giữ nguyên, gia tốc phần lại (phần đầu) đoàn tàu là: A.10/3 m/s2 B 10/6 m/s2 C 6/10 m/s2 D m/s Câu 21: Chọn câu Sai.Lực phản lực có đặc điểm: A ln xuất đồng thời B có giá,cùng độ lớn,ngược chiều C khơng cân chúng đặt vào hai vật khác D ln cân chúng đặt vào vật Câu 22: Biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn là: A Fhd = G C Fhd = G Câu 23: Lực hấp dẫn hai vật thay đổi khối lượng vật tăng lên lần khoảng cách chúng giảm phân so với lúc đầu? A tăng 64 lần B.tăng 32 lần C giảm 32 lần D giảm 64 lần Câu 24: Một lò xo giữ cố định đầu Khi kéo vào đầu lực 1,8 N có chiều dài 17 cm, lực kéo 4,2 N có chiều dài 21 cm Độ cứng chiều dài tự nhiên lò xo là: 98 A 60 N/m 14 cm B 0,6 N/m 19 cm C 20 N/m 19 cm D 20 N/m 14 cm Câu 25: Người ta treo vật có khối lượng 0,3kg vào đầu lị xo (đầu cố định), lị xo dài 31 cm Khi treo thêm vật 200g lị xo dài 33 cm Lấy g =10m / s2 Độ cứng lò xo là: A 9, N / m /m B 1N / m C 100 N D Kết khác Câu 26: Chọn câu trả lời Một khúc gỗ có khối lượng 0,5kg đặt sàn nhà nằm ngang.người ta truyền cho vận tốc đầu m/s Hệ số ma sát trượt khúc gỗ sàn nhà 0,25.Lấy g =10m/s2 Tính thời gian khúc gỗ từ lúc bắt đầu chuyển động dừng lại quãng đường mà A 2s ;4,5m 5m B.2,5 s ;5 m D.2,5 s ;4,5m C.2 s ; Câu 27: Một vật trượt quãng đường s =48m dừng lại Biết lực ma sát trượt 0,06 trọng lượng vật g =10m/s2.Cho chuyển động vật chuyển động chậm dần Vận tốc ban đầu vật : A.v0 =7,589 m/s =0,7589 m/s B v0 =75,89 m/ C v0 D.Một giá trị khác Câu 28: Một vật nặng 4,0kg gắn vào dây thừng dài 2m Nếu vật quay tự thành vòng tròn quanh trục thẳng đứng gắn với đầu dây sức căng dây căng tối đa vật có vận tốc 5m/s? A 5,4N B 10,8N C 21,6N D 50N Câu 29: Ở đoạn đường vòng, mặt đường nâng lên bên Việc làm nhằm mục đích kể sau đây? A Giới hạn vận tốc xe C Tăng lực ma sát B Tạo lực hướng tâm D Cho nước mưa dễ dàng 99 Câu 30: Một ơtơ có khối lượng 1200kg chuyển động qua đoạn cầu vượt (coi cung trịn) với tốc độ có độ lớn 36km/h Biết bán kính cong đoạn cầu vượt 50m Lấy g = 10m/s2 Áp lực ôtô vào mặt đường điểm cao theo đơn vị kN: A 119,5 B 117,6 C 14,4 100 D 9,6 ... “ĐỘNG LỰC HỌC” NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG 2.1 Quy trình thiết kế hoạt động học chƣơng ? ?Động lực học chất điểm” Để xây dựng hoạt động học nhằm phát triển lực vật. .. 2 .Thiết kế hoạt động học nội dung ? ?Động lực học? ? ?nhằm phát triển lực Vật lí học sinh Trung học phổ thông - Chương Thực nghiệm sư phạm CHƢƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG... 2.3 Thiết kế hoạt động học tập nội dung ? ?Động lực học? ?? nhằm phát triển lực vật lí học sinh 45 2.3.1 Tổng quan chương “ Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 .45 2.3.2 Thiết kế hoạt động