Xây dựng tài liệu hướng dẫn học sinh tự học chương các định luật bảo toàn vật lí lớp 10

ĐẠI HỌC QUÔC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ HOA HƯỜNG XÂY DỰNG TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN” VẬT LÍ LỚP 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI - 2014 ĐẠI HỌC QUÔC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ HOA HƯỜNG XÂY DỰNG TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ LỚP 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC ( BỘ MƠN VẬT LÍ) Mã số: 60.14.01.11 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐINH VĂN DŨNG HÀ NỘI – 2014 LỜI CẢM ƠN Luận văn tơi hồn thành Trường Đại học Giáo Dục - Đại học Quốc gia Hà Nội Để hoàn thành luận văn này, xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Cán quản lý thầy cô giáo Trường Đại học Giáo Dục - Đại học Quốc gia Hà Nội tham gia giảng dạy tạo điều kiện để tơi hồn thành khóa học Đặc biệt tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Đinh Văn Dũng tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn đồng chí Ban giám hiệu, thầy giáo em học sinh trường THPT Hai Bà Trưng - Thạch Thất- Hà Nội, tạo điều kiện tinh thần vật chất cho tơi q trình hoàn thành luận văn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè người thân tận tình giúp đỡ, động viên tơi hồn thành khố học luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng song chắn luận văn nhiều thiếu sót, tơi mong nhận bảo đóng góp ý kiến bổ sung thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để luận văn hồn thiện có ý nghĩa thực tế Xin trân trọng cảm ơn ! Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2014 Học viên Nguyễn Thị Hoa Hường i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh LG Lời giải NXB Nhà xuất SGK Sách giáo khoa TB Trung bình TL Trả lời THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm YC Yêu cầu ii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Danh mục viết tắt ii Mục lục iii Danh mục bảng biểu vi Danh mục sơ đồ vii MỞ ĐẦU Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Bản chất hoạt động dạy học 1.2 Quan điểm đổi phương pháp dạy học 1.2.1 Phương hướng chiến lược đổi phương pháp dạy học 1.2.2 Phương pháp dạy học tích cực 1.3 Tự học 1.3.1 Khái niệm tự học 1.3.2 Quan điểm tự học nhà trường phổ thông 10 1.3.3 Các hình thức tự học 10 1.3.4 Vai trò tự học 14 1.3.5 Chu trình tự học học sinh 15 1.3.6 Các kĩ tự học cần rèn luyện học sinh 16 1.4 Tài liệu hướng dẫn tự học 17 1.5 Tổ chức hướng dẫn tự học 18 1.5.1 Hướng dẫn tự học giáo viên 18 1.5.2 Hoạt động tự học học sinh 18 1.5.3 Nguyên tắc tổ chức hướng dẫn học sinh tự học 19 1.6 Thực tiễn hoạt động tự học Vật lí học sinh việc hướng dẫn học sinh tự học giáo viên trường THPT 19 1.6.1 Mục đích việc điều tra 19 1.6.2 Phương pháp điều tra 19 1.6.3 Kết việc điều tra 20 Kết luận Chương 24 iii Chương 2: XÂY DỰNG TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC 25 2.1 Đặc điểm chương "Các định luật bảo toàn" 25 2.2 Các kiến thức chương 25 2.2.1 Các khái niệm 25 2.2.2 Các đại lượng 26 2.2.3 Các định luật 27 2.2.4 Các định lí 27 2.3 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “ Các định luật bảo toàn” .28 2.4 Cấu trúc tài liệu hướng dẫn tự học cho nội dung chương “Các định luật bảo tồn” Vật Lí 10 29 2.5 Nội dung tài liệu hướng dẫn học sinh tự học chương"Các định luật bảo tồn" Vật lí 10 29 2.5.1 Tài liệu hướng dẫn học sinh tự học 23: ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG 29 2.5.2 Tài liệu hướng dẫn học sinh tự học 24: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT 39 2.5.3 Tài liệu hướng dẫn học sinh tự học 25: ĐỘNG NĂNG 46 2.5.4 Tài liệu hướng dẫn học sinh tự học 26: THẾ NĂNG 53 2.5.5 Tài liệu hướng dẫn học sinh tự học 27: CƠ NĂNG 61 Kết luận Chương 69 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 70 3.1 Mục đích thực nghiệm 70 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 70 3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 70 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 70 3.5 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 71 3.6 Kết thực nghiệm sư phạm 71 3.6.1 Cơ sở để đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 71 3.6.2 Đánh giá định tính kết thực nghiệm sư phạm 72 3.7 Kết thực nghiệm sư phạm 73 3.7.1 Thống kê kết kiểm tra 10 phút chương “Các định luật bảo toàn) 73 iv 3.7.2 So sánh kết kiểm tra 10 phút hai lớp thực nghiệm đối chứng 78 3.8 Kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức học sinh sau học xong chương” Các định luật bảo toàn” 79 3.8.1 Mục đích kiểm tra 79 3.8.2 Ma trận đề kiểm tra 79 3.8.3 Đề kiểm tra 45 phút chương" Các định luật bảo toàn" 79 3.8.4 Xử lí kết kiểm tra 45 phút phương pháp thống kê toán học 86 Kết luận Chương 90 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 91 Kết luận 91 Khuyến nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC 95 v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1 Nội dung hướng dẫn tự học Bảng 2.2 Nội dung hướng dẫn tự học 30 Bảng 2.3 Nội dung hướng dẫn tự học 40 Bảng 2.4 Nội dung hướng dẫn tự học Bài 26: Thế 47 Bảng 2.5 Nội dung hướng dẫn tự học Bài 27: Cơ Bảng 3.1 Thống kê kết kiểm tra 10 phút 54 62 Bảng 3.2 Thống kê kết kiểm tra 10 phút 73 Bảng 3.3 Thống kê kết kiểm tra 10 phút 74 Bảng 3.4 Thống kê kết kiểm tra 10 phút 75 Bảng 3.5 Thống kê kết kiểm tra 10 phút 76 77 Bảng 3.6 Bảng tổng hợp kết kiểm tra 10 phút hai lớp thực nghiệm đối chứng Bảng 3.7 Ma trận đề kiểm tra 45 phút chương" Các định luật bảo toàn" Bảng 3.8 Đáp án kiểm tra 45 phút Bảng 3.9 Thống kê điểm kiểm tra 45 phút Bảng 3.10 Xử lí kết để tính tham số Bảng 3.11 Tổng hợp tham số x , S2, S, V Bảng 3.12 Tính tần suất i tần suất luỹ tích hội tụ lùi i i 78 79 85 86 87 87 88 vi DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 2.1 Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” 28 Sơ đồ 3.1 Đồ thị đường phân bố tần suất 89 Sơ đồ 3.2 Đồ thị đường phân bố tần số luỹ tích ( hội tụ lùi ) 89 vii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Với tốc độ phát triển khoa học công nghệ ngày cao, địi hỏi người ln tự trau dồi, bổ sung kiến thức để ngày hoàn thiện thân, nhu cầu tự học trở thành yếu tố tất yếu cá nhân Hiện tồn ngành giáo dục thực q trình đổi nội dung phương pháp giảng dạy nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao xã hội Như vậy, việc giảng dạy Vật lí trường phổ thơng cần có đổi để thay đổi truyền thụ từ người giáo viên học sinh(HS) nhận kiến thức cách chiều Dạy học môn khoa học nhà trường khơng đơn giúp cho HS có số kiến thức cụ thể Điều quan trọng hết trình dạy học tri thức cụ thể rèn luyện cho HS tiềm lực để trường HS tiếp tục tự học tập, có khả nghiên cứu, tìm tịi, sáng tạo, giải vấn đề, đáp ứng đòi hỏi đa dạng hoạt động thực tiễn không ngừng phát triển Việc nắm vững kiến thức Vật Lí trường phổ thơng khơng hiểu chất, nội dung định luật, tượng thuyết mà cần khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn Như vậy, người HS cần phải có kỹ năng, kỹ xảo việc thực hành, thí nghiệm, việc giải tập định tính định lượng nhằm giúp cho HS nắm vững kiến thức HS cần quan tâm, tìm hiểu sâu chất Vật Lí vấn đề việc vận dụng vào thực tiễn, biến đổi kiến thức từ sách thành kiến thức cá nhân Vì người Giáo viên(GV) có phương pháp nhằm phát huy tính tự lực tạo điều kiện để HS sáng tạo, từ hình thành cho HS lịng u thích, đam mê khoa học Chúng ta dạy người khác điều Chúng ta giúp họ phát điều thân họ Một phương pháp làm điều đó, phương pháp giúp HS tự lực học tập Theo đó: m v Và tan Để tính vận tốc mảnh sau nổ ta áp dụng công thức: v1'2 v12 2gh v1 v1'2 2gh 902 2.10.80 80,62m / s mv m1 m2 v0 Từ (2) ta tính được: m1v1 m m v Từ (3), ta có: => Như sau viên đạn bị vỡ, mảnh thứ bay theo phương xiên lên hợp với phương ngang góc 640 97 Phụ lục 2: Hướng dẫn trả lời phiếu học tập (Bài 24: Công Công suất) Bài 1: Chọn hệ tọa độ Oxy hình vẽ Vì: P1x a P2 nên vật B chuyển động xuống, vật x A chuyển động lên Khi vật A dược quãng đường l = m vật B xuống đoạn h = l = m Công trọng lực P2 bằng: A2 P2 h m2 gl 40J Gọi h1 , h2 độ cao A lúc đầu lúc sau, công trọng lực P1 A1 P1 h1 h2 m1g h1 h2 Vì vật A lên nên ta có: Do đó: A1 m1gl sin h2 h1 l sin 20J Vậy công trọng lực hệ : A A1 A2 40 98 20 20J Phụ lục 3: Hướng dẫn trả lời phiếu học tập (Bài 25: Động năng) Bài 1: a) Xác định AP ; Ams AB Ta có: Ap mgh Ams 2.10.1 20J mgs.cos Trong sin Thay vào ta được: b) Tìm vB ? Theo định lí động năng: m v2 vA2 B vB c) Xét đoạn đường BC: Theo đề ta có vC Theo định lí động năng: - ’mgsBC = - vA 2ms AF Ams 99 Phụ lục 4: Hướng dẫn trả lời phiếu học tập (Bài 26: Thế năng) Bài 1: a, Áp dụng cơng thức tính đàn hồi: Wt = kx2/ => k b, Áp dụng cơng thức tính đàn hồi: Wt = kx2/ c, Áp dụng công thức định lí biến thiên năng: ∆W t = Wt1 - Wt2 = AP Bài 2: Tính gia tốc vật =>a Tính quãng đường mà vật chuyển động sau lên đến độ cao cực đại => s= hmax 100 Phụ lục 5: Hướng dẫn trả lời phiếu học tập (Bài 27: Cơ ) Bài 1: Chọn gốc mặt đất a) Tìm hmax Cơ vị trí ném A: Gọi B vị trí cao mà vật đạt : Cơ vật B : Theo định luật bảo toàn : W W mgh hmax vA2 hA 1,25 10 11,25m 2g b) Tính vận tốc vật thời điểm vật có động WđC = WtC => WC = WđC + WtC = 2WđC Theo định luật bảo toàn năng: W W C B c) Tìm tồn phần vật, biết khối lượng vật m = 200 g W WB mghmax 0, 2.10.11,25 22,5J Bài 2: - Vật chịu tác dụng lực: + Trọng lực P + Lực căng dâyT - Vật chuyển động trường lực thế, ta áp dụng định luật bảo tồn để giải tốn Ngồi ta giải định lí động a) Chọn gốc vị trí cân (vị trí thấp vật) Viết biểu thức định luật bảo toàn cho vị trí góc 450 vị trí cân Với : 101 b) Khi cần tính đến lực căng dây T, ta phải áp dụng lại Định luật II Niu tơn cho vật vị trí cần tính - Chú ý vật chuyển động tròn với gia tốc hướng tâm, hợp lực trọng lực lực căng lực hướng tâm - Viết biểu thức định luật II Niu tơn cho vật vị trí cân B: P T maB - Chiếu phương trình lên trục hướng tâm BO: T maht 102 Phụ lục 6: Phiếu điều tra việc tự học học sinh Các em trả lời câu hỏi bảng sau cách đánh dấu X vào cột bên cạnh ý kiến mà em cho Mục đích học tốt để: A Có kiến thức B Vui lịng cha mẹ C Bạn bè kính nể D Tìm việc làm sau E Ý kiến khác Thời gian tự học ngày A Khoảng B Khoảng 4giờ C Khoảng D Khoảng trở lên E Không học Tài liệu tự học u thích có hiệu nhất: A SGK, SBT, SBT nâng cao B Vở ghi giảng C Mạng Internet Việc học trước đến lớp A Có B Thường xuyên 103 C Thỉnh thoảng D Khơng E Khơng có ý kiến Kiến thức thu nhờ tự học so với lớp: A Nhiều B Tương đương C Ít D Khơng rõ Tác dụng tự học kết học tập: A Khoảng 50% B Nhiều so với học lớp C Không đáng kể 13 Khi đọc sách, em thường gặp khó khăn: A Khơng nhớ hết nội dung B Khơng đủ thời gian C Khó hiểu D Khơng biết nên ghi nhận điều 14 Em có giáo viên hướng dẫn cách tự học khơng? A Có B Khơng C Khơng có ý kiến 104 15 Hình thức tự học mà em thích là: A Học B Học với bạn thân lớp C Học theo nhóm phân cơng D Khơng rõ 105 Phu lục 7: Phiếu điều tra giáo viên vấn đề tự học học sinh Quý thầy xin vui lịng cho biết ý kiến vấn đề tự học học sinh cách đánh dấu X vào cột bên cạnh ý kiến tán đồng Quan niệm thầy cô cách tự học nhà học sinh A Đọc sách GK cũ B Xem thêm tài liệu tham khảo C Học thuộc vừa học D Ý kiến khác Để thúc đẩy học sinh tự học, giáo viên nên A Yêu cầu HS đọc trước trước đến lớp B Yêu cầu HS học thuộc vừa học làm đầy đủ tập giao C Yêu cầu HSđọc thêm tài liệu liên quan học Internet, sách báo D Yêu cầu HS tự mua thêm SBT nâng cao để làm thêm tập sách Đánh giá khả tự học học sinh, giáo viên thường: A Kiểm tra cũ, kiểm tra tập giao 106 B Yêu cầu HS đọc đoạn SGK kiểm tra cách đặt câu hỏi C Ra đề kiểm tra có câu nâng cao ngồi SGK D Đặt câu hỏi mở rộng liên quan đến học E Ý kiến khác Biện pháp tổ chức hoạt động tự học nhà cho học sinh A Hướng dẫn lập kế hoạch học B Hướng dẫn HS tự tóm tắt kiến thức bài, chương C Hướng dẫn HS cách đọc sách D Hướng dẫn HS cách tự giải tập E Tổ chức cho HS thảo luận vấn đề tự đọc, tự nghiên cứu 107 ... trúc tài liệu hướng dẫn tự học cho nội dung chương ? ?Các định luật bảo tồn” Vật Lí 10 Tên tài liệu A Mục tiêu học B Thiết kế nội dung hướng dẫn học sinh tự học C Các phiếu học tập hướng dẫn học sinh. .. dung chương “ Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 - Thiết kế tài liệu hướng dẫn HS tự học chương “ Các định luật bảo tồn” Vật lí 10 - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu tài liệu hướng dẫn HS tự học. .. trúc tài liệu hướng dẫn tự học cho nội dung chương ? ?Các định luật bảo tồn” Vật Lí 10 29 2.5 Nội dung tài liệu hướng dẫn học sinh tự học chương" Các định luật bảo tồn" Vật lí 10