Khai thác và sử dụng thí nghiệm trong dạy học chương “cơ học” vật lí 8 theo hướng phát triển năng lực thực nghiệm của học sinh

Đ I H CăĐẨăNẴNG TR NG Đ I H CăS ăPH M HUǵNH NG C HU H NG KHAIăTHỄCăVẨăS ăD NGăTHệăNGHI Mă TRONGăD YăH CăCH V TăLệă8ăTHEOăH NGăắC ăH CẰăNGăPHỄTăTRI Nă NĔNGăL CăTH CăNGHI Mă C AăH CăSINHă LU NăVĔNăTH CăSƾ LÝ LU N VÀ PPDH B MÔN V T LÍ ĐẨăNẴNG ậ NĔMă2020 Đ I H CăĐẨăNẴNG TR NGăĐ I H CăS ăPH M HUǵNH NG C HU H NG KHAIăTHỄCăVẨăS ăD NGăTHệăNGHI Mă TRONGăD YăH CăCH V TăLệă8ăTHEOăH NGăắC ăH CẰăNGăPHỄTăTRI Nă NĔNGăL CăTH CăNGHI Mă C AăH CăSINHă Ngành: Lý lu n PPDH B môn V t lí Mã s : 8.14.01.11 Ng iăh ng d n khoa h c: PGS.TS NGUY N TH NH ĐẨăNẴNG ậ NĔMă2020 ĐẨăNẴ ậ NĔMă2019 CÁC CH VI T T TăTRONGăĐ TÀI TT Ch vi t t t Ý nghƿa DH D yh c PP TN Thí nghi m GV Giáo viên HS H c sinh TB Trung bình NL Nĕngăl c BTTTN Bài t p thí nghi m Ph ngăpháp M CL C M Đ U 12 Lý ch năđ tài 12 T ng quan v năđ nghiên c u 14 M c tiêu nghiên c u 16 Gi thuy t khoa h c 16 5.ăĐ iăt ng ph m vi nghiên c u 16 Nhi m v nghiên c u 16 7.ăPh ngăphápănghiênăc u 17 7.1.ăPh ngăphápănghiênăc u lý thuy t 17 7.2.ăPh ngăphápănghiênăc u th c ti n 17 7.3ăPh ngăphápăth c nghi măs ăph m 17 7.4.ăPh ngăphápăx lý th ng kê toán h c 17 8.ăĐóngăgópăc aăđ tài 17 C u trúc c a lu năvĕn 17 Ch ngă1.ăC ăS LÝ LU N VÀ TH C TI N KHAI THÁC VÀ S D NG THÍ NGHI M TRONG D Y H C V TăLệăTHEOăH NG PHÁT TRI NăNĔNGăL C TH C NGHI M C A H C SINH 19 TR NG TRUNG H CăC ăS 19 1.1.ăNĕngăl c th c nghi m 19 1.1.1 Khái ni mănĕngăl c th c nghi m 19 1.1.2 C uătrúcănĕngăl c th c nghi m 19 1.2 Phát tri nănĕngăl c th c nghi m c a h c sinh d y h c V t lí 21 1.2.1 T m quan tr ng c a vi c phát tri nănĕngăl c th c nghi m c a h c sinh d y h c V t lí tr ng ph thơng 21 1.2.3 M t s bi u hi n c aăng i có nĕngăl c th c nghi m 25 1.3 Khai thác s d ng thí nghi m d y h c V tălỦătheoăh ng phát tri n nĕngăl c th c nghi m c a h c sinh tr ng THCS 25 1.3.1 Khái ni m thí nghi m V t lý 25 1.3.2 Các lo i thí nghi măđ c s d ng d y h c V t lý 26 1.3.3 S c n thi t khai thác s d ng thí nghi m 27 1.3.4 M t s yêu c u khai thác s d ng thí nghi m 28 1.3.5 Khai thác s d ng thí nghi m d y h c ki n th c m i 28 1.3.6 Khai thác s d ng thí nghi m ti t th c hành thí nghi m 30 1.4 Th c tr ng c a vi c khai thác s d ng thí nghi m d y h c V t lý theo h ng phát tri nănĕngăl c th c nghi m c a h c sinh tr ng THCS 35 1.4.1 K t qu u tra qua ý ki n c a giáo viên 36 1.4.2 K t qu u tra qua ý ki n c a h c sinh 36 1.4.3 Nguyên nhân c a th c tr ng 37 1.5 Các bi n pháp khai thác s d ng thí nghi m d y h c V tălỦătheoăh ng phát tri nănĕngăl c th c nghi m c a h c sinh tr ng THCS 38 1.5.1 Bi năphápă1:ăTĕngăc ng s d ngăph ngăphápăth c nghi m d y h c v t lý 38 1.5.2 Bi năphápă2:ăTĕngăc ng thi t k ch t o thí nghi m t t o d y h c V t lý 40 1.5.3 Bi năphápă3:ăTĕngăc ng s d ng t p thí nghi m d y h c V t lý 42 K T LU NăCH Ch NGă1 44 ngă2.ăPHỄTăTRI NăNĔNGăL C TH C NGHI M C A H C SINH TRONG D Y H CăCH NGăắC ăH CẰăậ V T LÍ B NG KHAI THÁC VÀ S D NG THÍ NGHI M 45 2.1.ăPhơnătíchăch ngăắC ăh cẰăv t lí 45 2.1.1 V trí, m cătiêuăch 2.1.2 C uătrúcăch 2.1.3 ngăắC ăh cẰăv t lí 45 ngăắC ăh cẰăv t lý 46 ng d ng c aăắC ăh cẰăv t lý vào th c ti n 47 2.2 Tình hình khai thác s d ng thí nghi m d y h căch ngăắC ăh cẰăV t lý 49 2.3 Khai thác s d ng thí d y h căch ngăắC ăh cẰăV t lý 53 2.3.1 Thí nghi m chuy năđ ngăđ u ậ Chuy năđ ngăkhôngăđ u 53 2.3.2 Thí nghi m bi u di n l c 54 2.3.3 Thí nghi m s cân b ng l c ậ quán tính 55 2.3.4 Thí nghi m l c ma sát 57 2.3.5 Thí nghi m áp su t ch t l ng 58 2.3.6 Thí nghi m bình thơng 59 2.3.7 Thí nghi m áp su t khí quy n 60 2.3.8 Thí nghi m l căđẩy Ác-si-mét 61 2.3.9 Thí nghi măđ nh lu t v cơng 64 2.3.10 Thí nghi m s chuy n hóa b oătoƠnăc ănĕng 65 2.4 Thi t k thí nghi m t t oătrongăch ngăắC ăh cẰăV t lý 66 2.4.1 Thí nghi m bi u di n l c 66 2.4.2 Thí nghi m l c ma sát 68 2.4.3 Thí nghi m áp su t 69 2.4.4 Thí nghi m áp su t ch t l ng 71 2.4.5 Thí nghi m áp su t khí quy n 71 2.4.6 Thí nghi m l căđẩy Ác ậ si - mét 74 2.4.7 Thí nghi m nghi m l i l căđẩy Ác ậ si - mét 75 2.4.8 Thí nghi m s n i 79 2.4.9 Thí nghi măđ nh lu t v cơng 80 2.5 Bài t p thí nghi mătrongăch ngăắC ăh cẰăV t lý 84 2.6 Thi t k ti n trình d y h căch ngăắC ăh cẰăv tălỦă8ătheoăh ng phát tri n nĕngăl c th c nghi m c a h c sinh 86 2.6.1 Ti n trình d y h c L c ma sát 86 2.6.2 Ti n trình d y h c Th c hành: Nghi m l i l căđẩy Acsimet 96 2.6.3 Ti n trình d y h c Bài t p thí nghi m Áp su t ậ S n i 102 2.7 Thi t k b ngărubricăđánhăgiáăm căđ bi u hi n c a hành vi thu c thành t c a NL th c nghi măđ i v i t ng h c 109 K T LU NăCH Ch NGă2 110 ngă3.ăTH C NGHI MăS ăPH M 111 3.1 M căđíchăvƠănhi m v c a th c nghi m 111 3.1.1 M căđíchăc a th c nghi măs ăph m 111 3.1.2 Nhi m v c a th c nghi măs ăph m 111 3.2.ăĐ iăt ngăvƠăph 3.2.1ăĐ iăt 3.2.2.ăPh ngăphápăth c nghi măs ăph m 112 ng c a th c nghi măs ăph m 112 ngăphápăc a th c nghi măs ăph m 112 3.3 N i dung c a th c nghi măs ăph m 113 3.3.1 Th iăđi m ti n hành th c nghi măs ăph m 113 3.3.2 Chuẩn b cho th c nghi măs ăph m 113 3.4.ăĐánhăgiáăk t qu th c nghi măs ăph m 114 3.4.1.ăTiêuăchíăđánhăgiá 114 3.4.2.ăĐánhăgiá,ăx p lo i 118 3.4.3 K t qu th c nghi măs ăph m 121 3.4.4 X lí, th ng kê k t qu th c nghi m 129 K T LU NăCH NGă3 142 K T LU N VÀ KI N NGH 143 DANH M C TÀI LI U THAM KH O 145 PH L C PL1 PH L C PL1 PH L C PL3 PH L C PL6 PH L C PL7 PH L C PL11 DANH M C B NG BI U, HÌNH V Danh m c b ng bi u S hi u b ng B ng 1.1 B ng 2.1 B ng 2.2 B ng 3.1 B ng 3.2 B ng 3.3 B ng 3.4 B ng 3.5 B ng 3.6 Tên b ng Tiêu chí ch tă l Trang ng hành vi c aă nĕngă l c th c nghi m Tình hình s d ng TN giáo khoa DH m t s ki n th căch ngăắC ăh cẰăl p Đ xu t m t s khâu s d ng TN DH m t s ki n th căch ngăắC ăh cẰăl p K t qu thuă đ c v NL th c nghi m c a HS ắL cămaăsátẰ K t qu thuă đ c v NL th c nghi m c a HS ắNghi m l iăđ nh lu tăAcsimetẰ K t qu thuă đ c v NL th c nghi m c a HS ắBƠiăt p thí nghi m Áp su t ậ S n iẰ L ng hóa m că đ đ tă đ c c a t ng hành vi NL th c nghi m Tiêuă chíă đánhă giáă cácă m că đ đ t c a NL th c nghi m c a HS Tiêuăchíăđánhăgiáăch tăl ng d y h căđ tăđ c c a HS 10 39 41 106 108 109 110 112 112 B ng 3.7 M căđ HSăđ tăđ c thành t qua th c nghi m 114 B ng 3.8 M c đ HSăđ tăđ c thành t qua th c nghi m 115 B ng 3.9 M căđ HSăđ tăđ c thành t qua th c nghi m 117 B ng 3.10 M căđ HSăđ tăđ c thành t qua th c nghi m 118 B ng 3.11 B ng 3.12 Các m căđ c a NL th c nghi mămƠăHSăđ tăđ c qua th c nghi m S l ng HS theo m că đ đ tă đ c c a NL th c nghi m qua h c 120 120 B ng 3.13 B ng phân ph i th c nghi m ậ Bài ki m tra s 121 B ng 3.14 B ng phân ph i th c nghi m ậ Bài ki m tra s 121 PL12 b) T i ôtô, xe máy, máy công c sau th i gian s d ng ph iăthayăắd uẰăđ nh kì? BÀI KI M TRA S (30 phút) I Tr c nghi măkháchăquană(4đi m) Câu 1: L căđẩy Acsimet ph thu c vào A tr ngăl ng riêng c a ch t l ng c a v t B tr ngăl ng riêng c a ch t l ng th tích c a ph n ch t l ng b v t chi m chỗ C tr ngăl ng riêng th tích c a v t D tr ngăl ng c a v t th tích c a ph n ch t l ng b v t chi m chỗ Câu 2: Th m t viên bi s t vào m t c c Viên bi xu ng sâu A l căđẩy Acsimet tác d ngălênănóăcƠngătĕng,ăápăsu tăn c tác d ngălênănóăcƠngătĕng B l căđẩy Acsimet tác d ng lên gi m, áp su tăn c tác d ngălênănóăcƠngătĕng C l căđẩy Acsimet tác d ngălênănóăkhơngăđ i, áp su tăn c tác d ngălênănóăcƠngătĕng D l că đẩy Acsimet tác d ngă lênă nóă khôngă đ i, áp su tă n c tác d ng lên khơng đ i Câu 3: L căđẩy Acsimet có th tác d ng lên v tănƠoăd iăđơy? A V t chìm hồn tồn ch t l ng B V tăl ăl ng ch t l ng C V t n i mặt ch t l ng D C baătr Câu 4: Đi u ki năđ m t v tăđặc, không th măn A tr ngăl ng riêng c a v t b ng tr ngăl B tr ngăl ng riêng c a v t nh h nătr ngăl ng h p c, ch chìm m t ph nătrongăn ng riêng c aăn c ng riêng c aăn C l căđẩy Acsimet nh h nătr ngăl ng c a v t D l căđẩy Acsimet l năh nătr ngăl ng c a v t c c II T lu nă(6ăđi m) Câu 1: M t c n căđáăđ căđáătanăh t m c th n i m t c căđ ngăn c Ch ng minh r ng c c c không thayăđ i Câu 2: Cho d ng c sau: l c k ,ăbìnhăchiaăđ ,ăn c, m t v t nặng Hưyătìmăcáchăxácăđ nh v t nặng làm b ng nguyên li u nào? BÀI KI M TRA S I Tr c nghi măkháchăquană(4đi m) (45 phút) PL13 Câu 1: Áp l c c a m t v tăđ ng yên mặt phẳng nghiêng tác d ng lên mặt phẳng nƠyăcóăc ngăđ A b ng tr ngăl ng c a v t B nh h nătr ngăl ng c a v t C l năh nătr ngăl ng c a v t D b ng l c ma sát gi a v t mặt phẳng nghiêng Câu 2: Haiăng i có kh iăl ván di n tích S1,ăng ng l năl t m1 m2.ăNg i th nh t đ ng t m i th haiăđ ng t m ván di n tích S2 N u m2 = 1,2m1 S1 = 1,2S2 so sánh áp su tăhaiăng i tác d ng lên mặtăđ t ta có A p1 = p2 B p1 = 1,2p2 C p2 = 1,44p1 D p2 = 1,2p1 Câu 3: M t ng th y tinh hình tr đ ng ch t l ngă đangă đ că đặt thẳngă đ ng N u nghiêng ngăđiăsaoăchoăch t l ng không ch y kh i ng, áp su t ch t l ng gay đáyăbính A.ătĕng B gi m C.ăkhơngăđ i D b ng khơng Câu 4: Hi năt ngănƠoăsauăđơyădoăápăsu t khí quy n gây ra? A Q a bóng bàn b bẹp th vƠoăn c nóng s ph ngălênănh ăcũ B.ăSĕmăxeăđ păb măcĕngăđ ngồi tr i n ng có th b n C Dùng m t ng nh a nh có th hútăn c t c c vào mi ng D Th iăh iăvƠoăqu bóng bay, qu bóng bay s ph ng lên Câu 5: N u th m t chi c nh năđặc b ng b c vào th y ngân A nh n chìm db c > dth y ngân B nh n n i db c < dth y ngân C nh n chìm db c < dth y ngân D nh n n i db c > dth y ngân Câu 6: Hai v t có th tíchăđ xu ngăđáyăbình,ăv tă2ăl ăl ngătrongăn c th vào m tăbìnhăđ ngăn c N u g i P1 tr ngăl l căđẩy Acsimet tác d ng lên v t 1; P2 tr ngăl c V t chìm ng c a v t 1, F1 ng c a v t 2, F2 l căđẩy Acsimet tác d ng lên v t A F1 = F2 P1 > P2 B F1 > F2 P1 > P2 C F1 = F2 P1 = P2 D F1 < F2 P1 > P2 PL14 Câu 7: Dùng tay nh n m t qu c u rỗng b ng kim lo i xu ngă đáyă m tă bìnhă đ ng n c Khi b tay ra, qu c u t t n i lên n i m t ph n mặtăn c Hi năt ng x y A tr ngăl ng riêng c a ch t làm qu c u nh h nătr ngăl B l căđẩy Acsimet b ng tr ngăl ng qu c u,ăsauăđóăgi m d n t i b ng ng c a qu c u D l căđẩy Acsimet m iăđ u l năh nătr ngăl tr ngăl c ng c a qu c u C l căđẩy Acsimet m iăđ u l năh nătr ngăl tr ngăl ng riêng c aăn ng qu c u,ăsauăđó gi m d n t i nh h nă ng qu c u Câu 8: Vì lên cao áp su t quy n gi m? A Vì b dày c a khí quy n tính t măđoăápăsu t gi m B Vì m tăđ khí quy n gi m C Vì l c hút c aăTráiăĐ t lên phân t khơng khí gi m D C ba lí k II T lu nă(6ăđi m) Câu 1: T i m t thi c m ng vo tròn l i r i th xu ngă n thành thuy n th xu ngăn c chìm, cịn g p c l i n i? Câu 2: a)ăĐ nh ng chi c móc hút có th dính chặtăvƠoăt t ng hay t m kính u c u b mặt ng kính ph iănh ăth nào? T i sao? b) Bi t móc hút có di n tích b mặt 10cm2 đangăápăchặt vào mặt kính Áp su t khí quy n tác d ng lên móc 1atm Ta c n tác d ng m t l c b ngăbaoănhiêuăđ có th kéo r i móc hút kh i mặt kính c) N u khơng mu nădùngăđ n nhi u l căemăcóăcáchănƠoăkhácăđ tháo móc hút kh i kính khơng? Câu 3: Cho m t ng nh a dài 4m m t c că n t ngăcóăcùngăđ cao so v i mặtăđ t c.ă Hưyă xácă đ nhă haiă m ... ngăkhóăkhĕnăgặp đ i s ng Xu t phát t nh ng lý trên, tơi ch năđ tƠi:ă? ?Khai thác sử dụng thí nghiệm dạy học chương “Cơ học? ?? - Vật lí theo hướng phát triển lực thực nghiệm học sinh? ?? 14 T ng quan v năđ... chun đề thí nghiệm mở để bồi dưỡng lực thực nghiệm cho học sinh THPT chuyên” Theo tác gi ? ?năng lực thực nghiệm lực quan trọng học sinh cần hình thành phát triển thông qua dạy học vật lý Thực tế... khoa học kỹ thuật chưa thực quan tâm”.[5, tr.3] Đ ti p t c có nh ngăđóngăgóp? ?trong? ?nghiênăc uănƠy,ăđ tài lu năvĕnă? ?Khai thác sử dụng thí nghiệm dạy học chương “Cơ học? ?? Vật lý theo hướng phát triển