DOG HOC CD

C¬ häc nghiªn cøu vÒ chuyÓn ®éng cña vËt trong kh«ng gian theo thêi gian víi vËn tèc bÐ so víi vËn tèc ¸nh s¸ng ®îc gäi lµ c¬ häc cæ ®iÓn.. §èi víi cïng mét chuyÓn ®éng, nÕu hai ngêi qua[r]

lời cảm ơn

Tụi xin by tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hớng dẫn khoa học

GS.TS Phạm Hữu Tịng tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn

này.

Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo tổ môn Phơng

pháp giảng dạy, thầy cô khoa Vật lý, phòng Quản lý khoa học

Trờng Đại học S phạm Hà Nội tạo điều kiện cho tơi q trình

học tập nghiên cứu.

Tơi xin cảm ơn giáo Phạm Vũ Bích Hằng thầy cô tổ Vật lý

trờng THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam ủng hộ giúp đỡ tơi trong

q trình hồn thành luận văn.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 12 năm 2006

tác giả

các chữ viết tắt luận văn

Nhà xuất : NXB

Trung häc c¬ së : THCS

Trung học phổ thông : THPT

Sách giáo khoa : SGK

Giáo viên : GV

Học sinh : HS

ThÝ nghiÖm : TN

Mở đầu

1 Lớ chn đề tài

Chúng ta sống kỉ XXI, kỉ tri thức khoa học công nghệ cao động lực thúc đẩy mạnh mẽ cho phát triển kinh tế kinh tế toàn cầu Đầu t vào ngời, cho ngời để từ phát triển kinh tế phát triển xã hội vấn đề chiến lợc nhiều quốc gia giới

Trong năm gần đây, Bộ Giáo dục đào tạo với chuyên gia Vật lý biên soạn sách giáo khoa cho khối từ Trung học sở Trung học phổ thông Các sách hoàn chỉnh đợc chuyên gia đầu ngành đóng góp nhiều ý kiến Đồng thời Bộ Giáo dục tổ chức đợt tập huấn chơng trình sách giáo khoa cho cán cốt cán tỉnh trờng Đại học Cao đẳng S phạm nớc, nhằm hoàn thiện sách giáo khoa Riêng môn Vật lý Phổ thông trung học đợc đặc biệt quan tâm Hiện Vật lý lớp 10 có hai sách hai nhóm tác giả Đồng thời lại có hai chơng trình Vật lý lớp 10 Vật lý lớp 10 nâng cao Nghiên cứu hai sách giới hạn Chơng I “Động học chất điểm”, đồng thời sâu vào để thiết kế tiến trình hoạt động dạy học chơng theo định hớng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ học sinh vấn đề cần thiết cấp bách giai đoạn Vì vậy, với mong muốn đóng góp phần nhỏ vào việc đổi phơng pháp dạy học nâng cao chất lợng hiệu dạy học, chọn đề tài “Thiết kế nội dung tiến trình hoạt động dạy học ch-ơng “Động học chất điểm” theo định hớng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ học sinh”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng đợc nội dung sơ đồ logic tiến trình nhận thức khoa học Chơng Động học chất điểm số kiến thức cụ thể nh độ dời, tốc độ trung bình, tốc độ tức thời, vectơ vận tốc tức thời để từ thiết kế nội dung tiến trình dạy học chi tiết “Tính tơng đối chuyển động Công thức cộng vận tốc”, đáp ứng đợc yêu cầu phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ học sinh cách lôi học sinh tham gia vào tiến trình tìm tịi giải vấn đề trình chiếm lĩnh tri thức

3 Đối tợng nghiên cứu

Ni dung chng trỡnh hoạt động dạy học giáo viên học sinh theo tiến trình dạy học kiến thức Chơng Động học chất điểm (Sách giáo khoa vật lí 10 chuẩn nâng cao)

4 Gi¶ thuyÕt khoa häc

nhận thức tích cực, tự chủ học sinh trình tham gia tìm tòi giải vấn đề chiểm lĩnh tri thức khoa học

5 NhiƯm vơ nghiªn cøu:

Để đạt đợc mục đích đề đề tài có nhiệm vụ cụ thể sau:

+ Nghiên cứu quan điểm đại dạy học, nghiên cứu sở lí luận việc tổ chức q trình dạy học theo tiến trình khoa học giải vấn đề Cụ thể nghiên cứu sở lí luận thiết kế tiến trình dạy học, tổ chức tình học tập định hớng hoạt động học nhằm phát triển tính tích cực, tự chủ học sinh trình chiếm lĩnh tri thức

+ Nghiên cứu t tởng đạo, mục tiêu hai sách giáo khoa Vật lí 10 Vật lí 10 nâng cao, đặc biệt chơng “Động học chất điểm”

+ Nghiên cứu tài liệu khoa học chơng động học chất điểm Vật lí 10 Vật lí 10 nâng cao tài liệu có liên quan nhằm xác định nội dung kiến thức kĩ học sinh cần nắm vững Thiết lập sơ đồ cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng kiến thức “Tính tơng đối chuyển động Công thức cộng vận tốc” đơn vị kiến thức cụ thể đơn vị kiến thức có liên quan khác nh chuyển động chất điểm, độ dời, quỹ đạo, vận tốc

+ Soạn thảo nội dung tiến trình dạy học số đơn vị kiến thức chơng Động học chất điểm nhằm đáp ứng yêu cầu phát huy hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ khoa học theo tiến trình giải vấn đề xây dựng kiến thức

+ Tiến hành thực nghiệm s phạm theo tiến trình dạy học soạn thảo, đánh giá tính khả thi việc phát huy tính tích cực, tự chủ học sinh trình học tập, qua bổ sung sửa đổi hồn thiện tiến trỡnh ó son tho

6 Phơng pháp nghiên cứu

Để thực nhiệm vụ trên, sử dụng phơng pháp nghiên cứu sau:

+ Tìm hiểu thực tế việc dạy học chơng “Động học chất điểm” số tr-ờng THPT thông qua việc dự trao đổi, giáo án … để thu thập thơng tin phân tích tổng hợp nhằm tìm khó khăn mà giáo viên học sinh gặp phải dạy học phần tìm biện pháp khắc phục khó khăn

+ Thực nghiệm s phạm: Tiến hành thực nghiệm tiến trình soạn thảo để đánh giá tính khả thi việc phát huy tính tích cực, tự chủ học sinh q trình học Từ sửa đổi bổ sung hồn thiện tiến trình dạy học

+ Dùng thống kê tốn học biểu đồ để xử lí số liệu thu đợc thực nghiệm s phạm lớp thực nghiêm lớp đối chứng

7 Đóng góp luận văn

+ Thụng qua vic thiết kế nội dung tiến trình dạy học kiến thức cụ thể làm sáng tỏ cụ thể hố sở lí luận việc tổ chức tình học tập định hớng hoạt động tích cực, tự chủ học sinh

+ Phân tích đợc nội dung kiến thức lập đợc sơ đồ biểu đạt lơgic tiến trình xây dựng kiến thức cụ thể phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học trình độ học sinh Soạn thảo đợc tiến trình dạy học chơng Động học chất điểm theo hớng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ học sinh

+ Các kết đề tài dùng dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên, đóng góp đổi phơng pháp dạy học, nâng cao chất lợng mơn Vật lí trơng THPT thực chơng trình

8 Cấu trúc luận văn

Ngoi phn m u, tổng quan đề tài kết luận, luận văn gồm chơng: Chơng I: Cơ sở lí luận đề ti

Chơng II: Thiết kế nội dung tiến trình dạy học số kiến thức chơng Động häc chÊt ®iĨm”

TỉNG QUAN CđA §Ị TµI

Mục tiêu dạy học đại không dừng lại việc truyền thụ cho học sinh kiến thức, kĩ loài ngời tích luỹ trớc đây, mà cịn phải quan tâm đến việc bồi dỡng cho học sinh lực sáng tạo tri thức mới, phơng pháp mới, cách giải vấn đề phù hợp với thực tiễn phơng trình Để thực mục tiêu định mức giáo dục vần phải giải đồng nhiều mặt có liên quan đến giáo dục đặc biệt phải định mức phơng pháp dạy học

Quan điểm dạy học đại không trọng đến nội dung kiến thức, đến kết đầu học sinh mà cịn trọng đến thân q trình học Nhiều nghiên cứu khoa học rõ để hoạch định đợc chất lợng học tập, điều quan trọng phải xác định đợc hành động học tập học sinh trình chiếm lĩnh, xây dựng tri thức, quan tâm đến q trình học có nghĩa góp phần đảm bảo hành vi đầu kết nội dung mong muốn

Vận dụng quan điểm dạy học đại, áp dụng kết nghiên cứu phơng trình hoạt động nhận thức học sinh, có nhiều cơng trình nghiên cứu dạy học nói chung dạy học vật lí nói riêng đời tạo đ ợc chuyển biến dạy học; kể tới cơng trình tiêu biểu nh:

“Cơng nghệ dạy học với vấn đề tổ chức trình dạy học THPT” tỏc gi Nguyn Ngc Bo (1995)

Mô hình dạy học tích cực lấy học sinh làm trung tâm nhiều tác giả Nguyễn Kỳ chủ biên (1996)

Đề tài nghiên cứu “Đổi phơng pháp dạy học trờng trung học phổ thông” cán giảng dạy ĐHSP tiến hành hai năm đợc nghiệm thu năm 1996

Tuy cơng trình xu hớng dạy học có khác nhau, thể thuật ngữ khác nhau, nhng thống chỗ nhấn mạnh vào vai trò ngời đọc, quan tâm đến hành động ngời học trình chiếm lĩnh tri thức

Hớng nghiên cứu quan tâm đến hoạt động học học sinh dạy học vật lí thể cơng trình nghiên cứu

“Tổ chức hoạt động nhận thức học sinh dạy học vật lí trờng phổ thơng” hai tác giả Nguyễn Đức Thâm Nguyễn Ngọc Hng (2001)

Phơng pháp dạy học vật lí trờng phổ thông tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hng Phạm Xuân Quế (2002)

V c bit cơng trình nghiên cứu tác giả Phạm Hữu Tịng “Dạy học vật lí trờng phổ thơng theo định hớng phơng trình hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạp t khoa học” (2004) vạch rõ sở định hớng cho việc tổ chức hoạt động nhận thức học sinh học tập đơn vị kiến thức cụ thể

Qua tìm hiểu chơng trình sách giáo khoa lớp 10 chuẩn nâng cao phần “Động học chất điểm” nói chung phần vận tốc, tính tơng đối chuyển động, cơng thức cộng vận tốc nói riêng, nhận thấy phần kiến thức khơng khó nhng địi hỏi học sinh khả t trừu tợng, khả khái qt hố cao Ngồi hai sách cịn có số sai khác việc định nghĩa khái niệm khung chơng trình chuẩn kiến thức kĩ lại tơng đơng khiến học sinh lúng túng giáo viên gặp khó khăn giảng dạy Hơn dạy phần này, giáo viên hầu nh thông báo cha đa tình hữu hiệu làm nảy sinh vấn đề cho học sinh, cha có câu hỏi định hớng t để phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ cho học sinh; từ dẫn đến khiến học sinh thụ động việc tiếp thu kiến thức

Chơng I: sở lí luận đề tài

1.1 Các luận điểm phơng pháp luận dạy học khoa học theo mục tiêu đổi nhằm phát triển hoạt động

nhËn thøc tÝch cùc, tù chđ s¸ng tạo t khoa học của học sinh.

Dạy học môn khoa học nhà trờng không đơn nhằm mục tiêu giúp học sinh có đợc số kiến thức cụ thể Điều quan trọng trình dạy học tri thức cụ thể rèn luyện cho học sinh tiềm lực để trờng họ tiếp tục tự học tập, có khả nghiên cứu tìm tịi giải vấn đề, đáp ứng đợc đòi hỏi đa dạng hoạt động thực tiễn không ngừng phát triển Cũng điều kiện dạy học nh đảm bảo kiến thức học sinh học đợc kiến thức thực có chất lợng sâu sắc, vững chắc, vận dụng đợc

Việc quán triệt quan điểm mục tiêu dạy học môn khoa học, với việc quán triệt quan điểm hoạt động chất học dạy quan điểm đại phơng pháp luận khoa học, dẫn tới việc xác lập hệ thống luận điểm quan trọng làm tảng cho việc nghiên cứu thực nghiệm dạy học “chiến lợc dạy học phát triển hoạt động tự chủ chiếm lĩnh tri thức, bồi dỡng t khoa học – kỹ thuật lực giải vấn đề” Đó sáu luận điểm dới đây, đợc coi sáu nguyên tắc đạo hoạt động dạy

1.1.1 Vai trò quan trọng dạy thực đợc việc tổ chức, kiểm tra, định hớng hữu hiệu hoạt động học.

Sự học nói chung, thích ứng ngời học với tình thích đáng, làm nảy sinh phát triển ngời học dạng hoạt động xác định, phát triển ngời học lực thể chất, tinh thần nhân cách cá nhân Nói riêng, học có chất lợng trí thức khoa học phải thích ứng ngời học với tình học tập thích đáng Chính q trình thích ứng hoạt động ngời học xây dựng nên tri thức với tính cách phơng tiện tối u giải tình Đồng thời q trình góp phần làm phát triển lực nhận thức, thực tiễn nhân cách ngời học

tích cực, dẫn tới chiếm lĩnh đợc tri thức khoa học, theo cách tiếp cận thực tơng tự nh nhà khoa học

1.1.2 Sự cần thiết tổ chức tình vấn đề dạy học.

Tri thức khoa học đợc xây dựng nhà khoa học có động giải vấn đề, tìm lời giải đáp cho câu hỏi đặt mà việc tìm tịi lời giải đáp cho câu hỏi phải tìm tịi mới, khơng đơn việc tái hiện, lặp lại kiến thức cách thức hoạt động quen thuộc có sẵn

Bởi việc dạy học môn khoa học, giáo viên cần tổ chức đợc tình vấn đề Đó việc tổ chức tình có xuất vấn đề cần giải mà học sinh tự thấy có khả tham gia giải suy nghĩ đa giải pháp riêng mình, tự tìm tịi cách giải thích hợp Chính điều kiện đó, với giúp đỡ định hớng giáo viên, học sinh xây dựng đợc cho tri thức khoa học sâu sắc, vững vận dụng đợc, đồng thời qua q trình lực trí tuệ học sinh đợc phát triển

1.1.3 Sự cần thiết lập đợc sơ đồ biểu đạt lơgíc tiến trình nhận thức khoa học tri thức cần dạy.

Nhận thức thực tế khách quan (nhận thức tình vật lý) biểu đạt mơ hình hợp thức (một mơ hình có hiệu lực) Quá trình nhận thức khoa học thực tế khách quan, xét cho trình vận động vơ tận việc xây dựng mơ hình, hợp thức hố mơ hình hồn thiện mơ hình Tiến trình giải vấn đề, xây dựng tri thức vật lý tiến trình “từ đề xuất vấn đề nghiên cứu suy đoán giải pháp, khảo sát lý thuyết / thực nghiệm, xem xét đánh giá khả chấp nhận đợc kết tìm đợc, sở vận dụng chúng để giải thích / tiên đoán kiện xem xét phù hợp lý thuyết thực nghiệm” (chứ theo đờng kinh nghiệm cảm tính, trực quan ghi nhận quy nạp chủ nghĩa) Việc vận dụng tri thức vào thực tiễn đồng thời việc tiếp tục kiểm tra để bổ sung phát triển tri thức khoa học

1.1.4 Sự cần thiết sử dụng quan niệm vốn có học sinh trong việc tổ chức tình định hớng hành động giải vấn đề của học sinh trình xây dựng kiến thức mới.

Tri thức đợc xây dựng dựa tri thức có đồng thời cịn phải đối chọi lại với quan điểm có nhng lại trở lực hình thành tri thức Tri thức mới, với ý nghĩa đắn nó, thực đợc xác lập, hồ nhập vào vốn hiểu biết riêng học sinh, mà đợc xây dựng sở tri thức có học sinh, đồng thời làm biến đổi khắc phục đợc quan điểm cũ, cách hiểu cũ sai lạc, trái ngợc với

Bởi vậy, dạy học cần nghiên cứu quan niệm cách hiểu sai lầm vốn có học sinh có liên quan tới tri thức cần xây dựng Chúng chỗ dựa, đồng thời trở lực tất yếu cần khắc phục trình xây dựng tri thức cho học sinh Cần sử dụng quan niệm vốn có học sinh vào việc xây đựng tình vấn đề định hớng giải vấn đề cách hữu hiệu cho tạo đợc điều kiện cho quan niệm đợc học sinh vận dụng, đợc thử thách q trình kiểm tra hợp thức hố, khiến cho ngời học tự nhận thấy chỗ sai lầm (không hợp thức), thấy cần thay đổi quan niệm, khắc phục sai lầm để xây dựng tri thức phù hợp

1.1.5 Sự cần thiết phát huy tác dụng trao đổi tranh luận của học sinh trình chiếm lĩnh tri thức.

Sự xây dựng tri thức khoa học trình mang tính xã hội Nhận thức cá nhân, thành viên xã hội, tiến triển tơng tác xã hội xung đột xã hội – nhận thức Trong nghiên cứu khoa học, kết nghiên cứu nhà khoa học có đóng góp cộng đồng nhà khoa học Kết nghiên cứu cá nhân nhà khoa học có hỗ trợ ngời khác Kết đợc trình bày, đợc thơng báo trải qua tranh luận phản bác, bảo vệ cộng đồng khoa học Khi có tri thức khoa học có đầy đủ giá trị

Sự học tập, xây dựng tri thức học sinh đợc tạo thuận lợi có hiệu nhờ trao đổi tranh luận với ngời ngang hàng Trong điều kiện phát huy đợc ảnh hởng môi giới, hỗ trợ ngời cộng đồng đối cá nhân qua vùng phát triển gần cá nhân

1.1.6 Sù cần thiết tổ chức tiến trình dạy học theo tiến trình nghiên cứu xây dựng, bảo vệ tri thøc khoa häc.

huống học tập định hớng hành động tìm tịi xây dựng tri thức học sinh, vai trò tơng tác xã hội (của tập thể học sinh) trình nhận thức cá nhân học sinh đồng thời cho học sinh tập quen với trình xây dựng bảo vệ nghiên cứu khoa học cần tổ chức tiến trình dạy học theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức nghiên cứu khoa học

Có thể diễn đạt thâu tóm, khái quát luận điểm phơng pháp luận quan trọng dạy học khoa học kết luận sau đây:

a) Con ngời học, hình thành, phát triển nhân cách lực hoạt động Học qua làm, qua khắc phục sai lầm; học qua giao tiếp, trình bày ý kiến, t tởng quan điểm với ngời khác; đối chiếu ý kiến, t tởng quan điểm với ý kiến t tởng, quan điểm ngời khác với thực nghiệm thực tiễn Vì cần hiểu chất dạy học tạo điều kiện giúp cho học nh đạt hiệu cao Dạy học cần thực tốt chức quan trọng tổ chức, kiểm tra, định hớng hữu hiệu hoạt động học phù hợp với mục tiêu dạy học

b) Cần đảm bảo cân đối dạy tri thức kỹ tiếp cận tri thức c) Cần tổ chức tình học tập hữu hiệu, khêu gợi đợc ngời học suy nghĩ từ vốn kinh nghiệm, hiểu biết mình, đồng thời biết thu lợm sử dụng thông tin từ nguồn khác để tự đa ý kiến, giải pháp cho vấn đề đạt đợc

d) Nên khuyến khích trực giác sáng tạo ngời học Tạo điều kiện cho ngời học tập nghiên cứu tìm tòi giải vấn đề phù hợp với cách tiếp cận khoa học: đề xuất vấn đề, suy đoán đề xuất giải pháp, thực giải pháp, diễn đạt kết luận; đánh giá vận dụng kết

e) Cần tổ chức đợc làm việc hợp tác, trao đổi ý kiến, khêu gợi đợc tranh luận, phản bác, bảo vệ đợc ý kiến tập thể ngời học

g) Cần lập đợc sơ đồ mô tiến trình khoa học giải vấn đề, xây dựng tri thức cần dạy phù hợp với trình độ học sinh Theo suy nghĩ thiết kế mục tiêu dạy học cụ thể tiến trình hoạt động dạy học thích hợp

Từ luận điểm phơng pháp luận nêu rút kết luận khái quát đạo việc nghiên cứu thiết kế tiến trình dạy học tri thức cụ thể nh sau:

đợc với thực tiễn địi hỏi việc thiết kế hoạt động dạy học phải đợc thực cách khoa học theo quy trình gồm bớc sau:

 Thiết lập sơ đồ biểu đạt lơgíc tiến trình nhận thức khoa học đối

víi tri thức cần dạy.

T s hiu bit sõu sc kiến thức cần dạy, giáo viên thiết lập sơ đồ biểu đạt lơgíc tiến trình nhận thức khoa học, đáp ứng đợc đòi hỏi phơng pháp luận tiến trình khoa học xây dựng tri thức, đồng thời lại phù hợp với trình độ nhận thức học sinh Đó sở quan trọng tiền đề cần thiết để tổ chức định hớng khái qt hành động tự chủ tìm tịi giải vấn đề học sinh trình dạy học

 Tổ chức tình học tập (tình vấn đề)

Tổ chức tình học tập có vấn đề thể chỗ giáo viên soạn thảo đ-ợc nhiệm vụ tiềm ẩn vấn đề tơng ứng với tri thức cần dạy để giao cho học sinh Sao cho nhiệm vụ đợc học sinh hăng hái đảm nhận theo suy nghĩ, giải pháp Tất yếu học sinh gặp khó khăn, ý thức đợc vấn đề khó khăn vừa sức nên học sinh tự chủ, tích cực suy nghĩ tìm tịi để v ợt qua khó khăn, giải vấn đề, tạo động thúc đẩy hoạt động nhận thức tích cực học sinh

 Xác định việc định hớng khái qt chơng trình hố hành động nhận

thức tự chủ tích cực học sinh việc tổ chức hợp lý hoạt động cá nhân tập thể học sinh.

Trên sở tình học tập phác thảo giáo viên dự kiến khả đáp ứng có khó khăn xảy học sinh để dự liệu tiến trình định hớng hành động học sinh, cách chuẩn bị câu hỏi đề xuất vấn đề cần bổ sung, gợi ý, ý kiến yêu cầu học sinh xem xét, thảo luận chuẩn bị việc giáo viên khái quát hoá tổng kết, xác hố, bổ sung, thể chế hố kiến thức chổ cần thiết Giáo viên hình dung việc định hớng khái qt chơng trình hố hành động, nhận thức tự chủ học sinh xuất phát từ tình có vấn đề dự thảo theo sơ đồ lơgíc tiến trình xây dựng tri thức thiết lập Đồng thời hình dung việc tổ chức hợp lý hoạt động cá nhân tập thể học sinh theo tiến trình hợp tác nghiên cứu xây dựng bảo vệ tri thức cộng đồng khoa học, để khai thác, phát huy đợc đầy đủ nhân tố tác động có lợi cho phát triển hoạt động nhận thức khoa học học sinh

chức đợc tình có vấn đề chơng trình hố định hớng học sinh hành động tìm tịi lựa chọn kiểm tra xây dựng tri thức cần học

1.2 Vấn đề thiết lập sơ đồ tiến trình nhận thức khoa học tri thức cần dy.

1.2.1 Tiến trình nhận thức khoa học xây dùng mét kiÕn thøc vËt lý thĨ.

Để giúp cho học sinh nắm vững kiến thức, kỹ vật lí, đồng thời đảm bảo phát triển trí tuệ lực sáng tạo học sinh trình dạy học kiến thức cụ thể cần tổ chức định hớng hành động học học sinh cho phù hợp với địi hỏi tiến trình xây dựng tri thức

Tiến trình hoạt động giải vấn đề xây dựng, vận dụng tri thức vật lí cụ thể đợc biểu đạt sơ đồ sau:

“Đề xuất vấn đề – suy đoán giải pháp khảo sát lí thuyết/ thực nghiệm – kiểm tra, vận dụng kết quả”

* Đề xuất vấn đề: Từ biết nhiệm vụ cần giải nảy sinh nhu

cầu cịn cha biết, cách giải khơng có sẵn, nhng hy vọng tìm tịi, xây dựng đợc Diễn đạt nhu cầu câu hỏi

* Suy đoán giải pháp: Để giải vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất

phát cho phép tìm lời giải: chọn đề xuất mơ hình vận hành đợc để tới cần tìm, đốn biến cố thực nghiệm xảy nhờ khảo sát thực nghiệm đẻ xây dựng cần tìm

* Khảo sát lý thuyết thực nghiệm: Vận hành mô hình rút kết luận

lôgíc cần tìm thiết kế phơng án thực nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu lợm liệu cần thiết xem xét, rút kết luận cần tìm

* Kiểm tra , vận dụng kết quả: Xem xét khả chấp nhận đợc

1.2.2 Sơ đồ biểu đạt lơgíc tiến trình nhận thức khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể.

H×nh 1

H×nh 2

Điều kiện cần sử dụng để tìm câu trả lời cho vấn đề đ ợc

đặt (Điều kiện xuất phát)

Vấn đề ( địi hỏi tìm kiếm, xây dựng kiến thức)

Giải vấn đề (đề xuất giải pháp thực

hiện giải pháp ấy)

Kết luận, nhận định

Điều kiện cần sử dụng để tìm câu trả lời cho vấn đề đ ợc

đặt (Điều kiện xuất phát)

Vấn đề ( địi hỏi tìm kim, xõy dng kin thc)

Giải toán suy luận lý thuyết

Kết luận thu đ ợc nhờ suy luận lý thuyết

Giải toán nhờ thí nghiệm quan sát

Kết luận thu đ ợc nhờ thí nghiệm quan sát

1.3 Tổ chức tiến trình dạy học giải vấn đề

1.3.1 Tình vấn đề dạy học

Tình vấn đề tình mà học sinh tham gia gặp khó khăn, học sinh ý thức đợc vấn đề, mong muốn giải vấn đề cảm thấy với khả hy vọng giải đợc, bắt tay vào việc giải vấn đề Nghĩa tình kích thích hoạt động nhận thức tích cực học sinh: Đề xuất vấn đề giải vấn đề đề xuất

Tình có vấn đề có đặc trng sau:

- Chứa đựng vấn đề mà tìm lời giải đáp tìm kiến thức, kĩ

- Tạo ý ban đầu, kích thích hứng thú, khởi động tiến trình nhận thức học sinh Học sinh cảm thấy khả giải đáp vấn đề

- Kết thúc tình học tập vấn đề cần giải đợc phát triển rõ ràng, giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh học sinh hào hứng tự giác nhận nhiệm vụ giải vấn đề đợc giao

1.3.2 Các kiểu tình có vấn đề.

Khi học sinh đợc lơi vào hoạt động tích cực thực nhiệm vụ (có tiềm ẩn vấn đề) mà học sinh đảm nhận, học sinh nhanh chóng cảm thấy bất ổn tri thức có mình, vấn đề xuất hiện, học sinh vào tình thế, thuộc số kiểu tình sau:

- Tình lựa chọn: Chủ thể trạng thái cân nhắc suy tính cần lựa

chn phơng án thích hợp điều kiện xác định để giải vấn đề (tức lựa chọn mơ hình vận hành đợc)

- T×nh hng bất ngờ: Chủ thể trạng thái ngạc nhiên gặp lạ,

cha hiểu sao, cần biết lí lẽ (tức cần có mô hình mới)

- Tình bế tắc: Chủ thể trạng thái túng bí, cha biết phải làm thÕ

nào giải đợc khó khăn gặp phải, cần có cách giải (tức cần có mơ hỡnh mi)

- Tình không phù hợp: Chủ thể trạng thái băn khoăn, nghi

- Tình phán xét: Chủ thể trạng thái nghi vấn gặp cách giải thích với lí lẽ khác nhau, cần xem xét kiểm tra lí lẽ (tức kiểm tra, hợp thức hố mơ hình đề cập)

- Tình đối lập: Chủ thể trạng thái bất đồng quan điểm, gặp

cách giải lơgíc, nhng lại xuất phát từ lí lẽ sai trái với đợc chấp nhận (tức phê phán, bác bỏ mơ hình khơnh hợp thức, bảo vệ mơ hình hợp thức có)

1.3.3 Điều kiện cần việc tạo tình có vấn đề.

- Giáo viên có dụng ý tìm cách cho học sinh tự giải vấn đề tơng ứng với việc xây dựng tri thức khoa học cần dạy Do giáo viên cần nhận định câu hỏi đặt ra, khó khăn học sinh phải vợt qua giải đáp câu hỏi

- Giáo viên phải xác định rõ kết giải mong muốn vấn đề đặt học sinh chiếm lĩnh đợc tri thức cụ thể

- Giáo viên soạn thảo đợc nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề để giao cho học sinh sẵn sàng đảm nhận nhiệm vụ đó, địi hỏi giáo viên phải chuẩn bị cho học sinh điều kiện cần thiết khiến cho học sinh thấy có khả tham gia giải nhiệm vụ đặt đợc lôi vào hoạt động tích cực giải nhiệm vụ Để soạn thảo nhiệm vụ nh cần phải có hai yếu tố bản:

+ Tiền đề hay t liệu cung cấp cho học sinh gợi cho học sinh + Lệnh câu hỏi cho học sinh

Trên sở vấn đề cần giải quyết, kết mong đợi, quan niệm khó khăn trở lực học sinh điều kiện cụ thể, giáo viên đốn trớc đáp ứng có học sinh dự định tiến trình định hớng, giúp đỡ học sinh cần cách hợp lí, phù hợp với tiến trình khoa học giải vấn đề

1.3.4 Tiến trình dạy học giải vấn đề.

 Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hoá tri thức, phát biểu vấn đề

Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề Dới hớng dẫn giáo viên, học sinh quan tâm đến nhiệm vụ đặt ra, sẵn sàng nhận tự nguyện thực nhiệm vụ

 Pha thứ hai: Học sinh hành động độc lập, tự chủ, trao đổi tìm tịi giải

quyết vấn đề

Học sinh độc lập tìm tịi vợt qua khó khăn, với định hớng giáo viên cần Học sinh diễn đạt, trao đổi cách giải vấn đề kết thu đợc, qua chỉnh lý, hoàn thiện tiếp Dới hớng dẫn giáo viên, hành động học sinh định hớng phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học thơng qua tình thứ cấp cần

 Pha thứ ba: Tranh luận, thể chế hoá, vận dụng tri thức Dới hớng dẫn giáo viên, học sinh tranh luận bảo vệ xây dựng đợc Giáo viên xác hố, bổ sung, thể chế hóa tri thức Học sinh thức ghi nhân tri thức vận dụng

1.4 Vấn đề định hớng khái qt chơng trình hố hành động nhận thức tự chủ, tích cực học sinh.

Trong dạy học, giáo viên có vai trị quan trọng việc tổ chức, kiểm tra, định hớng hành động học tập học sinh theo chiến lợc dạy học hợp lí có hiệu cho học sinh tự chủ xây dựng đợc kiền thức khoa học đồng thời lực nhận thức học sinh bớc phát triển

1.4.1 Các kiểu định hớng hành động học giáo viên

Nghiên cứu định hớng hành động nhận thức học sịnh dạy hốcc thể phân biệt kiểu định hớng khác nhau, tơng ứng với mục tiêu rèn luyện khác nhau, đòi hỏi học sinh hành động nhận thức với trình độ khác

 Định hớng tái tạo: kiểu định hớng ngời dạy hớng học sinh

vào việc huy động, áp dụng kiến thức, cách thức hoạt động học sinh nắm đợc đợc ngời dạy cách tờng minh, để học sinh thực đ-ợc nhiệm vụ mà họ đảm nhận Nghĩa học sinh cần tái tạo lại hành động đợc ngời dạy rõ hành động tình quen thuộc học sinh

- Sự định hớng tái tạo thao tác cụ thể riêng rẽ: Ngời học theo dõi thực hiên bắt chớc, lặp lại thao tác mẫu cụ thể ngời dạy

- Định hớng tái tạo angôrit: Ngời dạy cách khái quát tổng thể trình tự hành động để ngời học tự chủ giải đợc nhiệm vụ

 Định hớng tìm tịi: kiểu định hớng ngời dạy không

cho học sinh cách tờng minh kiến thức cách thức hoạt động học sinh cần áp dụng, mà ngời dạy đa cho học sinh gợi ý cho học sinh tự tìm tịi, huy động thích hợp để giải nhiệm vụ mà họ đảm nhận Nghĩa đòi hỏi học sinh tự xác định hành động thích hợp tình khơng phải quen thuộc họ

 Định hớng khái quát chơng trình hố: Là kiểu định hớng phối hợp

các đặc điểm hai kiểu định hớng trên, ngời dạy gợi ý cho học sinh tự tìm tịi, tơng tự nh kiểu định hớng tìm tịi nhng ý giúp học sinh ý thức đợc đờng lối khái qt việc tìm tịi giải vấn đề định hớng đợc chơng trình hố theo bớc dự định hợp lý, theo yêu cầu từ cao đến thấp học sinh; từ tổng quát, tổn thể, toàn đến riêng biệt, chi tiết, phận; từ tìm tịi đến tái tạo cho thực cách có hiệu yêu cầu cao nhất, vừa sức học sinh Ngời dạy thực bớc việc hớng dẫn học sinh giả nhiệm vụ mà họ đảm nhận:

- Sự định hớng ban đầu địi hỏi học sinh tự lực tìm tịi giải vấn đề đặt

- Nếu sinh khơng đáp ứng đợc giúp đỡ giáo viên phát triển định hớng khái quát ban đầu (gợi ý thêm, cụ thể hoá, chi tiết hoá thêm bớc) để thu hẹp phạm vi

- Nếu sinh khơng đáp ứng đợc hớng dẫn giáo viên chuyển dần sang kiểu định hớng tái tạo trớc hết sử dụng kiểu định hớng angơrit (Hớng dẫn trình tự hành động, thao tác hợp lý) để theo học sinh tự giải vấn đề dặt

- Nếu sinh khơng đáp ứng đợc thực hớng dẫn tái tạo hành động, thao tác cụ thể riêng biệt trình tự hành động, thao tác

1.4.2 Vai trị quan trọng kiểu định hớng khái quát chơng trình hoá

đợc với định hớng tìm tịi dạy học Nhng dạy học ln sử dụng kiểu định hớng tái tạo không đáp ứng đợc yêu cầu rèn luyện t sáng tạo cho hoc sinh không đủ để dảm bảo cho học sinh chiếm lĩnh đợc tri thức khoa học sâu sắc, vững có khả vận dụng linh hoạt

Kiểu định hớng tìm tịi: Nhằm rèn luyện cho học sinh lực tu sáng tạo, lực giải vấn đề, đáp ứng mục tiêu đào tạo nhân lực, bồi dỡng nhân tài nghiệp giáo dục Nhng việc thực có hiệu kiểu định h-ớng khơng dễ dàng, đơn giản phụ thuộc vào trình độ hiểu biết, khả s phạm giáo viên, vào nghiên cứu sâu sắc đối tợng học sinh vào trình độ học sinh Không phải gợi ý hớng dẫn giáo viên khích lệ kích thích đợc hoạt động tìm tịi sáng tạo học sinh, học sinh có đủ khả để tự tìm tòi sáng tạo tri thức cần đợc học

Kiểu định hớng khái qt chơng trình hố: Là vận dụng phối hợp hai kiểu định hớng nhằm khai thác, phát huy đợc u điểm hai kiểu định h-ớng đó, tạo hội cho học sinh phát huy hành động tìm tịi sáng tạo mình, đồng thời đảm bảo cho học sinh đạt tới đợc t thức cần dạy

1.4.3 Tiêu chí chung định hớng khái qt hành động tìm tịi sáng tạo giải vấn đề.

Trong dạy học ngời dạy không đơn bày sẵn trớc cho học sinh kết cần có, khơng mơ tả giảng giải tri thức coi nh có sẵn rồi, để học sinh tiếp nhận, ghi nhớ, làm theo, mà phải giúp đỡ nh để học sinh tự chủ suy nghĩ, hành động hớng tới cần có mà cha biết cụ thể, để nắm bắt, làm chủ đợc cần có đó, bổ sung vào vốn hiểu biết riêng lúc cần thiết, ngời dạy thực việc cung cấp cho học sinh thông tin bổ sung, thơng báo, giãng giải để chuẩn hố kiến thức cần nắm vững, để định hớng cho ngời học tự hồn thiện tiếp tri thức

Năng lực định hớng hữu hiệu hành động học hỏi tìm tịi giải vấn đề xây dựng tri thức cụ thể đợc xây dựng theo tiêu chí chung sau đây:

- Định hớng đợc hành động học nhằm trúng mục tiêu kiến thức kỹ cần đạt

- Định hớng hành động phù hợp với đờng lối tiếp cận khoa học, phơng pháp hợp lý giải vấn đề, nhiệm vụ đặt

- Công cụ định hớng hành động đồng thời phơng tiện cho phép kiểm soát đợc hành động để điều chỉnh bổ sung định hớng cách hữu hiệu

1.4.4 Hệ thống câu hỏi đề xuất vấn đề định hớng t tình có vấn đề theo tiến trình khoa học xây dựng kiến thức mới.

Để học sinh giải đợc vấn đề nhận thức giáo viên phải tổ chức trình học tập cho giai đoạn xuất tình bắt buộc học sinh thực thao tác t suy luận lơ gíc, muốn giáo viên phải đa câu hỏi định hớng cho học sinh tiến hành thao tác t suy luận lơgíc tình cụ thể

Đó câu hỏi thuộc loại sau ®©y:

- Câu hỏi kích thích học sinh có nhu cầu kiến thức để giải vấn đề Ph-ơng hớng việc tổ chức tình học tập phần khởi đầu giáo viên mô tả đợc tình huống, hay đặt nhiệm vụ, dẫn học sinh tới chổ phải trả lời câu hỏi thuộc loại “ Sẽ nh nào, nếu…” “phải nào, để…”, “vì nh thế? Có tác dụng gì?” “giải thích nh nào?”; “làm để tạo đợc… thực tế” Tình địi hỏi học sinh đa vận hành mơ hình xác định Sự bất ổn hố tri thức, học sinh cha có đủ kiến thức kỹ phù hợp học sinh có nhu cầu xác lập mơ hình sửa đổi mơ hình có (nhng khơng phù hợp) động lực thúc đẩy tiến trình xây dựng, vận dụng tri thức

- Câu hỏi định hớng nội dung kiến thức cần xác lập Việc tìm cách trả lời câu hỏi nh gắn liền với việc đặt câu hỏi “có mối liên hệ nào(có gì) chi phối mà từ suy đợc điều trả lời cho câu hỏi đặt ra” Câu hỏi địi hỏi học sinh vận hành mơ hình Vì điều quan trọng trớc hết phải xác định thảo luận mơ hình

- Câu hỏi u cầu xác định giải pháp tìm tịi xác lập kiến thức cần xây dựng, vận dụng

Nếu sử dụng mơ hình có mà cần xác lập mơ hình câu hỏi đợc đặt là: “Một cách lý thuyết, xác lập tính chất, mối liên hệ (mơ hình giả thuyết) nh nào?” “làm quan sát, đo đợc cần cho xác lập tính chất, mối liên hệ từ rút kết luận nh nào”

Kiến thức xác lập đợc cần diễn đạt xác đọng để vận dụng, nghĩa trả lời đợc câu hỏi: “nội dung kiến thức xác lập đợc, diễn đạt cách xác, đọng nh nào?”

- Câu hỏi yêu cầu vận dụng kiểm tra kiến thức xác lập

Việc sử dụng mơ hình lựa chọn, xác lập cho phép rút câu trả lời cho câu hỏi có dạng: “sẽ nh nào, nếu…” “phải nào, để…” “vì nh thế?” có tác dụng gì? (giải thích nào?) “làm để tạo đợc… thực tế” Đó loại câu hỏi yêu cầu vận dụng kiến thức đợc xác lập Việc xem xét phù hợp lý thuyết thực nghiệm việc trả lời câu hỏi kiểm tra, hợp thức hoá, tri thức

1.4.5 Chơng trình hố việc tổ chức định hớng hoạt động học tập tuỳ theo khả đáp ứng học sinh với vấn đề đặt ra.

Việc tổ chức định hớng hoạt động học tuỳ theo khả đáp ứng học sinh với vấn đề đặt việc tổ chức chuyển tiếp tình huống, từ kiểu tình đến kiểu tình khác, nhằm hỗ trợ học sinh dần bớc, cần, cho phù hợp với trình độ học sinh (Đặt học sinh vào tình lựa chọn, hay tình khơng phù hợp, hay tình phán xét, hay tình chấp nhận, hay tình đối lập) Trình tự chuyển tiếp tình nh sau

- Thoạt đầu học sinh đợc đặt vào tình nảy sinh nhu cầu giải đáp câu hỏi đặt ra, thúc đẩy học sinh lựa chọn mơ hình mà vận hành đợc để rút lời giải đáp cần có Nh học sinh vào tình lựa chọn

- Nếu lời giải đáp suy từ mơ hình học sinh khơng phù hợp với thực tế với kết quan sát thí nghiệm; học sinh cha có đợc lời giải đáp cha xác định đợc mơ hình cần thiết học sinh vào tình bế tắc Nó địi hỏi học sinh phải sửa đổi mơ hình tìm mơ hình

- Nếu học sinh khơng vợt qua đợc khó khăn, khơng đa đợc mơ hình thích hợp để vận hành giáo viên giúp đỡ học sinh cách dẫn học sinh tới tình phán xét Nó địi hỏi học sinh xem xét, thử hợp thức hoá mơ hình đợc giáo viên giới thiệu gợi ý để bác bỏ mơ hình khơng hợp thức lựa chọn, chấp nhận mơ hình hợp thức

- Có thể tiếp tục tạo tình thứ cấp để học sinh vào tình đối lập (bất đồng quan điểm) Nó địi hỏi học sinh bác bỏ quan niệm sai lầm(mơ hình sai lầm) để củng cố tri thức (mơ hình hợp thức) xây dựng

1.5 Thiết kế phơng án dạy học đơn vị kiến thức cụ thể

Thiết kế phơng án dạy học đơn vị kiến thức cụ thể bao gồm việc sau:

- Lập sơ đồ cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng kiến thức cần dạy

- Xác định mục tiêu dạy học cụ thể soạn đề kiểm tra kết học tập

- Xác định phơng tiện dạy học cụ thể

- Xác định nội dung tóm tắt trình bày bảng để chiếu lên hình

- Xác định tiến trình hoạt động dạy học cụ thể

1.5.1 Lập sơ đồ cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức cụ thể.

Việc phân tích tiến trình khoa học xây dựng đơn vị kiến thức thể sơ đồ phải giải đáp đợc câu hỏi: Kiến thức cần xây dựng gì, đợc diễn đạt nh nào? câu trả lời rút đợc từ việc giải toán cụ thể nào? Xuất phát từ câu hỏi nào? Chứng tỏ tính hợp thức khoa học câu trả lời nh nào?

1.5.2 Diễn đạt mục tiêu dạy học cụ thể.

Mục tiêu dạy học cụ thể đích mà giáo viên mong muốn đạt đợc dạy kiến thức cụ thể

Diễn đạt mục tiêu dạy học cụ thể (với nghĩa mục tiêu thao tác) diễn đạt hành vi học sinh mà việc dạy yêu cầu học sinh phải thể đ-ợc dạy kiến thức cụ thể Những hành vi minh chứng cho hành động học mà học sinh cần có kết học mà học sinh đạt đợc học kiến thức cụ thể Những hành vi cho phép có để kiểm tra, đánh giá hiệu dạy học (đánh giá việc dạy có đạt mục tiêu hay khơng, mức độ đạt đ-ợc)

1.5.3 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học đơn vị kiến thức cụ thể.

rõ đợc ý định giáo viên việc tổ chức, kiểm tra, định hớng hành động học học sinh theo yêu cầu cụ thể sau:

a) Thể rõ hoạt động dạy học diễn hoạt động gì, nh nào:

Đó hoạt động trình diễn (thế nào) giáo viên trớc học sinh hay giáo viên đòi hỏi học sinh hoạt động đáp ứng yêu cầu (nào) đặt

Giáo viên đòi hỏi học sinh ghi nhận, tái tạo, chấp hành theo đ ợc rõ, hay đòi hỏi học sinh phải tham gia tìm tịi, phát hiện, giải vấn đề đặt

Trình tự hoạt động giáo viên học sinh nh

b) Thể rõ ý định giáo viên thực khâu theo lơgíc q trình dạy học:

- Đảm bảo điều kiện xuất phát cần thiết

- Đề xuất vấn đề / toán

- Đề xuất phơng án giải vấn đề (đề xuất giải pháp cho toán cần giải quyết)

- Giải toán (nhiệm vụ)

- Cng cố kết học tập, định hớng nhiệm vụ học tập

c) Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể thể kịch phải phù hợp với lơgíc tiến trình khoa học xây dựng kiến thức đợc biểu đạt sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức cần dạy

- Khi thực khâu đảm bảo điều kiện xuất pháp cần thiết đề xuất vấn đề cần phải sử dụng câu hỏi định hớng t trúng nội dung kiến thức cần xây dựng thể sơ đồ

- Việc giải vấn đề đặt phải theo hớng giải vấn đề (đề xuất toán giải toán) thể sơ đồ

- Tiến trình hoạt động dạy học phải đảm bảo dẫn tới đợc kết luận kiến thức cần xây dựng cách xác hợp thức khoa học, nh thể sơ đồ

KÕt luËn ch¬ng I

Trên sở lý luận đợc trình bày đây, để giải nhiệm vụ luận văn, đặc biệt quan tâm đến vấn đề sau:

- Thiết lập sơ đồ biểu đạt lơgíc trình nhận thức khoa học kiến thức cần dạy, đáp ứng đợc đòi hỏi phơng pháp luận tiến trình khoa học xây dựng tri thức, đồng thời phù hợp với trình độ nhận thức học sinh

- Để học sinh tích cực, tự chủ tham gia vào việc xây dựng tri thức mới, cần tạo đợc điều kiện xuất phát cần thiết để tổ chức tình học tập cụ thể: Tình vấn đề cho nhờ làm nảy sinh vấn đề học sinh tạo hội để học sinh tham gia vào trình tìm tòi giải vấn đề, tạo động lực thúc đẩy hoạt động nhận thức tích cực học sinh

- Trong giải vấn đề sử dụng kiểu định hớng khái qt chơng trình hố nhằm tạo hội cho học sinh phát huy hoạt động tìm tịi sáng tạo đồng thời đảm bảo cho học sinh đạt tới đợc tri thức cần dạy

Chơng II: Thiết kế nội dung tiến trình dạy học

một số kiến thức chơng “động học chất điểm”

2.1 Phân tích số kiến thức khoa học chơng động học chất điểm.

2.1.1 Một số khái niệm bản.

2.1.1.1 Chuyn động tính tơng đối chuyển động Hệ quy chiếu.

Dạng vận động đơn giản vật chất chuyển động học Chuyển động học vật thể dịch chuyển tơng đối vật thể vật thể khác không gian theo thời gian Khoa học nghiên cứu chuyển động học gọi học Cơ học nghiên cứu chuyển động vật không gian theo thời gian với vận tốc bé so với vận tốc ánh sáng đợc gọi học cổ điển

Đối với chuyển động, hai ngời quan sát đứng hệ gắn với vật mốc khác nhìn thấy hai chuyển động khác Ngời ta nói chuyển động có tính tơng đối

Để nghiên cứu chuyển động vật thể, ngời ta phải chọn hệ quy chiếu bao gồm hệ toạ độ gắn với vật mốc để xác định vị trí vật thể khơng gian đồng hồ gắn với hệ để đo thời gian

Hệ quy chiếu đợc chọn để nghiên cứu chuyển động vật thể hoàn toàn tuỳ ý Chọn hệ quy chiếu khác nói chung chuyển động vật diễn đơn giản hay phức tạp khác

2.1.1.2 ChÊt ®iĨm, hƯ chÊt ®iĨm, vËt r¾n.

Chất điểm: Chuyển động vật thể phức tạp điểm vật thể chuyển động tơng đối chuyển động quay Để đơn giản ta nghiên cứu chuyển động vật có kích thớc đủ nhỏ so với kích thớc đặc trng cho chuyển động Những vật nh gọi chất điểm Chất điểm xa vật thể khác cho tơng tác với vật thể bên ngồi bỏ qua gọi chất điểm tự hay chất điểm cô lập

Vật rắn hệ chất điểm mà khoảng cách hai chất điểm khơng thay đổi suốt q trình chuyển động hệ Vật rắn cô lập vật rắn chuyển động t

2.1.1.3 Không gian thời gian học cổ điển.

C hc c in nghiờn cứu chuyển động vật không gian theo thời gian với vận tốc bé so với vận tốc ánh sáng chân không Không gian thời gian khái niệm học cổ điển mà vật lý nói chung Ta xét khơng gian thời gian học cổ điển

Ta xét trình vật lý xẩy tự nhiên Đối với hệ quy chiếu K khoảng thời gian trôi qua trình t – t 1, hệ quy chiếu

K’ chuyển động tơng đối hệ quy chiếu K khong thi gian trụi

qua trình vật lý nói t

2 t1 Trong học cổ điển thừa nhận

rng khong thi gian trơi qua q trình vật lý hệ quy chiếu chuyển động tơng đối cách tuỳ ý nh Nghĩa là:

1

2 t t t t     

Đó tiên đề tính chất tuyệt đối thời gian học cổ điển Khi t1= t’1 = ; t2 = t ; t’2 = t’ ta có t = t’ Tiên đề khảng định chu kỳ

đồng hồ không thay đổi chuyển từ hệ quy chiếu sang hệ quy chiếu khác Tiên đề vận tốc chuyển động vật bé so với vận tốc ánh sáng chân không

Đối với không gian, ta xét tính chất Bằng thực nghiệm ta có vị trí chất điểm M thời điểm t hệ quy chiếu K đợc xác định tập hợp số gọi toạ độ chất điểm ( Ví dụ x, y, z hệ toạ độ Đề các, hay bán kính véc tơ r kẻ từ gốc O đến điểm M rx.i+ y.j+z.k, x,

y, z hình chiếu r trục toạ độ Ox, Oy, Oz)

Vị trí chất điểm M nói thời điểm t’ = t hệ quy chiếu K’

chuyển động hệ quy chiếu K đợc xác định bán kính véc tơ

r, kẻ từ gốc O’ đến M Ta có: k z j y i x

r .+ .+ .

Bây ta xét chuyển động hai chất điểm M1 M2 Vị trí tơng đối

của chất điểm M1 chất điểm M2 xét hệ quy chiếu K thời điểm t

k z z j y y i x x r r

r12 2 1( 2 1).+( 2 1).+( 2 1). vµ hƯ quy chiếu K

thời điểm t = t ta cã:

k z z j y y i x x r r

r122 1( 2 1).+( 2  1).+( 2 1). Trong học cổ điển thừa

nhận rằng: khoảng cách hai vị trí hai chÊt ®iĨm bÊt kú ë cïng mét thêi ®iĨm cho nh tất hệ quy chiếu NghÜa lµ r12 r12

 

hay: (x2 + y2 + z2)1/2 = (x’ 2 + y’ 2 + z’ )1/2.

Đó tiên đề tính chất khơng gian học cổ điển Tiên đề chuyển động vật có vận tốc bé so với vận tốc ánh sáng

2.1.2 Các phơng trình chuyển động:

2.1.2.1 Phơng trình chuyển động

Xét chuyển động chất điểm M hệ quy chiếu K đợc quy ớc đứng yên Giả sử chất điểm M chuyển động theo đờng cong AB Đờng cong chất điểm chuyển động vạch không gian gọi quỹ đạo Vị trí chất điểm M hệ quy chiếu K đợc xác định bán kính véc tơ

r kẻ từ gốc toạ độ O đến chất điểm M Véctơ r đợc gọi r véctơ dịch chuyển.

Khi chất điểm M chuyển động bán kính véc tơ r thay đổi độ lớn phơng Vì vậy, bán kính véctơ r hàm thời gian t: r r(t)

Phơng trình xác định vị trí chất điểm M không gian thời điểm t đợc gọi phơng trình chuyển động chất điểm cho dới dạng véc tơ Phơng trình đợc khảo sát nh phơng trình quỹ đạo chất điểm cho dới dạng thông số t

2.1.2.2 Phơng pháp toạ độ tự nhiên

Trong phơng pháp quỹ đạo chuyển động chất điểm đợc cho biết trớc Ta chọn điểm O1 quỹ đạo làm điểm gốc để tính toạ độ cung s

chất điểm Vị trí chất điểm M quỹ đạo cho đợc xác định toạ độ cung s Khi chất điểm M chuyển động ta có:

rr(s); s s(t)

Phơng trình s = s(t) đợc gọi phơng trình chuyển động chất điểm theo quỹ đạo

Có ba loại phơng pháp toạ độ phơng pháp toạ độ Đềcác phơng pháp toạ độ trụ phơng pháp toạ độ cầu Để phù hợp với chơng trình phổ thơng, chúng tơi đề cập đến phơng pháp toạ độ Đềcác

Phơng pháp toạ độ Đềcác: Trong hệ toạ độ Đềcác bán kính véctơ r(t)

xác định vị trí chất điểm đợc biểu diễn dới dạng: r(t) x(t)i+ y(t)j +z(t)k

Trong x,y,z thành phần r(t) trục toạ độ Hệ quy chiếu K đợc quy ớc đứng yên nên véctơ đơn vị i, j vàk không thay đổi

theo thời gian Khi chất điểm M chuyển động toạ độ x, y, z biến đổi theo thời gian t, nghĩa :

x = x(t) y = y(t) z = z(t)

Các phơng trình gọi phơng trình chuyển động chất điểm cho dới dạng toạ độ Đềcác Đó phơng trình quỹ đạo chất điểm viết dới dạng thông số toạ độ Đềcác Khử thơng số t phơng trình ta nhận đợc hai phơng trình biểu diễn hai mặt có dạng:

f1(x,y) =

f2(x,z) =0

Giao tuyến hai mặt xác định quỹ đạo chất điểm không gian

2.1.3 VÐc t¬ vËn tèc:

Để đặc trng cho thay đổi bán kính véctơ r theo thời gian ta đa vào khái niệm véc tơ vận tốc

Gi¶ sư thời điểm t chất điểm vị trí r(t), thời điểm t + t chất điểm vị trí r+r Đại lợng

t t r t t r t r vtb

   +   

 ( ) ( )

 

 

đợc gọi vận tốc trung bình chuyển động khoảng thời gian t t + t

        r dt r d t r v t     lim

Gäi lµ véctơ vận tốc chất điểm thời điểm t

ở cần phân biệt hai khái niệm tốc độ vận tốc Tốc độ thay đổi khoảng cách (quảng đờng đợc) đơn vị thời gian đại lợng vơ hớng Trong vận tốc thay đổi véc tơ dịch chuyển đơn vị thời gian, đại lợng véctơ

Trong hệ toạ độ Đềcác:

Véctơ vận tốc chất điểm hệ toạ độ Đề viết dới dạng: xi yj zk

dt r d

v      + +   Trong đó:                z y x v dt dz z v dt dy y v dt dx x   

thành phần hình chiếu véc t¬ vËn tèc

trên trục toạ độ Đề cỏc

Độ lớn véctơ vận tốc 2

z y

x v v

v

v + +

Hớng theo phơng tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động theo chiều chuyển động chất điểm

Trong hệ toạ độ tự nhiờn:

Véctơ vận tốc v chất điểm có thĨ biĨu diƠn díi d¹ng:

dt ds s s dt ds ds r d dt r d v            Trong ds r d  

 véctơ đơn vị, tiếp tuyến với quỹ đạo hớng theo chiều chuyển động chất điểm

2.2.1 T×m hiĨu chơng trình sách giáo khoa lớp 10 THPT.

Khi nghiên cứu chơng trình chuẩn kiến thức kĩ hai sách “Vật lý 10” “Vật lý 10 nâng cao”, thấy tồn số vấn đề sau:

+ Khung chơng trình yêu cầu mức độ cần đạt hai sách nh Theo “Tài liệu bồi dỡng giáo viên thực chơng trình, sách giáo khoa lớp 10 THPT môn Vật lý” NXB Giáo dục phát hành, nội dung chơng trình chuẩn kĩ phần “Độ dời Tốc độ trung bình Tốc độ tức thời Vectơ vận tốc tức thời” “Tính tơng đối chuyển động Cơng thức cộng vận tốc” đợc trình bày nh bảng sau:

Chủ đề Mức độ cần đạt (bộ chuẩn) Mức độ cần đạt (bộ nâng cao)

+ Phơng pháp nghiên cứu chuyển động

+ Tính t-ơng đối chuyển động Công thức cộng vận tốc Kiến thức:

+ Nêu đợc chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, mốc thời gian

+ Nêu đợc vận tốc tức thời

+ Viết đợc công thức cộng vận tốc: v13 v12 +v23

Kĩ năng:

+ Xỏc nh c v trớ vật chuyển động hệ quy chiếu cho

+ Giải đợc tập đơn giản cộng vận tốc ph-ơng

KiÕn thøc:

+ Nêu đợc chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, mốc thời gian

+ Nêu đợc vận tốc tức thời

+ Viết đợc công thức cộng vận tốc: v13 v12 +v23

KÜ năng:

+ Xỏc nh c v trớ ca mt vật chuyển động hệ quy chiếu cho

Theo ta thấy, hai sách gần nh hoàn toàn giống mức độ cần đạt, khác nâng cao có thêm yêu cầu giải đợc tập cộng vận tốc có phơng vng góc

+ Các khái niệm hai sách đợc định nghĩa sai khác với nhiều Có thể lấy số dn chng sau:

Tên khái niệm

Định nghĩa khái niệm (bộ chuẩn)

Định nghĩa khái niệm (bộ nâng cao)

Độ dời Không có Vectơ

2 1M

M nèi tõ vÞ trÝ M1

cđa chÊt ®iĨm ë thêi ®iĨm t1

đến vị trí M2 chất điểm

thời điểm t2 đặc trng cho

dời vị trí chất điểm từ điểm M1 đến điểm M2

kho¶ng thêi gian

t = t2 - t1 vectơ di ca

chất điểm khoảng thời gian nói

Vectơ vận tốc

trung bình Không cã vtb M Mt





§é lín:

VËn tèc §é dêi =

trung bình Thời gian thực độ dời

Tốc độ trung bình

Tốc độ Quãng ng i c =

trung bình Khoảng thời gian ®i

t s vtb 

Tốc độ Quãng đờng đợc =

trung b×nh Khoảng thời gian

t s vtb

Tốc độ tức

Vect¬ vËn tèc tøc thêi

Vectơ vận tốc tức thời vật điểm vectơ có gốc vật chuyển động, có hớng chuyển động có độ dài tỉ lệ với độ lớn vận tốc tức thời theo tỉ xích

§é lín cña vËn tèc tøc thêi:

t s v

 

 víi kho¶ng thêi gian

t rÊt nhá

Vận tốc tức thời thời điểm t đặc trng cho chiều độ nhanh chậm chuyển động thời điểm

t MM vtt



 ' t rÊt nhá

§é lín: t s v   

Độ lớn vận tốc tức thời luôn tốc độ tức thời

Điều gây nên nhiều khó khăn cho giáo viên việc giảng dạy khiến học sinh lúng túng việc tiếp nhận tri thức Ngoài ra, việc dạy khái niệm dễ dẫn đến tình trạng giáo viên thơng báo cho học sinh nội dung khái niệm Do mạnh dạn thiết kế lại nội dung chơng trình sở thiết kế tiến trình dạy học theo định hớng phát huy tính tích cực, tự chủ học sinh trình chiếm lĩnh tri thức Trong khuôn khổ luận văn này, sâu vào vấn đề nh khái niệm độ dời, tốc độ trung bình, tốc độ tức thời, vectơ vận tốc tức thời, tính tơng đối chuyển động cơng thức cộng vận tốc

2.2.2 T×m hiĨu thùc tÕ d¹y häc.

Để chuẩn bị cho việc thực đề tài mình, chúng tơi tìm hiểu thực tế dạy học số trờng THPT nh: Trờng THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam, trờng PTDL Lý Thái Tổ, trờng THPT Dân tộc Nội trú tỉnh Thanh Hố

Tại trờng chúng tơi tiến hành dự giờ, trao đổi trực tiếp với học sinh giáo viên Qua chúng tơi thấy:

phát huy tính tích cực tự chủ học sinh nh: đề xuất dự đoán, đa phơng án thí nghiệm kiểm tra, tổ chức cho học sinh thảo luận nhóm

Về phía học sinh: Phần nhiều học sinh bị động chờ đợi gợi ý giảng giải, thông báo giáo viên, cha có thói quen tìm tịi, suy nghĩ, tự đặt câu hỏi tìm câu trả lời Khi giáo viên ngừng hớng dẫn học sinh ngừng hoạt động Những điều nguyên nhân gây khó khăn cho giáo viên bớc đầu tổ chức hoạt động dạy học theo phơng pháp Tuy vậy, có số học sinh có tích cực học nh suy nghĩ trả lời câu hỏi, hăng hái phát biểu ý kiến xây dựng bài, đa nhận xét sắc sảo, vận dụng kiến thức nhuần nhuyễn nhng việc thực hoạt động để chiếm lĩnh kiến thức cha quen nên hầu nh thực đợc Nh vậy, hoạt động đa số học sinh chủ yếu nghe, làm theo, ghi chép học thuộc

Về thí nghiệm: Với phần Động học chất điểm, SGK nâng cao có thí nghiệm dùng cần rung Tuy nhiên cha có trờng số trờng chúng tơi khảo sát đợc trang bị thí nghiệm nên giáo viên gặp nhiều khó khăn giảng dạy Ngồi trờng có điều kiện dạy học máy tính máy chiếu đa phơng tiện để phục vụ việc giảng dạy đợc tốt

Thực tế cho thấy phơng pháp dạy học thực hiệu có kết hợp trang thiết bị thí nghiệm với việc ngời giáo viên đầu t thời gian trí tuệ vào việc phân tích nội dung kiến thức cần dạy, từ thiết lập sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học xây dựng tri thức cụ thể phù hợp với trình độ nhận thức học sinh Giáo viên khai thác đợc triệt để vốn kinh nghiệm học sinh sử dụng phơng tiện dạy học nh mơ hình, tranh ảnh, thí nghiệm để tổ chức đợc tình hữu hiệu làm nảy sinh vấn đề học sinh, từ tạo đợc nhiều hội cho học sinh tham gia tìm tịi giải vấn đề q trình chiếm lĩnh tri thức cách tích cực tự chủ

2.3 Phân tích cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng một số đơn vị kiến thức chơng “Động học chất điểm”

vận tốc tức thời chúng tơi trình bày mục tiêu dạy học, đề kiểm tra kết học tập sơ đồ biểu đạt logic tiến trình nhận thức khoa học

2.3.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung sơ đồ biểu đạt logic trình

Sơ đồ cấu trúc nội dung chơng :động học chất điểm

Chuyển động thẳng biến đổi

(15)

Chuyển động học (1) chất điểm (2)

HÖ qui chiÕu

(3)

Quĩ đạo (4)

Qu ng·

® êng ®I ® ỵc

(5)

Véc tơ độ dời

(6)

Tốc độ trung bình Tốc độ

tức thời (7) Vận tốc tức thời (8) Gia tốc (9) Ph ơng trình chuyển động (10) Cơngthức cộng vận tốc (11)

Chuyển động thẳng (12)

Chuyển động thẳng (14) Chuyển động tròn (13) Chuyển động thẳng nhanh dần (20)

Đặc điểm gia tốc (27) Công thức vận tốc Đồ thị vận tốc (18) CĐ rơi tự (22) Chu Kì (26) Tốc độ góc (25) Độ dời

Ph ơng trình chuyển động

(17)

CĐ chậm dần

(21)

Đặc điểm gia tốc rơi tự

Sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức

khoa học chơng “Động học chất điểm”

Xem xét t ợng vật thay đổi vị trí khơng gian đ a định nghĩa chuyển động học (1)

Giới hạn việc xem xét chuyển động vật có kích th ớc nhỏ so với khoảng cách cần xem xét, đ a khái niệm chất điểm (2)

Để nói vật có chuyển động hay khơng phải theo dõi vị trí vật theo thời gian xác định vật dùng làm mốc vật Từ đ a khái niệm hệ qui chiếu (3) khái niệm tính t ơng đối chuyển động

Xét hình ảnh tạo tập hợp vị trí liên tiếp vật chuyển động khoảng thời gian dẫn tới hình thành định nghĩa: Quỹ đạo (4); Quãng đ ờng đ ợc (5); Chuyển động thẳng (12); chuyển động tròn (13) Để biểu diễn thay đổi vị trí vật từ thi im t

1 (ở điểm M1) tới vị trí thời điểm t2 (ở vị trí M2) hình thµnh

khái niệm véc tơ độ dời (6)

Kinh nghiệm đời sống cho thấy chất điểm chuyển động nhanh chậm khác nhau, để đặc tr ng cho mức độ nhanh chậm chuyển động khoảng thời gian, đ a định nghĩa tốc độ trung bình khoảng thời gian (hoặc qng đ ờng đó) (7)

Để xác định mức độ nhanh chậm chuyển động thời điểm, đ a định nghĩa tốc độ tức thời (7): Để biểu thị ph ơng chiều mức độ nhanh chậm chuyển động thời điểm, đ a định nghĩa vận tốc tức thời (8)

Căn vào đặc điểm vận tốc tức thời tr ờng hợp đ a định nghĩa : Chuyển động thẳng (14); Chuyển động thẳng biến đổi (15); Chuyển động tròn (13); Đặc điểm vận tốc chuyển động tròn (24); Tốc độ góc (25); Chu kỳ (26); quan hệ tốc độ góc chu kỳ

Xét mối quan hệ véc tơ vận tốc chất điểm hai hệ qui ciếu chuyển động nhau, xây dựng đ ợc công thức cộng vận tốc (11)

Trên sở xem xét chuyển động có véc tơ vận tốc biến đổi: để đặc tr ng cho biến đổi nhanh, chậm véc tơ vận tốc thời điểm đ a khái niệm gia tốc tức thời (9)

Căn theo đặc điểm gia tốc chất điểm tr ờng hợp đ a định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi (15), chuyển động thẳng nhanh dần (20), chuyển động thng chm dn u (21)

Công thức liên hệ gia tốc, vận tốc quÃng đ ờng

Từ biểu thức định nghĩa vận tốc lập công thức xác định độ dời chuyển động thẳng đều, từ rút cách xác định độ dời dựa vào đồ thị vận tốc CĐ thẳng x-x

0 = vt lập ph ơng trình chuyển động thẳng (17)

Xác định ph ơng, chiều độ lớn véc tơ gia tốc chuyển động tròn (27) Vận dụng cách xác định độ dời chuyển động thẳng đều, dựa vào đồ thị vận

tốc suy cách đ a vào đồ thị vận tốc chuyển động thẳng biến đổi xác định đ ợc độ dời khoảng thời gian nhờ việc tính tổng độ dời khoảng thời gian t nhỏ liên tiếp (Mà độ dời khoảng thời gian t nhỏ xác định diện tích hình chữ nhật nh chuyển động thẳng đều) Từ lập ph ơng trình chuyển động chuyển động thẳng biến đổi :

x – x

0 = diện tích giới hạn đồ thị vận tốc x=x0 v0t + 1/2 at

(19)

Thuyết minh sơ đồ cấu trúc nội dung chơng

“Động học chất điểm”

Trong chơng “Động học chất điểm” nghiên cứu chuyển động chất điểm - bao gồm nội dung (kiến thức, khái niệm) sau:

1 Định nghĩa chuyển động cơ: Chuyển động học vật thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian

2 Định nghĩa chất điểm : Vật đợc coi chất điểm kích thớc rất nhỏ so với độ dài đờng (hoặc so với khoảng cách mà ta đề cập đến)

3 Kh¸i niÖm hÖ qui chiÕu: Mét hÖ quy chiÕu gåm :

- Một vật làm mốc, hệ toạ độ gắn với vật làm mốc thớc đo - Một mốc thời gian đồng hồ đo thời gian

4 Khái niệm quỹ đạo: Tập hợp tất vị trí chất điểm chuyển động tạo đờng định Đờng gọi quỹ đạo chất điểm

5 Khái niệm quãng đờng đợc: Quãng đờng vật đợc khoảng thời gian t độ dài quĩ đạo mà vật qua khoảng thời gian

6 Khái niệm véc tơ độ dời: Vectơ độ dời chất điểm: Vectơ đặc trng cho thay đổi vị trí vật khơng gian từ M1 (thời điểm t1) đến M2 (thời điểm

t2), cã gèc M1 M2 : x M1M2

* Nhận xét đặc điểm véc tơ độ dời chuyển động thẳng, chuyển động cong khoảng thời gian t ngắn

Với chuyển động thẳng : véc tơ độ dời trùng với quĩ đạo thời điểm  giá trị đại số x = x – x0

Với chuyển động cong: véc tơ độ dời khoảng thời gian t ngắn tiếp tuyến với quĩ đạo  độ lớn x = S

7 Khái niệm tốc độ :

- Tốc độ trung bình: thơng số quãng đờng đợc khoảng thời gian đợc quãng đờng cho biết mức độ nhanh, chậm chuyển động khoảng thời gian

- Tốc độ tức thời: Bằng thơng số quãng đờng đợc nhỏ khoảng thời gian nhỏ đợc quãng đờng đó, cho biết mức độ nhanh, chậm chuyển động thời điểm

- Véc tơ vận tốc tức thời :Vận tốc tức thời điểm A quĩ đạo (hoặc ở thời điểm tơng ứng tA) đại lợng đo tỉ số độ dời nhỏ M1M2 chứa

điểm A khoảng thời gian nhỏ t (chứa thời điểm tA) để vật thực độ dời

Êy t M M v 



 (t rÊt nhá)

9 Khái niệm gia tốc tức thời: Đại lợng vật lí đặc trng cho độ biến thiên nhanh hay chậm vận tốc thời điểm đo tỉ số độ biến thiên vận tốc khoảng thời gian xảy biến thiên

t v t t v v a           0

t rÊt nhá

10 Phơng trình chuyển động: cơng thức xác định vị trí vật thời điểm t quỹ đạo mối tơng quan hàm số toạ độ thời gian

Cã trờng hợp riêng sau :

* Chuyn ng thẳng đều: x = x0 + v.t

* Chuyển động thẳng biến đổi : x = x0 + v0.t + a.t2/2

11 C«ng thøc céng vËn tèc:

Vận tốc vật có tính chất tơng đối theo công thức cộng vận tốc sau:

23 12

13 V V

V  + 

13

V : Vận tốc tuyệt đối

12

V : TV tơng đối

23

V : v kÐo theo

* Chuyển động học chất điểm đợc chia thành trờng hợp riêng sau:

+ Thứ : Chuyển động thẳng (12): chuyển động thẳng chuyển động có quĩ đạo đờng thẳng

+ Thứ hai : Chuyển động tròn, mà ta đề cập đến chuyển động tròn đều (13): chuyển động tròn chuyển động có quĩ đạo đờng trịn có độ lớn véc tơ vận tốc tức thời (tốc độ tức thời) không đổi theo thời gian

+ Trờng hợp riêng thứ nhất: chuyển động thẳng (14): chuyển động thẳng có vận tốc tức thời không đổi theo thời gian

Công thức vận tốc đồ thị vận tốc chuyển động thẳng (16)

v

 = vect¬ h»ng sè

v = h»ng sè

Công thức độ dời phơng trình chuyển động thẳng (17)

§é dêi: x – x0 = vt

Phơng trình chuyển động thẳng đều: x = x0 + vt

+ Trờng hợp riêng thứ hai: Chuyển động thẳng biến đổi (15): chuyển động thẳng gia tốc tức thời không đổi

Công thức vận tốc, đồ thị vận tốc chuyển động thẳng biến đổi đều (18)

- C«ng thøc vËn tèc: v = x0 + at

- Đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng biến đổi đều:

Chuyển động thẳng nhanh dần

Chuyển động thẳng chậm dần

t t

v

v

0

O

v

t v

v

0

t v

v

0

v < a < v > 0, a >

t

1

t v

v0

t v

v

0

v < a <

o t1

Chuyển động chậm dần sau nhanh dần

Cơng thức độ dời phơng trình chuyển động thẳng biến đổi (19)

§é dêi : t

2 v v x

x 0  +

Phơng trình chuyển động : 0 at t v x

x + +

* Chuyển động thẳng biến đổi đợc chia thành trờng hợp riêng

+ Thứ : Chuyển động thẳng nhanh dần (20): chuyển động thẳng biến đổi có véc tơ gia tốc chiều với véctơ vận tốc

+ Thứ hai: chuyển động thẳng chậm dần (21): chuyển động thẳng biến đổi có véc tơ gia tốc ngợc chiều với véctơ vận tốc

13 Chuyển động tròn đều: chuyển động trịn có độ lớn véc tơ vận tốc tức thời (tốc độ tức thời) không đổi theo thời gian

- Đặc điểm vectơ vận tốc (24): Vectơ vận tốc tức thời điểm có ph-ơng vng góc với bán kính quỹ đạo điểm có độ lớn khơng đổi

- Tốc độ góc (25): Tốc độ góc đặc trng cho quay nhanh chậm quanh tâm O

cđa vÐc t¬ tia cđa chÊt ®iĨm :

t

 

 



- Chu kỳ T (26): Là khoảng thời gian để chất điểm hết vòng đờng tròn - Tần số f : số vòng chất điểm đợc 1s: f = 1/T

Rf T

R r

v 2 2

- Đặc điểm gia tốc chuyển động tròn (27): chuyển động tròn véc tơ gia tốc vng góc với vận tốc hớng vào tâm đờng trịn Nó đặc

ng cho biến đổi hớng véc tơ vận tốc đợc gọi véc tơ gia tốc hớng tâm, ký hiệu aht



§é lín : r

r v aht  2

2.3.2 Sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học, mục tiêu

dạy học kiến thức Độ dời - đặc điểm véctơ độ dời chuyển động thẳng “

và chuyển động cong khoảng thời gian t nhỏ ”

2.3.2.2 Mục tiêu dạy học

* KÕt qu¶ häc:

Trên quỹ đạo cho vật, ta vẽ vectơ độ dời khoảng thời gian ngày nhỏ, từ thắy ph ơng vectơ ngày gần với ph ơng tiếp tuyến với quỹ đạo, chiều trở thành chiều chuyển động độ lớn ngày gần quãng đ ờng đ ợc vật

M

1

M

2

M

3

M

0

- Chuyển động học vật thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian

Muốn biểu diễn thay đổi vị trí chất điểm không gian từ điểm M

1 thời điểm t1 đến điểm M2

thêi ®iĨm t

2 ta cã thĨ dïng mét vect¬ nh thÕ nµo?

Để biểu diễn thay đổi vị trí chất điểm khơng gian khoảng thời gian t = t2 -t1 ta dùng vectơ nối từ vị trí M1 chất điểm thời điểm t

1 đến vị trí M2 chất điểm thời điểm t2 Vectơ đ ợc gọi vectơ độ

dêi cña chất điểm khoảng thời gian nói

Nu xét khoảng thời gian t nhỏ vectơ độ dời có t ơng quan với quỹ đạo, chiều chuyển động quãng đ ờng đ ợc vật?

Nếu xét khoảng thời gian t nhỏ ph ơng vectơ độ trùng với ph ơng tiếp tuyến với quỹ đạo, chiều vectơ độ dời chiều chuyển động vật, độ lớn vectơ độ dời quãng đ ờng vật đ ợc khoảng thời gian ấy: x =

- Học sinh phát biểu đợc định nghĩa độ dời hiểu đợc ý nghĩa vectơ độ dời

- Học sinh hiểu đợc mối tơng quan phơng chiều vectơ độ dời quỹ đạo, độ lớn vectơ độ dời quãng ng i c ca cht im

* Quá trình häc:

- Học sinh đề xuất đợc việc sử dụng véctơ nối từ M1 đến M2 để biểu diễn

thay đổi vị trí chất điểm không gian

- Học sinh đề xuất đợc phơng án suy luận tìm mối tơng quan phơng chiều vectơ độ dời khoảng thời gian nhỏ với quỹ đạo chất điểm việc tìm mối tơng quan độ lớn vectơ độ dời khoảng thời gian t nhỏ với quãng đờng vật đợc khoảng thời gian

*Đề kiểm tra kết học

1 Vect dời chất điểm đợc xác định nh nào?

2 Chọn trục toạ độ Ox trùng với đờng thẳng quỹ đạo chuyển động thẳng Hãy xác định phơng vectơ độ dời Chiều độ lớn vectơ độ dời

2 1M

M đợc xác định qua toạ độ M1 M2 nh nào?

2.3.3 Sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học, mục tiêu dạy học kiến thức Tốc độ trung bình “ ”

2.3.3.1 Sơ đồ biểu đạt logic q trình nhận thức khoa học

2.3.3.2 Mơc tiêu dạy học. * Kết học

- Hc sinh phát biểu đợc định nghĩa tốc độ trung bình hiểu đợc ý nghĩa tốc độ trung bình

- Học sinh xác định đợc tốc độ trung bình chất điểm trờng hợp cụ thể

* Quá trình học:

- Hc sinh ỏp ứng đợc địi hỏi giáo viên việc tìm đại lợng đặc trng cho độ nhanh chậm chuyển ng

* Đề kiểm tra kết học

- Chuyển động học vật thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian

- Quãng đ ờng vật đ ợc khoảng thời gian t độ dài quĩ đạo mà vật qua khoảng thời gian

Để biểu diễn nhanh chậm khác chuyển động học, ta dùng đại l ợng nào?

- Để biểu diễn nhanh chậm khác chuyển động học, ta xét th ơng số s quãng đ ờng chất điểm đ ợc khoảng thời gian t Th ơng số đ ợc gọi tốc độ trung bình chất điểm khoảng thời gian t, kí hiệu v

1 Một xe chuyển động thẳng có tốc độ trung bình 18km/h 1/4 đoạn đờng đầu tốc độ 54km/h 3/4 đoạn đờng lại Tốc độ trung bình xe đoạn đờng là:

A 24km/h B 36km/h C 42km/h D kh¸c A, B, C

Một xe chuyển động thẳng hai khoảng thời gian t1 , t2 với tốc độ

trung bình khác v1 , v2 khác không khác Đặt vtb tốc độ trung

bình quãng đờng tổng cộng

Hãy trả lời câu hỏi từ đến Chọn câu Tốc độ trung bình có (các) tính chất sau đây?

A vtb B vtb v1 C vtb v2 D A, B, C

3 So s¸nh vtb víi v1 ta cã (c¸c) kết sau đây?

A vtb cú th  v1 B vtb  v1 C vtb  v1 D A, B, C ỳng

4 Tìm kết sai kết qu¶ sau:

A

2

2 1

t t

t v t v vtb

+ + 

B NÕu v2>v1 th× vtb  v1

C NÕu v2<v1 th× vtb < v1

D Nếu hai quãng đờng

2 v

2.3.4 Sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học, mục tiêu dạy học đề kiểm tra kết học tập kiến thức Tốc độ tức thời “ ”

2.3.4.1 Sơ đồ biểu đạt logic q trình nhận thức khoa học

2.3.4.2 Mơc tiêu dạy học. * Kết học:

- Hc sinh phát biểu đợc định nghĩa tốc độ tức thời hiểu đợc ý nghĩa tốc độ tức thời

- Học sinh xác định đợc tốc độ tức thời chất điểm trờng hợp cụ thể

- Quãng đ ờng s chất điểm đ ợc khoảng thời gian t độ dài quĩ đạo mà chất điểm qua khoảng thời gian

- Tốc độ trung bình khoảng thời gian t th ơng số quãng đ ờng đ ợc khoảng thời gian đ ợc quãng đ ờng cho biết mức độ nhanh, chậm chuyển động khoảng thời gian

Để xác định mức độ nhanh chậm chuyển động thời điểm, ta dùng đại l ợng nào?

- Từ ý nghĩa tốc độ trung bình nhận thấy: khoảng thời gian

t chứa thời điểm t xét ngắn giá trị tốc độ trung bình khoảng thời gian gần với giá trị tốc độ chuyển động thời điểm t Từ dẫn tới xét khoảng thời gian ngắn

* Quá trình học:

- Hc sinh xut c phơng án suy luận tự giải đợc phơng án đề việc tìm tốc độ tức thi

* Đề kiểm tra kết học tập

1 Một vật có tốc độ tức thời thời điểm t 2m/s Điều có nghĩa A Trong giây trớc thời điểm t vật đợc quãng đờng 2m

B Trong giây sau thời điểm t vật đợc quãng đờng 2m

C Nếu vật chuyển động thẳng kể từ thời điểm t giây vật đợc 2m

D A, B, C sai

2 Tốc độ tức thời vật đợc biểu diễn phơng trình tốn học sau: vtt

= 3+2t (m/s) Hãy xác định tốc độ tức thời vật thời điểm t = 2s

2.3.5 Sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học, mục tiêu dạy học đề kiểm tra kết học tập kiến thức Vận tốc tức thời “ ”

2.3.5.1 Sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học Vận “ tc tc thi

2.3.5.2 Mục tiêu dạy học

- Vectơ độ dời chất điểm: Vectơ đặc tr ng cho thay đổi vị trí vật không gian từ M

1 (thời điểm t1) đến M2 (thời điểm t2), có gốc M1

M

2 :

- Tốc độ tức thời: Để xác định mức độ nhanh chậm chuyển động thời điểm ta dùng đại l ợng đ ợc xác định th ơng số quãng đ ờng đ ợc s khoảng thời gian t với t nhỏ, đại l ợng đ ợc gọi tốc độ tức thời chất điểm thời điểm t:

- Trong khoảng thời gian t nhỏ, vectơ độ dời có độ lớn quãng đ ờng đ ợc chất điểm: x = s, có chiều chiều chuyển động chất điểm

Muốn đặc tr ng cho chuyển động nhanh chậm ph ơng chiều chuyển động thời điểm, ta dùng đại l ợng nào?

- Để đặc tr ng cho nhanh chậm chất điểm thời điểm, đại l ợng phải có độ lớn tốc độ tức thời

- Để đặc tr ng cho chiều chuyển động chất điểm thời điểm, đại l ợng phải có chiều vectơ độ dời khoảng thời gian nhỏ chứa thời điểm

Từ hai điều t ơng quan vectơ độ dời với quãng đ ờng đ ợc vật khoảng thời gian nhỏ ta nghĩ tới việc xét th ơng số khoảng thời gian t nhỏ

+Th ơng số có chiều nên đặc tr ng cho ph ơng chiều chuyển động điểm xét

+ Th ơng số có độ lớn , tốc độ tức thời chuyển động thời điểm xét nên đặc tr ng cho độ nhanh chậm chuyển động

Ta gọi th ơng số vận tốc tức thời chuyển động thời điểm t, kí hiệu

- Để đặc tr ng cho chuyển động nhanh chậm ph ơng chiều chuyển động thời điểm, ta dùng th ơng số gọi vận tốc tức thời điểm t:

víi t rÊt nhá

* KÕt qu¶ häc:

- Học sinh phát biểu đợc định nghĩa viết đợc biểu thức vận tốc tức thời - Học sinh hiểu đợc ý nghĩa vectơ vận tốc tức thời

* Quá trình học:

- Hc sinh xut đợc phơng án suy luận tự giải đợc phơng án đề việc tìm vận tốc tc thi

* Đề kiểm tra kết học tËp Chän c©u SAI

A Vectơ vận tốc tức thời thời điểm t có gốc vị trí chất điểm thời điểm đó, có phơng trùng với tiếp tuyến quỹ đạo có chiều trùng với chiều chuyển động chất điểm

B Độ lớn vận tốc tức thời tốc độ tức thời

C Vect¬ vËn tèc tøc thêi cã phơng trùng với trục Ox luôn hớng theo chiỊu d¬ng cđa trơc Ox

D Khi đổi chiều trục toạ độ Ox chiều vectơ vận tốc tức thời khơng đổi

2 Chän c©u SAI

2.4 Thí nghiệm tiến hành “Tính tơng đối chuyển động Cơng thức cộng vận tốc”

*Mục đích thí nghiệm: Khảo sát tính tơng đối chuyển động *Dụng cụ thí nghiệm (ảnh)

- Quả nặng (vật 1) - Xe (vật 2)

- Giá đỡ (vật 3) - Dây treo

* TiÕn hµnh thÝ nghiƯm:

- Mắc nặng vào xe, đặt xe lên giá đỡ (ảnh)

- Đánh dấu vị trí nặng

- Cho xe chuyển động giá đỡ theo phơng ngang, đồng thời nặng rơi xuống theo phơng thẳng đứng so với xe

- Đánh dấu vị trí nặng sau xe hết giá đỡ

2.5 Thiết kế tiến trình dạy học “Tính tơng đối chuyển động Công thức cộng vận tốc”

2.5.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng kiến thức

2.5.1.1 Các kết luận cần xây dựng câu hỏi đề xuất vấn đề tơng ứng.

Vấn đề 1: Giả sử vật dịch chuyển so với vật thứ hai độ dời x12

trong khoảng thời gian t, đồng thời vật hai dịch chuyển so với vật thứ ba độ dời x23 , Gọi độ dời vật lại dịch chuyển so với vật x13 Hỏi ba vectơ

độ dời có mối liên hệ tốn học nào? Làm để tìm mối liên hệ ấy? Tính tơng đối độ dời cịn khiến cho đại lợng vật lí khác có tính t-ơng đối?

Tiến hành thí nghiệm khảo sát mối liên hệ ba vectơ độ dời Từ kết quả thí nghiệm suy luận mối liên hệ toán học chúng:

23 12

13 x x

Nh độ dời vật hệ quy chiếu khác khác nhau, độ dời có tính tơng đối.

Tính tơng đối độ dời khiến cho quỹ đạo vectơ vận tốc có tính tơng đối: quỹ đạo vectơ vận tốc vật chuyển động hệ quy chiếu khác khác nhau.

Vấn đề 2:

- Vật chuyển động so với hệ quy chiếu gắn với vật với vận tốc v12

- Vật chuyển động so với hệ quy chiếu gắn với vật với vận tốc v23

- Vật chuyển động so với hệ quy chiếu gắn với vật với vận tốc v13

Vậy v13 phụ thuộc vào v12 v23 nh nào? Biểu thức có cho

thời điểm t khơng? Ta phát biểu biểu thức nh nào?

13

v phơ thc vµo v12 vµ v23 theo biĨu thøc: v13 v12 +v23

Biểu thức đợc gọi cơng thức cộng vận tốc.

- XÐt kho¶ng thời gian t nhỏ vectơ vận tốc v12 , v23 vµ

13

v vectơ vận tốc tức thời thời điểm t Khi cơng thức cộng vận tốc

vẫn đúng.

Phát biểu: Gọi v13 vận tốc tuyệt đối, v12 vận tốc tơng đối, v23 vận

tốc kéo theo ta phát biểu nh sau: Tại thời điểm, vectơ vận tốc tuyệt đối tổng vectơ vectơ vận tốc tơng đối vectơ vận tốc kéo theo.

2.5.1.2 Tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức sơ đồ logic tiến trình nhận thức Tính t“ ơng đối chuyển động Cơng thức cộng vận tốc”

Nội dung 1: Tính tơng đối độ dời, quỹ đạo vận tốc. Tiến trình nhận thức đợc diễn đạt nh sau:

Để làm rõ điều đó, ta giả sử vật dịch chuyển so với vật thứ hai độ dời

12

x

 khoảng thời gian t, đồng thời vật hai dịch chuyển so với vật thứ ba

một độ dời x23 , Gọi độ dời vật lại dịch chuyển so với vật x13

Vấn đề đặt là: Giữa ba vectơ độ dời có mối liên hệ toán học nào? Làm

nào để tìm mối liên hệ ấy? Tính tơng đối độ dời khiến cho đại lợng vật

lí khác có tính tơng đối?

Để tìm mối liên hệ tốn học ba vectơ độ dời trên, ta tiến hành thí nghiệm xác định đợc vectơ độ dời x12 , x23, x13

Tõ kÕt qu¶ thÝ nghiƯm ta nhËn thÊy: x13 x12+x23

Từ mối liên hệ vectơ độ dời quỹ đạo chuyển động

của vật ta thấy quỹ đạo hệ quy chiếu khác khác Vậy quỹ đạo có tính tơng đối

- Từ mối liên hệ vectơ độ dời vectơ vận tốc tức thời ta thấy vectơ vận tốc hệ quy chiếu khác khác Vậy vận tốc có tính tơng đối

Néi dung 2: C«ng thøc céng vËn tèc.

Tính tơng đối vận tốc đợc hiểu nh sau: vận tốc vật hệ quy chiếu khác khác Nh vậy, vấn đề đặt là:

Nếu ta gọi vật chuyển động xét vật và

- Vật chuyển động so với hệ quy chiếu gắn với vật với vận tốc v12

- Vật chuyển động so với hệ quy chiếu gắn với vật với vận tốc v23

- Vật chuyển động so với hệ quy chiếu gắn với vật với vận tốc v13

VËy v13 phơ thc vµo v12 vµ v23 nh thÕ nµo?

Ta thấy tính tơng đối vectơ vận tốc có liên quan đến tính tơng đối vectơ độ dời Vì có lẽ tìm đợc mối liên hệ vectơ vận tốc ta phải tìm mối liên hệ vectơ độ dời Và ta tìm mối liên hệ vectơ độ dời qua thí nghiệm Cụ thể ta đánh dấu vị trí vật so với vật 2, so với vật vị trí vật so với vật trớc sau vật 1, chuyển động Từ ta xác định đợc vectơ độ dời x12 , x23 x13 Dựa vào kết thí nghiệm ta dễ dàng

nhËn thÊy: x13 x12+x23

Sau có cơng thức này, để tìm mối liên hệ vectơ vận tốc ta chia hai vế cho t khoảng thời gian vật 1, chuyển động

13

x



23

x



12

x

t x t x t

x

  +    

 13 12 23

v13 v12 +v23

Công thức gọi công thức cộng vận tốc

Nu gi v13 vận tốc tuyệt đối, v12 vận tốc tơng đối v23 vận tốc

kÐo theo ta phát biểu nh sau:

sơ đồ logic tiến trình nhận thức “Tính tơng đối của chuyển động công thức cộng vận tốc”

- Tính t ơng đối chuyển động: Khi nói vật chuyển động ta cần phải nói rõ vật chuyển động so với vật làm mốc

- Quỹ đạo: Tập hợp vị trí chất điểm chuyển động tạo đ ờng định Đ ờng đ ợc gọi quỹ đạo chuyển động

- Độ dời: Vectơ đặc tr ng cho thay đổi vị trí vật không gian từ M

1 (thời điểm t1) đến M2 (thời điểm t2), có gốc M1 M2 :

- Vận tốc tức thời: đặc tr ng cho chuyển động nhanh chậm ph ơng chiều chuyển động thời điểm: với t nhỏ

Giả sử vật dịch chuyển so với vật thứ hai độ dời khoảng thời gian t, đồng thời vật dịch chuyển so với vật thứ ba độ dời độ dời mà vật dịch chuyển so với vật 3, gọi , có mối liên hệ toán học với hai vectơ , ? Làm để tìm mối liên hệ ấy?

Tõ kÕt qu¶ thÝ nghiƯm ta thÊy:

Nh độ dời vật hệ quy chiếu khác khác nhau, độ dời có tính t ơng đối

Đề xuất ph ơng án thí nghiệm khảo sát mối liên hệ ba vectơ độ dời Từ kết thí nghiệm suy luận mối liên hệ

toán học chúng

x

13

23

x



12

x



Tính t ơng đối độ dời khiến cho đại l ợng vật lí khác có tính t ơng đối?

- Từ mối liên hệ vectơ độ dời quỹ đạo chuyển động vật suy luận tính t ơng đối quỹ đạo - Từ mối liên hệ vectơ độ dời vectơ vận tốc tức thời suy luận tính t ơng đối vận tốc

- Vật chuyển động so với hệ quy chiếu gắn với vật với vận tốc - Vật chuyển động so với hệ quy chiếu gắn với vật với vận tốc - Vật chuyển động so với hệ quy chiếu gắn với vật với vận tốc Vậy phụ thuộc vào nh nào?

Từ mối liên hệ vectơ độ dời:

và biểu thức định nghĩa vectơ vận tốc suy luận mối quan hệ vectơ vận tốc

Chia hai vế cho t khoảng thời gian vật thực độ dời trên, ta có: 

phơ thc vµo vµ theo biĨu thøc:

Biểu thức đ ợc gọi công thức cộng vận tốc

Công thức cộng vận tốc có cho thời điểm t khơng? Tại sao? Ta phát biểu cơng thức cộng vận tốc nh nào?

- Xét khoảng thời gian t nhỏ vectơ vận tốc , vectơ vận tốc tức thời thời điểm t Khi cơng thức cộng vận tốc

Công thức cộng vận tốc cho mọt thời điểm t

Hãy xác định ph ơng chiều độ lớn theo tr ờng hợp: ph ơng chiều với , ph ơng ng ợc chiều với ,

* cïng ph ¬ng cïng chiỊu víi : v

13 = v12

+ v

23

* ph ơng ng ợc chiều với : v

13 = v12 -

v

23 

* :

12

v

13

v

23

v

12

v

23

v

13

v

13

v

23

v

12

2.5.2 Mục tiêu dạy học đề kiểm tra kết qu hc tp

2.5.2.1 Mục tiêu dạy học * KÕt qu¶ häc tËp:

+ Học sinh nắm vững tính tơng đối chuyển động thơng qua tính tơng đối độ dời, quỹ đạo vận tốc

+ Học sinh thiết lập đợc công thức cộng vận tốc vận dụng thành thạo vào bi

* Quá trình học:

+ Hc sinh đáp ứng đợc đòi hỏi giáo viên việc phát biểu đợc tính t-ơng đối quỹ đạo vận tốc

+ Học sinh đề xuất đợc phơng án thí nghiệm tìm mối liên hệ vectơ độ dời x12 , x23 , x13

+ Học sinh đề xuất phơng án thiết lập công thức công vận tốc + Học sinh tham gia vào q trình xây dựng cơng thức cộng vận tốc

+ Học sinh đáp ứng đợc đòi hỏi giáo viên việc xác định phơng chiều độ lớn v13 theo v12 v23 trờng hợp: v12 phơng chiều

víi v23 ,v12 phơng ngợc chiều với v23 v12 v23

* Đề kiểm tra kết học tập

Bài kiểm tra chủ đề “Tính tơng đối chuyện ng. Cụng thc cng tc

Phần 1: Trắc nghiệm khách quan:

Câu 1:

Câu 2:

Vẫn

trên

Ng-ời đứng bên đờng nhìn thấy vật nặng rơi theo quỹ đạo hình trên?

C©u 3:

Hai ô tô chuyển động thằng với độ lớn vận tốc v Khi gặp ngã t xe (1) chạy theo hớng Bắc, cịn xe (2) chạy theo hớng Đơng

Hớng sau hớng v21 ?

Một xe chuyển động thẳng đờng với vận tốc v Vào lúc xét bánh xe điểm có vị trí nh hình vẽ

Hãy trả lời câu hỏi bên dới từ câu đến câu vận tốc mặt đất điểm khác

C©u 4:

Trong số điểm cho, điểm có vận tốc tức thời mặt đất lớn nhất?

A ®iĨm M B ®iĨm N C điểm P D điểm Q

Câu 5:

Trong số điểm cho, điểm có vận tốc tức thời mặt đất triệt tiêu (tâm quay tức thời) ?

B C

A D.

1

v

B¾c

Nam

Đông Tây

2

v

D C

B A

N Q

A ®iĨm M B ®iĨm N C ®iĨm P D ®iĨm Q

C©u 6:

Trong số điểm dã cho, hai điểm có độ lớn vận tốc ?

A hai ®iĨm M, N B hai ®iĨm M, P

C hai ®iĨm N, Q D hai điểm khác A, B, C

Câu 7:

Vận tốc tức thời mặt đất có giá trị lớn ?

A v B 2v

C 2v D khác A, B, C

Câu 8:

Các giọt ma rơi thẳng đứng với vận tốc v1 Một xe lửa

chạy thẳng theo phơng ngang với vận tốc v2 = 17,3m/s 

10 m/s Các giọt ma rơi bám vào cửa kính chạy dọc

theo ca kớnh theo hng hp góc 300 với phơng thẳng đứng.

Vận tốc rơi thẳng hạt ma là:

A 34,6m/s B 30m/s C 11,5m/s D kh¸c A, B, C

C©u 9:

Một phà chạy xi dịng từ bến A đến bến B Khi chạy (động hoạt động nh lần đi)

Nếu phà hỏng máy trôi theo dịng nớc từ A đến B thời gian?

A giê B 12 giê C 15 D khác A, B, C

Câu 10:

Thang siêu thị đa khách từ tầng lên lầu hết phút Nếu thang ngừng khách phải lên lầu phút Nếu thang hoạt động mà khách bớc lên nh trớc bao lâu?

A 1/3 B 3/4 C D kh¸c A, B, C

2

v

Phần 2: Trắc nghiệm tự luận

Mt xung mỏy hớng mũi xuồng theo hớng Đông, ngang sông, với vận tốc khơng đổi 12m/s Dịng sơng chảy hớng Nam với vận tốc 3,5m/s

a Xác định vận tốc xuồng ngời đứng bờ

b Biết hai bờ cách 1200m Hỏi sau xuồng sang đến bờ bên kia?

2.5.3 Phơng tiện dạy học

Bộ thí nghiệm công thøc céng vËn tèc

2.5.4 Néi dung tãm t¾t trình bày bảng

Tớnh tng i ca chuyn ng Cơng thức cộng vận tốc.

1 Tính tơng đối chuyển động. a) Thí nghiệm:

- Mục đích thí nghiệm: Khảo sát mối liên hệ tốn học x12 , x23 13

x



- Dụng cụ thí nghiệm: Vật 1: nặng

Vật 2: xe lăn Vật 3: giá đỡ

- Tiến hành thí nghiệm:

- Kết quả: x13 x12 +x23

b) NhËn xÐt:

- Độ dời vật thực đợc so với vật khác khác Độ dời có tính tơng đối

Từ ta có:

- Hình dạng quỹ đạo chuyển động hệ quy chiếu khác khác nhau, quỹ đạo có tính tơng đối

- Vận tốc vật chuyển động hệ quy chiếu khác khác nhau, vận tốc có tính tơng đối

2 C«ng thøc céng vËn tèc. a)ThiÕt lËp c«ng thøc:

Tõ c«ng thøc: x13 x12 +x23

13

x



23

x



12

Chia c¶ hai vÕ cho t ta cã:

t x t x t x

  +    

 13 12 23

 v13 v12+v23

b) Độ lớn hớng v13 trờng hợp đặc biệt:

* v12 cïng ph¬ng cïng chiỊu víi v23 :

v13 = v12 + v23

* v12 phơng ngợc chiều với v23 :

v13 = v12 - v23 

* v12 v23:

2 23 12 13 v v

v  +

3 Bµi tËp vËn dơng. SGK

12

v

13

v

23

v

13

v

23

v

12

v

12

v

23

v

13

2.5.5 Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể.

I KiÓm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát O HÃy nêu khái niÖm vËn tèc tøc thêi

HS: Vận tốc tức thời vectơ đặc trng cho chuyển động nhanh chậm phơng chiều chuyển động thời điểm:

t x vtt

 

 víi t rÊt nhá

O Hãy nêu khái niệm độ dời quỹ đạo chuyển động vật Nêu mối liên hệ độ dời quỹ đạo?

HS:

- Độ dời vectơ đặc trng cho thay đổi vị trí vật khơng gian từ M1

(thời điểm t1) đến M2 (thời điểm t2), có gốc M1 M2 : xM1M2

- Quỹ đạo chuyển động vật tập hợp vị trí vật khơng gian - Tập hợp vectơ độ dời chất điểm khoảng thời gian t nhỏ liên tiếp ta đợc hình ảnh quỹ đạo chất điểm

II Đặt vấn đề vào bài.

O cấp học chuyển động có tính tơng đối Em lấy ví dụ tính tơng đối chuyển động?

HS tr¶ lêi:

 Nh ta thấy nói vật chuyển động phải nói rõ vật chuyển động vật làm mốc

Hơm vào “Tính tơng đối chuyển động Công thức cộng vận tốc” (GV ghi đề mục lên bảng)

III Giải nhiệm vụ học Tính tơng đối chuyển động *Tính tơng đối độ dời:

 Giả sử vật dịch chuyển so với vật thứ hai độ dời x12 khoảng

độ dời vật lại dịch chuyển so với vật x13 Hỏi ba vectơ độ dời có

mối liên hệ tốn học nào? Làm để tìm mối liên hệ ấy?

HS: Ta làm thí nghiệm: đo vectơ độ dời x12 , x23, x13 cho vật

chuyển động, sau rút mối liên hệ chúng

 Để tìm mối liên hệ véctơ độ dời, tơi tiến hành thí nghiệm nh sau

Vật nặng, đợc gắn vào xe lăn gọi vật Xe lăn chuyển động máng trợt gắn vào giá đỡ gọi vật Khi xe chuyển động máng nặng đồng thời chuyển động xe

Để tiến hành thí nghiệm, đánh dấu vị trí xe (vật 2) nặng (vật 1) so với giá đỡ (vật 3) vị trí nặng (vật 1) so với xe (vật 2) trớc sau vật chuyển động (vật coi nh đứng yên) Từ vị trí đợc đánh dấu này, xác định đợc vectơ độ dời x12 , x23 x13

(GV tiến hành thí nghiệm, học sinh quan sát) HS: Từ hình vẽ mà thí nghiệm thu đợc, ta có:

23 12

13 x x

x  + 

 Từ ta nói: Vectơ độ dời vật hệ quy chiếu khác khác nhau, độ dời có tính tơng đối

*Tính tơng đối quỹ đạo:

O Ta biết tập hợp vectơ độ dời chất điểm khoảng thời gian t nhỏ liên tiếp ta đợc hình ảnh quỹ đạo chất điểm Nh kết luận quỹ đạo vật hệ quy chiếu khác nhau?

HS: Quỹ đạo vật hệ quy chiếu khác khác Quỹ đạo chuyển động vật có tính tơng đối

 Để thấy rõ quỹ đạo có tính tơng đối, làm thí nghiệm nhỏ sau:

Di chun mét viªn phÊn dọc theo thớc kẻ, thớc kẻ dịch chuyển so với mặt bảng

O Em hóy cho biết viên phấn vẽ đờng nh lên thớc lên mặt bảng?

HS:

- Đối với mặt bảng: viên phấn vẽ nên đờng dích dắc, quỹ đạo viên phấn mặt bảng

13

x



23

x



12

- Đối với thớc kẻ: viên phấn theo quỹ đạo thẳng dọc theo thớc, quỹ đạo viên phấn thớc

 Nh tính tơng đối chuyển động thể chỗ quỹ đạo vật chuyển động xét hệ quy chiếu khác khác

* Tính tơng đối vận tốc.

O Ngồi ra, em cho biết cịn đại lợng có tính tơng đối tính tơng đối độ dời? Hãy lấy ví dụ minh hoạ

HS: Vận tốc có tính tơng đối Biểu thức định nghĩa vận tốc tức thời

t x vtt

 

 Khi x c¸c hƯ quy chiÕu kh¸c khác vectơ vtt

vy Nh tính tơng đối chuyển động thể vận tốc chuyển động Ví dụ minh hoạ: Một ngời ngồi tàu hoả chạy đứng yên so với tàu hoả (v = 0) nhng chuyển động so với ngời đứng mặt đất (v  0)

GV: Đúng Ta dễ dàng nhận thấy điều từ biểu thức định nghĩa

cña vËn tèc tøc thêi

t x vtt

 

 Nh tính tơng đối chuyển động thể vận

tốc chuyển động

Em trả lời câu hỏi phiếu học tập: Lấy ví dụ tính tơng đối chuyển động, 01 ví dụ làm rõ tính tơng đối độ dời quỹ đạo, 01 ví dụ làm rõ tính tơng đối vận tốc

HS trả lời vào phiếu học tập

2 C«ng thøc céng vËn tèc. a) ThiÕt lËp c«ng thøc

 Nếu ta gọi vật chuyển động xét vật 1, hệ quy chiếu A gắn với vật mốc gọi vật hệ quy chiếu A vật có vận tốc v12

Gäi vật mốc gắn với hệ quy chiếu B vật th× hƯ quy chiÕu B vËt cã vËn tèc v13

Ngoài ra, vật chuyển động so với vật với vận tốc v23

O Vậy v13 phụ thuộc vào v12 v23 nh nào? Làm để tìm mối

HS: Từ mối liên hệ vectơ độ dời biểu thức vận tốc mà đa mối liên hệ v12 , v23 v13 :

t x t x t x

  +    

 13 12 23

 v13 v12 +v23

 BiÓu thức gọi công thức cộng vận tốc

O Cơng thức cộng vận tốc có cho thời điểm t không? Tại sao?

HS: Công thức cộng vận tốc thời điểm t khoảng thời gian

t ta xÐt cã thĨ ngắn

Thụng thng ngi ta chn vật vật đứng yên so với mặt đất, vật vật chuyển động so với mặt đất Vì vận tốc vật so với vật gọi vận tốc tuyệt đối, vận tốc vật so với vật đợc gọi vận tốc tơng đối vận tốc vật so với vật đợc gọi vận tốc kéo theo

O Nh vËy ta cã thĨ ph¸t biểu công thức cộng vận tốc nh nào?

HS: Tại thời điểm t, vectơ vận tốc tuyệt đối tổng vectơ vận tốc tơng đối vectơ vận tốc kéo theo

b) Độ lớn hớng v13 trờng hợp đặc biệt:

 Công thức công thức cộng vectơ cho trờng hợp tổng quát Tuy nhiên xét vào trờng hợp cụ thể ta phải xác định đợc hớng độ lớn cụ thể vectơ v13 Ta xét số trờng hợp cụ thể

(GV yêu cầu học sinh làm việc với phiếu học tập, đồng thời gọi học sinh lên bảng trờng hợp GV bao quát lớp kiểm tra công việc học sinh)

 GV tổng kết:

Đối với trờng hợp v12 ph¬ng cïng chiỊu víi v23 :

- Híng cđa v13 hớng với v12 v23

- Độ lín: v13 = v12 + v23

- Hớng v13 hớng với v12 v23 tuỳ theo độ lớn vectơ lớn

h¬n

- §é lín: v13 = v12 - v23 

Đối với trờng hợp v12 vuông góc với v23 :

- Hớng v13 đợc xác định theo quy tắc hình bình hành

- §é lín:

23 12 13 v v

v  +

 Đối với trờng hợp tổng quát, để xác định đợc hớng độ lớn v13

ng-ời ta thờng sử dụng định lí hàm số cos tam giác Định lí em đợc học chơng trình tốn lớp 10 Tuy nhiên tập vật lí thờng gặp trờng hợp đặc biệt

IV Kh¸i qu¸t, cđng cè kÕt qu¶

O Hãy nêu lại tính tơng đối chuyển động

kÕt ln ch¬ng II

Trong chơng chúng tơi đặc biệt quan tâm đến vấn đề sau:

- Nghiên cứu tài liệu khoa học viết khái niệm phần Động học chất điểm nhằm phân tích nội dung kiến thức khoa học phần nµy

- Cấu trúc lại nội dung chơng Động học chất điểm chơng trình Vật lý 10, lập sơ đồ biểu đạt logic tiến trình nhận thức khoa học cho đáp ứng đợc đòi hỏi phơng pháp luận tiến trình khoa học xây dựng tri thức, đồng thời phù hợp với trình độ nhận thức học sinh đơn vị kiến thức cụ thể “Tính tơng đối chuyển động Công thức cộng vận tốc”

- Soạn thảo tiến trình dạy học cụ thể “Tính tơng đối chuyển động Công thức cộng vận tốc”

Chúng sử dụng tình học tập để đa học sinh vào hoạt động giải vấn đề tình chúng tơi cung cấp thơng tin liệu để tạo điều kiện xuất phát cần thiết cho học sinh giải vấn đề Để giúp học sinh tích cực, tự chủ giải vấn đề chiếm lĩnh kiến thức, sử dụng kiểu định hớng khái qt chơng trình hố Việc thiết kế xây dựng đơn vị kiến thức đợc thiết kế theo pha tiến trình dạy học giải vấn đề

Tiến trình hoạt động dạy học “Tính tơng đối chuyển động Cơng thức cộng vận tốc” đợc trình bày nh sau:

- Sơ đồ cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng kiến thức - Mục tiêu dạy học đề kiểm tra kết học tập

- Ph¬ng tiƯn d¹y häc

- Nội dung tóm tắt trình bày bảng - Tiến trình hoạt động dạy học cụ th

Chơng iii Thực nghiệm s phạm

3.1 Mục đích thực nghiệm s phạm

+ Đánh giá tính khả thi tình học tập tiến trình dạy học, nội dung thiết kế thơng qua việc phân tích thực nghiệm Trên sở sửa đổi bổ sung, hồn thiện tiến trình dạy học soạn thảo

+ So sánh, đối chiếu kết học tập lớp thực nghiệm với lớp đối chứng để đánh giá hiệu hoạt động dạy học theo tiến trình soạn thảo việc phát huy tính tích cực tự chủ chiếm lĩnh kiến thức học sinh

3.2 Đối tợng thực nghiệm s phạm.

Học sinh lớp 10 trờng THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam

+ Lớp đối chứng: lớp 10S, ngời dạy giáo Phạm Vũ Bích Hằng + Lớp thực nghiệm: lớp 10H, tơi trực tiếp giảng dạy

+ Trình độ kết học tập mơn Vật lí hai lớp nhìn chung tơng đ-ơng Kết kiểm tra chất lợng khảo sát trình độ xuất phát hai lớp trớc tiến hành thực nghiệm s phạm lớp:

Líp SÜ sè Giái Khá Trung

bình Yếu Kém

Đối chứng 33 14 16 0

Thùc nghiÖm 33 16 15 0

3.3 Phơng pháp thực nghiệm

- Lớp đối chứng lớp đợc dạy bình thờng

- Lớp thực nghiệm lớp đợc dạy theo tiến trình soạn thảo chơng II

Chúng tiến hành dạy, dự giờ, quay băng video ghi chép diễn biến học… Sau tiết học có trao đổi với giáo viên, học sinh, rút kinh nghiệm để sau học tốt Cuối đợt thực nghiệm tiến hành kiểm tra lớp đối chứng lớp thực nghiệm để đánh giá hiệu tiến trình dạy học đợc soạn thảo

3.4 KÕ ho¹ch thùc nghiƯm s ph¹m

Thời gian: tháng 10 năm 2006

3.5 Kết thực nghiệm s phạm

3.5.1 Phân tích diễn biến cụ thể tiến trình dạy học thực nghiệm Tính

tơng đối chuyển động Công thức cộng vận tc

* Đảm bảo điều kiện xuất phát:

O HÃy nêu khái niệm vận tốc tøc thêi

HS: Vận tốc tức thời vectơ đặc trng cho chuyển động nhanh chậm phơng chiều chuyển động thời điểm:

t x vtt

 

 víi t rÊt nhá

trong x vectơ độ dời chất điểm khoảng thời gian t

O Hãy nêu khái niệm độ dời quỹ đạo chuyển động vật Nêu mối liên hệ độ dời quỹ đạo?

HS: -Độ dời vectơ đặc trng cho thay đổi vị trí vật khơng gian từ M1 (thời điểm t1) đến M2 (thời điểm t2), có gốc M1 M2 :

2 1M

M x  

- Quỹ đạo chuyển động vật tập hợp vị trí vật không gian GV bổ sung: Tập hợp vectơ độ dời chất điểm khoảng thời gian t nhỏ liên tiếp ta đợc hình ảnh quỹ đạo chất điểm đó, độ dời ảnh hởng trực tiếp đên quỹ đạo

Nội dung 1: Tính tơng đối chuyển động. *Tính tơng đối độ dời:

 Giả sử vật dịch chuyển so với vật thứ hai độ dời x12 khoảng

thời gian t, đồng thời vật hai dịch chuyển so với vật thứ ba độ dời x23 , Gọi

độ dời vật lại dịch chuyển so với vật x13 Hỏi ba vectơ độ dời có

mối liên hệ toán học nào? Làm để tìm mối liên hệ ấy?

HS: Ta làm thí nghiệm: đo vectơ độ dời x12 , x23, x13 cho vật

chuyển động, sau rút mối liên hệ chúng

 Để tìm mối liên hệ véctơ độ dời, tơi tiến hành thí nghiệm nh sau

Vật nặng, đợc gắn vào xe lăn gọi vật Xe lăn chuyển động máng trợt gắn vào giá đỡ gọi vật Khi xe chuyển động máng nặng đồng thời chuyển động xe

sau vật chuyển động (vật coi nh đứng yên) Từ vị trí đợc đánh dấu này, xác định đợc vectơ độ dời x12 , x23 x13

(GV tiÕn hµnh thÝ nghiƯm, häc sinh quan s¸t)

GV yêu cầu HS xác định vectơ x12 , x23 x13

O Từ kết thí nghiệm, cho biết mối liên hệ vectơ độ dời?

HS: Từ hình vẽ mà thí nghiệm thu đợc, ta có:

23 12

13 x x

x  + 

 Từ ta nói: Vectơ độ dời vật hệ quy chiếu khác khác nhau, độ dời có tính tơng đối

*Tính tơng đối quỹ đạo:

O Ta biết tập hợp vectơ độ dời chất điểm khoảng thời gian t nhỏ liên tiếp ta đợc hình ảnh quỹ đạo chất điểm Nh kết luận quỹ đạo vật hệ quy chiếu khác nhau?

HS: Quỹ đạo vật hệ quy chiếu khác khác Quỹ đạo chuyển động vật có tính tơng đối

 Để thấy rõ quỹ đạo có tính tơng đối, làm thí nghiệm nhỏ sau:

Di chun viên phấn dọc theo thớc kẻ, thớc kẻ dịch chuyển so với mặt bảng

O Em hÃy cho biết viên phấn dịch chuyển nh thÕ nµo so víi chiÕc thíc vµ so víi mặt bảng?

HS:

- i vi mt bng: viên phấn vẽ nên đờng dích dắc Đó quỹ đạo viên phấn mặt bảng

- Đối với thớc kẻ: viên phấn theo quỹ đạo thẳng dọc theo thớc, quỹ đạo viên phấn thớc

 Nh tính tơng đối chuyển động thể chỗ quỹ đạo vật chuyển động xét hệ quy chiếu khác khác

* Tính tơng đối vận tốc.

O Ngồi ra, em cho biết cịn đại lợng có tính tơng đối tính tơng đối độ dời? Hãy lấy ví dụ minh hoạ

13

x



23

x



12

HS: Vận tốc có tính tơng đối Biểu thức định nghĩa vận tốc tức thời

t x vtt

 

 Khi x hệ quy chiếu khác khác vect¬ vtt cịng

vậy Nh tính tơng đối chuyển động thể vận tốc chuyển động Ví dụ minh hoạ: Một ngời ngồi tàu hoả chạy đứng yên so với tàu hoả (v = 0) nhng chuyển động so với ngời đứng mặt đất (v  0)

GV: Đúng Ta dễ dàng nhận thấy điều từ biểu thức định nghĩa

cña vËn tèc tøc thêi

t x vtt

 

 Nh tính tơng đối chuyển động thể vận

tốc chuyển động

Em trả lời câu hỏi phiếu học tập: Lấy ví dụ tính tơng đối chuyển động, 01 ví dụ làm rõ tính tơng đối độ dời quỹ đạo, 01 ví dụ làm rõ tính tng i ca tc

HS trả lời vào phiếu học tập

GV yêu cầu hai học sinh nãi vỊ vÝ dơ cđa m×nh

Néi dung 2: C«ng thøc céng vËn tèc. a) ThiÕt lËp c«ng thøc

 Nếu ta gọi vật chuyển động xét vật 1, hệ quy chiếu A gắn với vật mốc gọi vật hệ quy chiếu A vật có vận tốc v12

Gọi vật mốc gắn với hệ quy chiếu B vËt th× hƯ quy chiÕu B vËt cã vËn tèc v13

Ngoài ra, vật chuyển động so với vật với vận tốc v23

O Vậy v13 phụ thuộc vào v12 v23 nh nào? Làm để tìm mối

quan hệ đó?

HS: Từ mối liên hệ vectơ độ dời biểu thức vận tốc mà đa mối liên hệ v12 , v23 v13 :

t x t x t x

  +    

 13 12 23

 BiÓu thức gọi công thức cộng vận tốc

O Cơng thức cộng vận tốc có cho thời điểm t không? Tại sao?

HS: Công thức cộng vận tốc thời điểm t khoảng thời gian

t ta xÐt cã thĨ ngắn

Thụng thng ngi ta chn vật vật đứng yên so với mặt đất, vật vật chuyển động so với mặt đất Vì vận tốc vật so với vật gọi vận tốc tuyệt đối, vận tốc vật so với vật đợc gọi vận tốc tơng đối vận tốc vật so với vật đợc gọi vận tốc kéo theo

O Nh vËy ta cã thĨ ph¸t biểu công thức cộng vận tốc nh nào?

HS: Vectơ vận tốc tuyệt đối tổng vectơ vận tốc tơng đối vectơ vận tốc kéo theo

Cần ý công thức cộng vận tốc tức thời, nên ta phải bắt đầu câu phát biểu với thời điểm t Em phát biểu lại công thức này?

HS: Ti thi điểm t, vectơ vận tốc tuyệt đối tổng vectơ vận tốc tơng đối vectơ vận tốc kéo theo

c) Độ lớn hớng v13 trờng hợp đặc biệt:

 Công thức công thức cộng vectơ cho trờng hợp tổng quát Tuy nhiên xét vào trờng hợp cụ thể ta phải xác định đợc hớng độ lớn cụ thể vectơ v13 Ta xét số trờng hợp cụ thể

* Trêng hỵp v12 cïng ph¬ng cïng chiỊu víi v23 :

O Các em hÃy vẽ vectơ v12 , v23 v13 v12 cïng ph¬ng cïng chiỊu

với v23 xác định độ lớn v13 theo v12 v23 vào phiếu học tập

HS thùc hiƯn yªu cÇu cđa GV

GV mời học sinh lên bảng làm cơng việc tơng tự Sau GV u cầu HS khác nhận xét

 GV kÕt ln:

- Híng cđa v13 cïng híng víi v12 v23

- Độ lớn: v13 = v12 + v23

* Trờng hợp v12 phơng ngợc chiều víi v23 :

 GV yêu cầu HS làm tơng tự nh trờng hợp

- Hớng v13 hớng với v12 v23 tuỳ theo độ lớn vectơ lớn

hơn

- Độ lớn: v13 = v12 - v23

* Trờng hợp v12 vuông góc với v23 :

 GV yêu cầu HS làm tơng tự nh trờng hợp

 GV kÕt luËn:

- Hớng v13 đợc xác định theo quy tắc hình bình hành

- §é lín:

23 12 13 v v

v  +

 Đối với trờng hợp tổng quát, để xác định đợc hớng độ lớn v13

ng-ời ta thờng sử dụng định lí hàm số cos tam giác Định lí em đợc học chơng trình tốn lớp 10 Tuy nhiên tập vật lí thờng gặp trờng hợp đặc biệt

3.5.2 Mét sè nhËn xÐt giê häc:

Néi dung 1:

Mục tiêu dạy học phần học sinh đề xuất đợc việc xét tính tơng đối chuyển động thông qua đại lợng vật lý vectơ độ dời vectơ vận tốc Đây kiến thức “tuy quen mà lạ” em đợc học tính tơng đối chuyển động chơng trình Vật lý cấp 2, nhiên lại cha có cách hiểu tổng quát xác

Qua số ví dụ đơn giản lập luận logic GV định hớng, HS khơng gặp nhiều khó khăn việc chiếm lĩnh tri thức cách tích cực, tự chủ

Néi dung 3:

Mục tiêu dạy học phần HS đề xuất đợc phơng án thí nghiệm cộng vận tốc, tham gia vào q trình xây dựng cơng thức cộng vận tốc tự lực việc xác định hớng độ lớn v13 số trờng hợp cụ thể

GV tổ chức định hớng hành động học HS, qua em huy động đợc vốn hiểu biết thực tế nh kiến thức học đáp ứng tốt địi hỏi GV Tuy nhiên sở vật chất có hạn nên GV phải trực tiếp làm thí nghiệm Điều hạn chế khả thực hành HS thực thí nghiệm đơn giản, HS tự làm

ë líp thùc nghiƯm:

+ GV cố gắng tạo điều kiện xuất phát cần thiết để HS có sở định hớng suy nghĩ nên HS huy động vận dụng đợc vốn kiến thức đề đáp ứng yêu cầu GV trình xây dựng kiến thức Qua thực nghiệm, chúng tơi nhận thấy HS mạnh dạn, tự tin, tích cực việc tham gia đề xuất việc xét tính tơng đối chuyển động thông qua đại lợng vật lý đề xuất phơng án thí nghiệm

+ Với việc tổ chức hớng dẫn GV nh tiến trình soạn thảo phát huy đợc tính tích cực, tự chủ HS góp phần tạo khơng khí sơi tiết học

+ Tiến trình dạy học nh soạn thảo phù hợp với thực tế lớp, vừa sức HS, đáp ứng đợc mục tiêu mà tiết học đề

+ Tuy nhiên nhận thấy phận HS cịn có thói quen chờ đợi gợi ý, giảng giải, thông báo từ phía GV, việc đề xuất đa phơng án thí nghiệm cịn tơng đối thụ động Việc đợc cải thiện GV chia lớp thành nhóm nhỏ cho thảo luận tự làm thí nghiệm

ở lớp đối chứng:

GV đa số ví dụ ban đầu để HS hiểu đợc tính tơng đối chuyển động thông qua vectơ độ dời vectơ vận tốc Tuy nhiên GV không tổ chức định h-ớng hoạt động mà đa kiến thức từ đầu Điều vơ tình khiến HS vào tình thụ động, chấp nhận kiến thức dới dạng thông báo mà tiếp thu biện chứng

Đối với phần “Công thức cộng vận tốc”, GV không hớng dẫn HS đề xuất ph-ơng án thí nghiệm, khơng xây dựng cơng thức cộng vận tốc thơng qua thí nghiệm mà dùng toán cụ thể để xác định vectơ v13 số trờng

hợp cụ thể Sau GV khái qt hố trờng hợp cụ thể thành cơng thức cộng vận tốc trờng hợp tổng qt Điều khiến HS khơng có đợc nhìn tổng quát kiến thức vật lý nhiều thời gian phải xét toán cộng vận tốc nhiều lần Vì HS có cảm giác phải lĩnh hội nhiều kiến thức hơn, chơng trình học nặng nề

3.5.3 Sơ đánh giá hiệu tiến trình soạn thảo với việc nắm vững kiến thức học sinh.

quả hoạt động học tập HS trình dạy học kết hợp với đánh giá Sau học, cho HS làm kiểm tra viết 20 phút

3.5.3.1 Phân tích đầu kiểm tra.

Cõu câu 2: Hai câu yêu cầu HS nhận biết đợc tính tơng đối chuyển động thơng qua quỹ đạo vật hệ quy chiếu khác

Câu 3: Câu yêu cầu HS nhận biết đợc tính tơng đối chuyển động thơng qua vận tốc vật hệ quy chiếu khác

Câu 4, 5, 6, 7: Các câu yêu cầu HS hiểu rõ vận dụng đợc công thức cộng vận tốc, mức độ dành cho HS trở lên

Câu 8: Câu yêu cầu HS hiểu rõ vận dụng đợc công thức cộng vận tốc, mức độ dành cho Hs từ trung bình trở lên

Câu 9, 10: Các câu yêu cầu HS sử dụng linh hoạt đợc công thức cộng vận tốc tính tốn, mức độ dành cho HS trở lên

Bài tập tự luận: Bài yêu cầu HS áp dụng đợc công thức cộng vận tốc mức độ tơng đối dễ

3.5.3.2 Xư lý kÕt qu¶ thống kê toán học.

so sỏnh kt thu đợc từ kiểm tra với hai đối tợng thử nghiệm, sử dụng đại lợng X , S2 , S V đó:

+ Trung b×nh céng X :







n i

i iX

f N X

1

víi Xi lµ điểm số, fi tần số, N số học sinh

+ Phơng sai S2 độ lệch tiêu chuẩn S tham số đo mức độ phân tán của





 



n i i i

X X f N

S

1

2

2 ( )

1

2 S S 

+ Hệ số biến thiên V mức độ phân tán:

100

X S

V %

1 Bảng thống kê kết qu¶ kiĨm tra

2

Xử lý kết để tính tham số vẽ đồ thị tần suất tần suất luỹ tích Tần

sè (fi)

Líp sèSÜ (N)

§iĨm (Xi)

Điểm trung bình (X

)

0 10

Thùc

nghiÖm 33 0 0 12 7,4

Lớp đối chứng X =5,4

Xi fi Xi X

2 ) (Xi  X

2 )

(X X

fi i 

TÇn suÊt Wi (%)

TÇn suÊt luü tÝch Wi (<=i)

0 0

1 -4.4 19,36 19,36 3

2 -3.4 11,56 23,12 6,2 9,2

3 -2.4 5,76 17,28 9,1 18,3

4 -1,4 1,96 5,88 9,1 27,4

5 -0,4 0,16 0,96 18,2 45,6

6 0,6 0,36 2,88 24,2 69,8

7 1,6 2,56 20,48 24,2 94

8 2,6 6,76 6,76 97

9 3,6 12,96 12,96 100

10 0 100

Líp thùc nghiƯm X =7,4

Xi fi Xi X

2 ) (Xi  X

2 )

(X X

fi i 

TÇn suÊt Wi (%)

TÇn suÊt luü tÝch Wi (<=i)

0 0

1 0

2 0

3 0

4 -3,4 11,56 11,56 3

5 -2,4 5,76 11,52 6,1 9,1

6 -1,4 1,96 13,72 21,2 30,3

7 -0,4 0,16 0,8 15,2 45,5

8 12 0,6 0,36 4,32 36,4 81,9

9 1,6 2,56 10,24 12 93,9

10 2,6 6,76 13,52 6,1 100

Céng 33 65,68

Các tham số đặc trng. Tham số

Líp X S2 S V%

Thùc nghiÖm 7,4 2,05 1,44 19,5%

§èi chøng 5,4 3,4 1,84 34,1%

Đánh giá kết qu¶

- Điểm trung bình cộng lớp thực nghiệm (7,4) cao lớp đối chứng (5,4) - Hệ số biến thiên giá trị điểm số lớp thực nghiệm (19,5%) nhỏ lớp đối chứng (34,1%) nghĩa độ phân tán điểm số xung quanh điểm trung bình lớp thực nghiệm nhỏ lớp đối chứng

- Đờng tần suất đờng tần suất luỹ tích hội tụ lùi lớp thực nghiệm nằm bên phải phía dới đờng tần suất tần suất luỹ tích lớp đối chứng Điều chứng tỏ chất lợng nắm vững vận dụng kiến thức lớp thực nghiệm lớp đối chứng

Để khẳng định rõ kết học tập lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng có phải phơng pháp hay khơng, chúng tơi tiến hành sử dụng cách phân tích số liệu phơng pháp thống kê

* Trớc hết ta kiểm định phơng sai: Ta có: SDC2 =3,4

2

TN

S = 2,05

+ Gi¶ thuyÕt H0 : Sự khác phơng sai kh«ng cã ý nghÜa, hay

DC

S =

TN

S

+ Gi¶ thuyÕt H1 : Sự khác phơng sai cã ý nghÜa, hay 

DC

S

TN

S

+ Chọn xác suất sai lầm =0,05 + Đại lợng kiểm định:

66 , 05 , , 2    TN DC S S F

+ Tra bảng tìm F bảng phân phối F ứng với mức bậc tự ta

cã F=1,75

V× F = 1,66 < F = 1,75 nên ta chấp nhận giả thuyết H0 : Sự khác

các phơng sai tổng thể mà hai mẫu xuất phát

* Kiểm định giá trị trung bình

,



DC

+ Chọn xác suất sai lầm = 0,05

+ Giả thuyết H0 : Sự khác giá trị trung bình ý nghĩa,

hay XDC XTN

Giả thuyết H1 : Sự khác giá trị trung bình có ý nghÜa, hay

TN DC X

X 

+ Đại lợng kiểm định:

DC TN DC TN DC TN N N N N S X X t +  ( ) víi 65 , 33 33 , ) 33 ( 05 , ) 33 ( ) ( )

( 2

  +  +    +  +   DC TN DC DC TN TN N N S N S N S VËy: , , 16 65 , ) , , (    t

Tra t=1,96

+ Vì t > t nên ta chấp nhận giả thuyết H1 : Sự khác giá trị trung

bình có ý nghĩa, hay XDC XTN

kÕt luËn ch¬ng III

Qua việc tổ chức theo dõi phân tích diễn biến học thực nghiệm s phạm, kết hợp với trao đổi giáo viên học sinh, cho học sinh làm kiểm tra xử lí kết kiểm tra theo kiểm định thống kê toán học, chúng tơi có nhận xét sau đây:

- Về bản, nội dung tiến trình dạy học đợc soạn thảo tơng đối phù hợp với thực tế học sinh Việc tổ chức tình học tập định hớng hành động học tập cho học sinh với hệ thống câu hỏi hớng dẫn vừa sức kích thích hứng thú học tập, lơi học sinh vào hoạt động tích cực, tự chủ giải vấn đề trình học tập chiếm lĩnh tri thức

- Logic học đợc soạn thảo phù hợp với tiến trình giải vấn đề, tạo điều kiện cho học sinh làm quen với việc giải vấn đề theo pha tiến trình dạy học giải vấn đề

- Trong trình học tập học sinh đợc đề xuất dự đoán, trao đổi, thảo luận, đ-ợc diễn đạt ý kiến, suy nghĩ qua rèn luyện học sinh khả t logic Đồng thời qua hoạt động này, giáo viên kiểm soát đợc hoạt động nhận thức học sinh, kịp thời khắc phục khó khăn vớng mắc hồn chỉnh bổ sung tình huống, câu hỏi định hớng nhằm hồn thiện tiến trình dạy học soạn thảo

- Các phân tích thực nghiệm chứng tỏ với cách soạn thảo nội dung ph-ơng pháp dạy học chất lợng nắm vững kiến thức học sinh tốt Nội dung tiến trình dạy học soạn thảo khơng góp phần phát triển t sáng tạo học sinh mà cịn góp phần nâng cao chất lợng kiến thức

Tuy vËy chóng t«i nhËn thÊy vÉn số hạn chế sau:

- Vic chun bị dạy học theo tiến trình soạn thảo tốn nhiều thời gian công sức giáo viên địi hỏi chuẩn bị cơng phu, kĩ lỡng

- Việc thực nghiệm đợc tiến hành lớp có từ 30 đến 35 học sinh nhng thực tế nay, đa số lớp học có 40 học sinh

kÕt luận luận văn

i chiu vi mc ớch nghiên cứu với nhiệm vụ đề tài, chúng tơi xin có số kết luận sau:

1 Trên sở luận điểm khoa học nghiên cứu chiến lợc dạy học nhằm phát triển hoạt động tìm tòi sáng tạo giải vấn đề t khoa học học sinh, đề tài xây dựng đợc nội dung tiến trình dạy học số kiến thức ch-ơng “Động học chất điểm”, lôi đợc học sinh vào hoạt động tích cực, tự chủ tìm tòi giải vấn đề, chiếm lĩnh tri thức

2 Quá trình thực nghiệm s phạm chứng tỏ tính khả thi tiến trình hoạt động dạy học soạn thảo.Chúng cấu trúc lại nội dung kiến thức chơng “Động học chất điểm” đồng thời soạn thảo tiến trình dạy học cho số kiến thức cụ thể, điều đem lại hiệu cao việc nắm vững kiến thức mà phát triển đợc khả t duy, phát huy đợc tính tích cực, tự chủ lực giải vấn đề học sinh Các nội dung kiến thức tiến trình dạy học dùng làm tài liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên THPT tổ chức dạy học phần kiến thức

3 Chúng cố gắng chuẩn bị đầy đủ thí nghiệm theo yêu cầu học Tiết học đợc ghi lại ảnh chụp băng hình để làm t liệu cho việc tham khảo, phân tích để từ rút ý kiến đóng góp cho việc dạy học phần “Động học chất điểm”

4 Do điều kiện thời gian có hạn, chúng tơi thực thực nghiệm s phạm vòng nên đánh giá tính hiệu cha mang tính khái quát Chúng tiếp tục phát triển theo chơng trình Vật lý 10 hai nâng cao tiếp tục thử nghiệm diện rộng, để đợc áp dụng cách đại trà

5 KiÕn nghị: Qua điều tra thực tế qua trình TNSP trờng phổ thông, xin có sè kiÕn nghÞ sau:

+ Để học có hiệu ngời giáo viên phải đóng vai trị định Vì vậy, cần thiết phải đổi dạy học đồng từ khâu xây dựng chơng trình SGK, sáhc tập, sách hớng dẫn giảng dạy, trang thiết bị đị dùng học tập, thí nghiệm, sở vật chất, phịng thí nghiệm…

Phô lôc: phiÕu häc tËp

1 Hãy lấy 02 ví dụ tính tơng đối chuyển động, 01 ví dụ làm rõ tính tơng đối độ dời quỹ đạo, 01 ví dụ làm rõ tính tơng đối vận tốc

2 Hãy trình bày kết thí nghiệm ( hình vẽ biểu thức) từ rút mối liên hệ v12 , v23 v13

3 Hãy rõ hớng độ lớn v13 trờng hợp sau:

* v12 cïng ph¬ng cïng chiỊu víi v23 :

* v12 cïng ph¬ng ngỵc chiỊu víi v23 :

* v12 v23

tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Ngọc Bảo (1995) Công nghệ dạy học với vấn

t chc trình dạy học THPT, Bộ Giáo dục

v o to

2. Lơng Duyên Bình (Tổng chủ biên kiêm Chủ biên) (2006) Vật lí 10, NXB Giáo dôc

12

v

23

v

12

v

23

v

12

v

23

v

12

v

23

3. Bïi Quang H©n, Ngun Duy Hiển, Nguyễn Tuyến (2006) Giải Toán trắc

nghiệm vật lí 10 nâng cao tập 1, NXB Giáo dục

4. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Phạm Quý T (Chủ biên) (2006) Vật lí 10 nâng cao, NXB Gi¸o dơc

5. Ngơ Diệu Nga (2003) Bài giảng chuyên đề Ph“ ơng pháp nghiên cứu khoa học vt lớ, H Ni

6 Nghị trung ơng II khoá VIII Đảng Cộng sản Việt Nam

7. Lê Thị Oanh (1999) Bài giảng chuyên đề phơng pháp nghiên cứu khoa học giáo dục, Hà Nội

8 Tài liệu bồi dỡng giáo viên thực chơng trình, sách giáo khoa lớp 10 THPT

môn Vật lí (2006), NXB Giáo dục

9. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hng, Phạm Xuân Quế (2004) Phơng pháp dạy

học vật lí trờng phổ thông, NXB Đại học S phạm Hà Nội

10.Nguyn c Thõm, Nguyn Ngc Hng Tổ chức hoạt động nhận thức cho học

sinh dạy học vật lí trờng phổ thông, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội

11.Phm Hu Tịng (2004) Dạy học vật lí trờng phổ thơng theo định hớng phát

triển hoạt động học tập tích cực, tự chủ, sáng tạo t khoa học, NXB i hc

S phạm

12.Phạm Hữu Tòng (1996) Hình thành kiến thức, kĩ phát triển trí tuệ năng

lực sáng tạo học sinh dạy học vật lí (bồi dỡng thờng xuyên PTTH),

NXB Giáo dục

13.Phạm Hữu Tòng (2001) Lí luËn d¹y häc vËt lÝ ë trêng trung häc, NXB Gi¸o dơc

14.Đỗ Hơng Trà (2004) Bài giảng chun đề Logic học dạy học vật lý “ ”

15.Phạm Quý T (Chủ biên) (2006) Hớng dẫn làm tập ôn tập vật lí 10 nâng cao, NXB Giáo dục

16.Văn kiện Đại hội VIII Đảng Cộng sản Việt Nam (1996) NXB Chính trị Quốc

gia Hà Nội

17.Văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần IX (2001) NXB Chính trị Quốc gia Hà Nội

18.Phạm Viết Vợng (1997) Phơng pháp nghiên cứu khoa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội

19.A.V.MuRaViep (1978) Dạy học cho học sinh nắm vững kiến thức vật lí, NXB Giáo dục

20.Ia.Lêcn (1978) Dạy học nêu vấn đề, NXB Giáo dục

21.N.M.Xverava (1985) TÝch cùc ho¸ t häc sinh giê häc vËt lÝ, NXB Gi¸o dơc

mục lục

Mở đầu

1. Lí chọn đề tài 1

2. Mục đích nghiờn cu 2

3. Đối tợng nghiên cứu 3

4. Gi¶ thut khoa häc 3

5. NhiƯm vụ nghiên cứu: 3

6. Phơng pháp nghiên cứu 4

7. Đóng góp luận văn 5

8. Cấu trúc luận văn 5

TổNG QUAN CủA Đề TàI 6

Chng I: c s lớ luận đề tài 9

1.1 Các luận điểm phơng pháp luận dạy học khoa học theo mục tiêu đổi mới nhằm phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ sáng tạo t khoa học học sinh 9

1.2 Vấn đề thiết lập sơ đồ tiến trình nhận thức khoa học tri thức cần dạy 15

1.3 Tổ chức tiến trình dạy học giải vấn đề 18

1.4 Vấn đề định hớng khái quát chơng trình hố hành động nhận thức tự chủ, tích cực học sinh 21

1.5 Thiết kế phơng án dạy học đơn vị kiến thức cụ thể 26

1.5.1 Lập sơ đồ cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức cụ thể 26

1.5.2 Diễn đạt mục tiêu dạy học cụ thể 27

1.5.3 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học đơn vị kiến thức cụ thể 27

KÕt luËn ch¬ng I 29

Chơng II: Thiết kế nội dung tiến trình dạy học số kiến thức chơng “động học chất điểm” 30

2.1 Phân tích số kiến thức khoa học chơng động học chất điểm 30

2.1.1 Mét số khái niệm 30

2.1.2 Cỏc phng trình chuyển động: 32

2.2 T×m hiểu chơng trình, sách giáo khoa lớp 10 thực tế dạy học phần Động học chất điểm nói chung phần Tính t

ng đối chuyển động

C«ng thøc céng vËn tốc nói riêng 35

2.2.1 Tìm hiểu chơng trình sách giáo khoa lớp 10 THPT 35

2.2.2 Tìm hiểu thực tế dạy học 38

2.3 Phân tích cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng số đơn vị kiến thức chơng Động học chất điểm“ ” 40

2.3.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học chơng Động học chất điểm“ ” 40

2.3.2 Sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học, mục tiêu dạy học kiến thức Độ dời - đặc điểm véctơ độ dời chuyển động thẳng “ và chuyển động cong khoảng thời gian t nhỏ ” 47

2.3.3 Sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học, mục tiêu dạy học kiến thức Tốc độ trung bình “ ” 50

2.3.4 Sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học, mục tiêu dạy học đề kiểm tra kết học tập kiến thức Tốc độ tức thời “ ” 52

2.3.5 Sơ đồ biểu đạt logic trình nhận thức khoa học, mục tiêu dạy học đề kiểm tra kết học tập kiến thức Vận tốc tức thời “ ” 53

2.4 Thí nghiệm tiến hành Tính t“ ơng đối chuyển động Cơng thức cộng vận tốc” 56

2.5 Thiết kế tiến trình dạy học Tính t“ ơng đối chuyển động Công thức cộng vận tốc” 56

2.5.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung tiến trình xây dựng kiến thức 56

2.5.2 Mục tiêu dạy học đề kiểm tra kết học tập 63

2.5.3 Phơng tiện dạy học 66

2.5.4 Nội dung tóm tắt trình bày bảng 66

2.5.5 Tin trỡnh hoạt động dạy học cụ thể 69

kÕt luËn chơng II 75

Chơng iii Thực nghiệm s phạm 76

3.1 Mục đích thực nghiệm s phạm 76

3.2 Đối tợng thực nghiệm s phạm 76

3.3 Phơng pháp thực nghiệm 76

3.4 Kế ho¹ch thùc nghiƯm s ph¹m 77

3.5.1 Phân tích diễn biến cụ thể tiến trình dạy häc thùc nghiƯm bµi TÝnh t“

-ơng đối chuyển động Công thức cộng vận tốc” 77

3.5.2 Mét sè nhËn xÐt giê häc: 82

3.5.3 Sơ đánh giá hiệu tiến trình soạn thảo với việc nắm vững kiến thức học sinh 84

kÕt luËn ch¬ng III 92

kết luận luận văn 94

Phụ lục: phiÕu häc tËp 96