Xây dựng hệ thống bài tập vật lí 9 phần cơ học lớp 10 THPT theo định hướng phát triển năng lực

LỜI CAM ĐOAN Chúng cam đoan cơng trình nghiên cứu chúng tơi Các số liệu, kết trình bày đề tài nghiên cứu trung thực chưa công bố cơng trình khác Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng năm 2017 Nguyễn Thị Sáng LỜI CẢM ƠN Chúng xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Sài Gòn, phòng quản lý khoa học trường đại học Sài Gòn q thầy trường đại học Sài Gịn tạo điều kiện tận tình giúp đỡ chúng tơi suốt trình nghiên cứu Cảm ơn Th.S Lê Minh Thanh Châu, giảng viên khoa sư phạm khoa học tự nhiên trường Đại học Sài Gòn trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ chúng tơi suốt q trình thực để hoàn thành đề tài nghiên cứu Tác giả Nguyễn Thị Sáng CHỮ VIẾT TẮT THPT NXB SGK HS GV HD ĐS K N T C DANH SÁCH CÁC BẢNG STT Tên bả Bảng 1.1: Bảng lực chuy cụ thể hóa từ lực chung Bảng 1.2: Năng lực đặc thù m Bảng 1.3: Nhóm lực liên thức (K) Bảng 1.4 Nhóm lực thực Bảng 1.5 Nhóm lực tìm (T) Bảng 1.6 Nhóm lực cá th Bảng 1.7 So sánh dạy họ dạy học theo định hướng phá Bảng 2.1 Bảng thống kê tậ tương ứng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH SÁCH CÁC BẢNG PHẦN I: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đối tượng, phạm vi nghiên cứu thời gian thực 4.1 Đối tượng nghiên cứu 4.2 Phạm vi nghiên cứu PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHO HS THPT 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại 1.1.2.1 Năng lực chung 1.1.2.2 Năng lực đặc thù môn Vật lí 1.1.3 Xây dựng hệ thố 1.1.4 Sự cần thiết sinh 24 1.1.5 Các biện pháp h 1.2 BÀI TẬP VẬT LÍ 1.2.1 Khái niệm tậ 1.2.2 Tác dụng bà 1.2.3 Phân loại tập Vật l 1.3 HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 1.3.1 Bài tập Vật lí theo định 1.3.2 Tác dụng tập V 1.3.3 Quy trình xây dựng hệ triển lực TÓM TẮT CHƯƠNG I CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 2.1 MỤC TIÊU DẠY HỌC PHẦN CƠ HỌC 2.2 HỆ THỐNG BÀI TẬP 2.2.1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 2.2.1.1 Tóm tắt kiến thức 2.2.1.2 Bài tập mẫu 2.2.1.3 Bài tập rèn luyện 2.2.2 ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT 2.2.2.1 Tóm tắt kiến thức 2.2.2.2 Bài tập mẫu 2.2.2.3 Bài tập rèn luyện 2.2.3 CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN 2.2.3.1 Tóm tắt kiến thức 2.2.3.2 Bài tập mẫu 2.2.3.3 Bài tập rèn luyện 2.2.4 CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO T 2.2.4.1 Tóm tắt kiến thức 2.2.4.2 Bài tập mẫu 2.2.4.3 Bài tập rèn luyện 87 2.3 CÁC BIỆN PHÁP SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 94 2.4 MỘT SỐ GIÁO ÁN 95 2.5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………96 PHẦN I: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Xây dựng chương trình giáo dục theo định hướng phát triển lực học sinh nhiều nước giới nói chung Việt Nam quan tâm nghiên cứu Hiện với phát triển khoa học – kĩ thuật đại chương trình giáo dục theo định hướng nội dung khơng cịn phù hợp Chương trình giáo dục theo định hướng nội dung trọng đến trang bị cho người học hệ thống tri thức khoa học khách quan nhiều lĩnh vực Tuy nhiên chưa trọng đầy đủ đến việc áp dụng tri thức học vào tình thực tiễn Hiện chương trình giáo dục phổ thơng thực với mục tiêu hình thành phát triển phẩm chất tốt đẹp lực cần thiết để học sinh trở thành người lao động thích nghi với hồn cảnh sống, học tập làm việc biến đổi [1] Để đạt mục tiêu trên, giáo dục nói chung dạy học nói riêng cần xác định cụ thể lực cần rèn luyện cho học sinh Trên giới có nhiều nước tiếp tục nghiên cứu theo định hướng như: Úc, Canada, NewZealand, Pháp… Một số nước khác, đưa chuẩn cụ thể cho chương trình giáo dục theo hướng như: Indonesia, Hàn Quốc, Phần Lan Việt Nam năm gần quan tâm tới vấn đề thể qua nhiều văn như: Luật giáo dục số 38/2005/QH11, báo cáo chương trình đại hội Đảng lần thứ XI, chiến lược phát triển giáo dục 2011 – 2020… Tháng 7/2015 Bộ giáo dục Đào tạo đưa “Dự thảo chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể” vào năm 2014 Bộ giáo dục Đào tạo đưa “Tài liệu tập huấn hướng dẫn dạy học kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển lực học sinh THPT Trong chương tình giáo dục phổ thơng HS phải học nhiều mơn học Mỗi mơn học có đặc điểm riêng mơn học Vì mơn học giúp học sinh hình thành phát triển lực đặc thù riêng Nhưng tất lực đặc thù góp phần hình thành phát triển lực chung HS Năng lực HS hình thành đựơc giúp HS sống tốt xã hội, nhằm hướng đến sản phẩm giáo dục định hướng theo bốn trụ cột giáo dục Unesco, là: Học để biết; Học để làm; Học để khẳng định mình; Học để chung sống Đây hướng phù hợp với mong muốn xã hội dành cho giáo dục, đào tạo người tương lai hồn thiện Vì nghiên cứu chọn nghiên cứu “Xây dựng hệ thống tập Vật lí b) Nếu gỗ dày 2cm Xác định vận tốc viên đạn vừa bay khỏi gỗ ĐS: Áp dụng công thức độ biến thiên động năng: mv 2 mv 2 AF s 220 C Khi đạn nằm gỗ: v =0: F a) C b) Khi s’ = 2cm, lực cản gỗ FC xem khơng đổi đó:  v  m Bài 17 (K1-2) Chọn phát biểu Động lượng vật liên hệ chặt chẽ với A vận tốc C quãng đường B D công suất ĐS A : Bài 18 (K1-2) Một viên bi thả lăn không vận tốc đầu A mặt phẳng nghiêng AB = 20cm, hợp với mặt phẳng ngang góc 150 , viên bi đến B tiếp tục lên mặt phẳng nghiêng BC hợp với mặt phẳng ngang góc 100 Lấy g = 10m/s Bỏ qua ma sát a)Tìm đoạn đường BC viên bi b)Tìm vận tốc viên bi tới B ĐS: a) WA WC mgAB sin mgBC sin AB sin15 BC  29,8cm sin100 b) WA WB mgAB sin 2 mvB  vB gAB sin15  1, 017 m / s ĐS: a) BC = 29,8cm b) vB = 1,017 m/s Bài 19 (K1-2) Vật chuyển động thẳng mặt phẳng ngang với vận tốc v = 7,2km/h nhờ lực kéo F hợp với hướng chuyển động góc  600 , độ lớn F = 40N Tính cơng lực F thời gian 10 phút ĐS: Quãng đường vật 10 phút: s = vt = 2.600 = 1200 m 91 Công lực F : A F s cos 24000 J 24kJ Bài 20 (K-T-C) Dùng kiến thức Vật lí để giải thích câu tục ngữ “Của đồng công lạng”? ĐS: Công học khái niệm hoàn toàn xác định giá trị phụ thuộc vào lực tác dụng độ dời vật Trong câu tục ngữ công khái niệm đời sống để thực cơng người ta tính đến tiêu hao sức lực tinh thần, hao phí sức lao động Bài 21 (K1-2) Một vật có khối lượng m gắn vào đầu lò xo đàn hồi có độ cứng k, đầu lo xo cố định Khi lò xo bị nén lại đoạnl (l < 0) đàn hồi bằng: A.W t k.l ĐS: B Bài 22 (K1-2; T) Hãy tính cơng hợp lực vật chuyển động thẳng đều? ĐS: Khi vật chuyển động thẳng vật ln chuyển dời hợp lực tác dụng lên vật khơng tổng cơng hợp khơng Trong lực kéo thực công dương lực cản thực công âm Bài 23 (K1-2) Chọn đáp án Cơng biểu thị tích A lượng khoảng thời gian B lực, quãng đường khoảng thời gian C lực quãng đường D lực vận tốc ĐS: C Bài 24 (K1-2) Động vật khối lượng m, chuyển động với vận tốc v : A.W d ĐS: D Bài 25 (K1-2) mv 92 Trong câu sau câu sai? Động vật không đổi vật A chuyển động thẳng B chuyển động với gia tốc khơng C chuyển động trịn đổi D chuyển động cong ĐS: B Bài 26 (K1-2) Khi vận tốc vật tăng gấp hai A gia tốc vật tăng gấp hai B động lượng vật tăng gấp hai C động vật tăng gấp hai D vật tăng gấp hai ĐS: B Bài 27 (K, C): Một vật ném lên theo phương thẳng đứng từ điểm A cách mặt đất khoảng 4m Người ta quan sát thấy vật rơi chạm đất với vận tốc có độ lớn 12 m/s Cho g=10m/s² a) Xác định vận tốc vật ném Tính độ cao cực đại mà vật đạt b) Nếu vật ném thẳng đứng xuống với vận tốc 4m/s vận tốc vật chạm đất bao nhiêu? HD: a) Độ cao cực đại vật so với mặt đất hmax = v2/2g = 122/20 = 7,2m Chọn gốc mặt đất áp dụng định luật bảo tồn ta có Cơ vị trí ném = vị trí vật đạt độ cao cực đại mgh + 0,5mvo = mghmax => vo = 8m/s b) Cơ vị trí ném = 2 mặt đất mgh + 0,5mvo = 0,5mv => v = 12m/s Bài 28 (K, C): Vật khối lượng 100g ném thẳng đứng từ lên với vo = 20m/s Tính năng, động năng, vật a) Lúc bắt đầu ném b) Khi vật lên cao c) 3s sau ném d) Khi vật vừa chạm đất 93 HD: Chọn gốc vị trí ném Wt = 0; Wđ = 0,5mv2 = W = 20J; Wđ= 0=> Wt= W = 20J v = v0 - gt => Wđ = 0,5mv2 = 5J => Wt= W – Wđ = 15J Khi vật vừa chạm đất Wt =0; v = v0 => Wđ = W = 20J Bài 29 (K,C): Một thang máy khối lượng m=800kg chuyển động thẳng đứng lên cao 10m Tính cơng động để kéo thang máy lên khi: Thang máy lên Thang máy lên nhanh dần với gia tốc 1m/s2 Lấy g=10m/s2 HD: Chọn chiều dương chiều chuyển động lên thang máy Thang máy lên => FK = P=m.g=800.10=8000 (N) AK = F.s=8000.10=80000 (J) Thang máy lên nhanh dần đều: FK - P=ma=> FK = P + ma=8800 (N) AK = F.s=8.800.10=88000(J) 2.3 CÁC BIỆN PHÁP SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Tùy vào tình hình lớp học mà giáo viện chọn tập phù hợp Biện pháp 1: Sử dụng tập đặt vấn đề (điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới) Ở bậc THPT, với trình độ tốn học nhìn chung phát triển, sử dụng tập cách khéo léo dẫn học sinh đến suy nghĩ tượng xây dựng khái niệm để giải thích tượng mà tập phát Biện pháp 2: Xây dựng kiến thức đưa tập thực nghiệm, tập thiết kế dụng cụ để giải phần mở Nhóm cá nhân học sinh trình tiến hành yêu cầu cầu tập phép toán đơn giản, phát quy luật, biểu thức định luật Thơng qua đó, tập xây dựng kiến 94 thức giúp học sinh phần hình dung đường mà nhà Vật lí Biện pháp 3: Ôn tập giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh nắm chung, khái quát khái niệm, định luật…Trong trình giải tập, học sinh phải vận dụng kiến thức khái quát vào trường hợp cụ thể, đa dạng Từ học sinh nắm biểu cụ thể thực tế, hay nói cách khác q trình giải ơn tập giúp học sinh tiếp tục vận dụng khái niệm, định luật Vật lí vào thực tế Ngồi tập ơn tập giúp học sinh thấy liên kết kiến thức, thấy tranh chung chúng tự nhiên Biện pháp 4: Kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức học sinh Bài tập vốn công cụ hữu hiệu giúp giáo viên dễ dàng thấy mức độ nắm vững kiến thức học sinh, từ có hướng điều chỉnh, bổ sung tập cho phù hợp với tình hình chung lớp 2.4 MỘT SỐ GIÁO ÁN Dưới thiết kế minh học giáo án chuyển động trịn có sử dụng tập hệ thống tập trên, liên quan đến lực đề cập I Mục tiêu: Kiến thức - Phát biểu định nghĩa chuyển động trịn Viết cơng thức tính độ lớn vận tốc dài trình bày hướng vectơ vận tốc chuyển động tròn - Phát biểu định nghĩa, viết công thức nêu đơn vị vận tốc góc chuyển động tròn - Phát biểu định nghĩa, viết công thức nêu đơn vị đo chu kì tần số - Viết cơng thức liên hệ vận tốc dài vận tốc góc Nêu hướng gia tốc chuyển động tròn viết biểu thức gia tốc hướng tâm 2.Kỹ - Giải tập đơn giản chuyển động tròn 95 - Nêu số ví dụ thực tế chuyển động trịn - Giải tập đơn giản chuyển động tròn - Nhận dạng tập có liên quan đến thực tiễn vận dụng vào sống II Chuẩn bị Giáo viên: - Chuẩn bị thêm câu hỏi tập phù hợp với việc phát triển lực Học sinh: - Nắm vững kiến thức lý thuyết - Trả lời câu hỏi giải tập mà thầy cô nhà - Chuẩn bị câu hỏi cần hỏi thầy cô phần chưa rõ III Tiến trình dạy học Hoạt động (3 phút): Kiểm tra cũ: Chuyển động tròn chuyển động có đặc điểm: - Quỹ đạo đường tròn Vật quãng đường khoảng thời gian Vectơ vận tốc vật chuyển động trịn có : - Phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo, chều hướng theo chiều chuyển - Độ lớn v = Δs/Δt động Vận tốc góc là: ω = Δα/Δt Δα góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét khoảng thời gian Δt Đơn vị vận tốc rad/s Công thức liên hệ độ lớn vận tốc dài với vận tốc góc : v = rω Hoạt động (15 phút): Giải thầy (cô) giáo giao Năng lực cần đạt Năng lực liên quan đến sử xung phong lên bảng sau cánh quạt có dụng làm tập Giải: chiều dài 30cm r=30cm=0,3m; T=0,2s chuyển động Giải tròn với ω=2π/T=10π rad/s chu kỳ quay v=rω=9,42 m/s 0,2s Xác định kiến thức tốc độ dài Thầy (cô) cho câu hỏi Dạ nghĩ hợp lý tốc độ góc sau em điền câu câu B điểm trả lời sau: Chuyển động Chuyển động vật vật chuyển động tròn đều? chuyển động tròn đều? A Chuyển động đầu van bánh xe đạp xe chuyển động thẳng chậm dần B Chuyển động quay Trái Đất quanh Mặt Trời C Chuyển động điểm đầu cánh quạt trần quay ổn định D Chuyển động điểm đầu cánh quạt vừa tắt điện 97 Năng lực thực nghiệm Hoạt động 3: (20 phút ) Thầy cô hướng dẫn học sinh áp dụng học để trả lời câu hỏi thực tế thơng việc thảo luận nhóm Năng lực cần đạt Năng lực trao đổi thông tin, lực cá nhân, lực thực nghiệm tàu thủy tất nhũng vật cố định nhà, cối…cũng chuyển động Em nghĩ tia lửa tròn theo chu kỳ điện xẹt tùy quay Trái Đất, trừ trường hợp điểm cực Bắc cực Nam Trái Đất Cho học sinh nhìn Một máy tiện hình hoạt động, trục máy tiện quay nhanh, chạm vào sắt tạo tia lửa điện bắn nào? Hướng dẫn giải thích Vận tốc dài có phương tiếp tuyến với quỹ đạo Vậy, qua tượng ta có liên tưởng đến đại lượng vận tốc chuyển động tròn IV Rút kinh nghiệm tiết dạy 99 100 2.5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Với mục đích nghiên cứu đề tài “Xây dựng hệ thống tập Vật lí phần Cơ học – lớp THPT theo định hướng phát triển lực Sau nghiên cứu trình bày rõ ràng nội dung hai chương chúng tơi có số kết luận sau: - Chúng xây dựng xong hệ thống lực đặc thù mơn Vật lí THPT Trong hệ thống chúng tơi trình bày cách chi tiết mức độ hành vi tương ứng với lực đặc thù Vật lí thể bốn bảng 1.3, 1.4, 1.5, 1.6 Hệ thống tập Vật lí lớp 10- phần học xây dựng dựa vào bảng hệ thống lực đặc thù - Chúng nghiên cứu cần thiết việc sử dụng tập Vật lí dạy học Chúng tơi đưa đặc điểm bật tập Vật lí theo định hướng phát triển lực Bài tập theo định hướng phát triển lực có ưu điểm trội phù hợp với định hướng giáo dục ngày - Chúng xây dựng xong hệ thống 180 tập phần học lớp 10 theo định hướng phát triển lực dựa vào kết sở lý luận nghiên cứu chương - Thông qua đề tài nghiên cứu tin đề tài tài liệu tham khảo quan trọng cho bạn sinh viên Sư phạm Trong thời gian tới chương trình giáo dục đổi theo hướng tích cực phù hợp với giáo dục phát triển lực cho người học bạn sinh viên đọc để tìm hiểu rõ xu hướng giáo dục để áp dụng thực tiễn dạy học - Mặc dù đề tài nghiên cứu nghiêm túc hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn Nhưng số lượng tập chúng tơi xây dựng chưa nhiều cịn nhiều sai sót Sau hồn thành đề tài chúng tơi có kiến nghị sau: Trong kết nghiên cứu chưa nghiên cứu phần thực trạng hệ thống tập xây dựng Chúng mong muốn đề tài nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu vấn đề để bổ sung vào phần nghiên cứu chúng tơi cách hồn chỉnh 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Giáo dục Đào tạo Dự thảo chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể, 7/2015 [2] Bộ Giáo dục Đào tạo 2015 Đề án đổi chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông, ban hành theo định 404/QĐ – TT năm 2015 Thủ tướng Chính phủ; Trang [3] Từ điển bách khoa Việt Nam, 2002, tập 3, NXB Từ điển bách khoa Hà Nội [4] Hồng Hịa Bình, Năng lực đánh giá theo lực, Tạp chí đại học sư phạm TPHCM, số 6, 2015, trang 71 [7] Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường, 2014, Lí luận dạy học đại, sở đổi mục tiêu, nội dung phương pháp dạy học, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội [8] Fred Paas & Tamara van Gog & John Sweller, 2010 Pre-and In-service Preschool Teacher’s Science Teaching Efficacy Beliefs Educational Research Review, Vol 11 (14), trang 1344-1350 [9] Tài liệu tập huấn hướng dẫn dạy học kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển lực cấp THPT mơn Vật lí, Bộ giáo dục Đào tạo, Hà Nội, tháng năm 2014 [10] Sách giáo khoa Vật lí 10 nâng cao – NXB Bộ giáo dục đào tạo 102 ... cho phần nội dung 39 CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 2.1 MỤC TIÊU DẠY HỌC PHẦN CƠ HỌC Thông qua hệ thống tập Vật lí phần học giúp học. .. cứu Hệ thống tập Vật lí phần Cơ học - lớp 10 THPT theo định hướng phát triển lực 4.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài khảo sát hệ thống tập Vật lí phần Cơ học lớp 10 THPT PHẦN II: NỘI DUNG CHƢƠNG 1: CƠ... CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 2.1 MỤC TIÊU DẠY HỌC PHẦN CƠ HỌC 2.2 HỆ THỐNG BÀI TẬP 2.2.1 ĐỘNG HỌC CHẤT