Hệ thống bài tập môn Vật lí chương Tĩnh học vật rắn - công cụ nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh lớp 10

Cơ sở lý luận về bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí

- Theo chương trình giáo dục phổ thông chương trình tổng thể (4/2017), năng lực GQVĐ là năng lực chung bao gồm các năng lực thành phần như: Nhận ra ý tưởng mới, phỏt hiện và làm rừ vấn đề, hỡnh thành và triển khai ý tưởng mới, đề xuất, lựa chọn giải pháp, thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ và tư duy độc lập. Từ những định nghĩa trên, có thể hiểu năng lực GQVĐ của học sinh trung học phổ thông là khả năng của học sinh phối hợp vận dụng những kinh nghiệm bản thân, kiến thức, kĩ năng của các môn học trong chương trình trung học phổ thông để giải quyết thành công các tình huống có vấn đề trong học tập và trong cuộc sống của các em với thái độ tích cực (Phan Đồng Châu Thủy, Nguyễn Thị Ngân, 2017).

Cơ sở lý luận về hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí trong dạy học Vật lí phổ thông nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải phân tích đề bài, xem đề bài đã cho gì, cần gì, học sinh phải tái hiện lại kiến thức, vận dụng các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa… để xác lập mối qua hệ giữa các đại lượng, lập luận, tính toán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, đo đạc, kiểm tra kết luận. Vì thế, bài tập Vật lí là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, bồi dưỡng hứng thú học tập và phương pháp nghiên cứu cho người học, đặc biệt là khi phải khám phá ra bản chất của các hiện tượng Vật lí được trình bài dưới dạng tình huống có vấn đề.

Kiểm tra đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh trong dạy học Vật lí

- Phương pháp dùng lời giúp GV dễ dàng nắm bắt được tư tưởng, cách suy luận của HS để kịp thời uốn nắn những sai sót, đồng thời giúp HS nhớ lâu tài liệu nhờ trình bày qua ngôn ngữ của mình, mạnh dạn phát biểu ý kiến, luyện tập khả năng diễn đạt ý tưởng được chính xác, suy nghĩ phán đoán nhanh chóng, rèn kĩ năng ứng xử. Đồng thời giúp HS có đủ thời gian suy nghĩ để trả lời và biểu đạt bằng ngôn ngữ của chính mình.Hạn chế của phương pháp này là khó đảm bảo tính chính xác nếu không được tổ chức kiểm tra một cách nghiêm túc, khó có điều kiện để đánh giá kĩ năng thực hành, thí nghiệm, cách sử dụng công nghệ thông tin….

Thực trạng về việc dạy giải bài tập Vật lí chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí 10 theo hướng bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh ở một số

Từ đó, chúng tôi nhận ra rằng, khi gặp khó khăn HS chỉ trao đổi với bạn bè hoặc tự tìm phương án giải quyết mà không trực tiếp trao đổi khó khăn gặp phải với GV, nguyên nhân là thời gian học ở trường quá nhiều, thời gian phân bổ các môn khiến HS không có nhiều thời gian để có thể trao đổi khó khăn với GV. Từ đó, GV đã đưa ra những biện pháp để khắc phục những khó khăn trên chủ yếu là: Cần phân bố lại nội dung và thời lượng giảng dạy chương trình sách giáo khoa (6 ý kiến) và cần bồi dưỡng đội ngũ GV về những phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực của HS (6 ý kiến).

Nội dung kiến thức chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí 10

Hợp lực của hai lực song song cùng chiều tác dụng vào một vật rắn là một lực song song, cùng chiều với hai lực và có độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực đó; có giá nằm trong mặt phẳng của hai lực và chia khoảng cách giữa hai lực này thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực đó. Điều kiện cân - Phát biểu được - Khái quát hóa - Đề xuất - Đề xuất bằng của vật điều kiện cân điều kiện cân được các được các rắn chịu tác bằng của vật rắn bằng của vật phương án thí bước giải bài dụng của ba lực chịu tác dụng của rắn chịu tác nghiệm kiểm toán cân không song ba lực không dụng của các chứng quy tắc bằng của vật song song song lực không song tổng hợp hai rắn khi chịu.

Ngẫu lực- Nêu được định - Hiểu được đặc - Hiểu được - Giải thích

• Xây dựng hệ thống bài tập trong dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí 10

Chuyển động - Nêu được định - Hiểu được tác - Giải được - Giải thích tinh tiến, nghĩa chuyển dụng của một số dạng được cơ chế chuyển động động tịnh tiến momen lực đối bài tập vật rắn hoạt động quay của vật - Viết được công với một vật rắn chỉchuyển của một số rắn thức định luật II quay quanh động tịnh tiến dụng cụ ,. Cần lựa chọn các BT nêu vấn đề để sử dụng trong tiết nghiên cứu tài liệu mới nhằm kích thích hứng thú học tập và phát triển tư duy HS; các BT nhằm củng cố, bổ sung, hoàn thiện những kiến thức lí thuyết đã học; các BT điển hình nhằm hình thành phương pháp chung giải mỗi loại BT đó.

CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG

Xác định trọng tâm của các vật (phẳng, mỏng, đồng chất) sau đây:. Gạch lát nền hình vuông Mặt bàn hình tròn Miếng bìa hình thoi Hình 2.9. Em hãy nêu cách xác định trọng tâm của chiếc vành xe đạp. Nêu hai ví dụ mà trọng tâm của vật nằm ngoài vật giống như trọng tâm của vành xe đạp. Một người nặng 56 kg đang trượt ván. Ma sát lăn rất nhỏ có thể bỏ qua. Người đó chịu tác dụng của những lực nào? Vẽ hình. Người đó có ở trạng thái cân bằng không? Vì sao?. Tìm hợp lực tác dụng vào người. Để giữ cho người đó đứng yên được trên mặt phẳng nghiêng thì phải cần điều kiện gì?. Một diễn viên xiếc trọng lượng 680 N khi đứng thăng bằng trờn dõy, làm dõy vừng xuống một gúc 120°. Mỗi nửa dây chịu được lực căng là bao nhiêu? Coi dây không dãn. Một đèn treo tường khối lượng 1 kg được treo dưới. trần nhà bằng một sợi dây. Dây chỉ chịu được lực căng tối đa là 8 N. Có thể treo đèn này vào một đầu dây hay không?. Treo đèn bằng cách luồn sợi dây qua cái móc của đèn và hai đầu dây gắn lên trần nhà. Tính lực căng của mỗi nửa sợi dây. Góc hợp bởi hai dây bằng bao nhiêu thì dây sẽ bị đứt?. Tính phản lực của tường tác dụng lên thanh AB và CB. Lập kế hoạch sử dụng các bài tập đã soạn thảo trong dạy học. Thiết kế các phương án dạy học có sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Hình thức tổ chức dạy học: Học cá nhân ở nhà. Hoạt động nhóm trên lớp b. Phương pháp dạy học chủ đạo: Phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề c. Chuẩn bị các phương tiện dạy học:. - Bảng Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh khi sử dụng bài tập trong dạy học Cân bằng của vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song. Các Phiếu học tập). + Khi hướng dẫn thảo luận câu hỏi A1.3b có thể phân tích thêm hai lực mà dân làng kéo tàu có phương đồng quy và đồng phẳng thì tàu chuyển động tịnh tiến và được kéo vào bờ dễ dàng hơn khi hai lực này không đồng phẳng vì lúc này còn làm tàu quay.

QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG 1. Xác định kiến thức cần dạy

Xác định trọng tâm của miếng bìa mỏng, đồng chất trong hai trường hợp (Hình 2.18):. Miếng bìa hình tròn, bán kính R, bị khuyết mất một phần hình tròn bán kính R/2. Hãy dùng phương pháp thực nghiệm kiểm tra kết quả. Lập kế hoạch sử dụng các bài tập đã soạn thảo trong dạy học. Thiết kế các phương án dạy học có sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Hình thức tổ chức dạy học: Học cá nhân ở nhà. Hoạt động nhóm trên lớp b. Phương pháp dạy học chủ đạo:Phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề c. Chuẩn bị các phương tiện dạy học. - Bảng Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh khi sử dụng bài tập trong dạy học Quy tắc hợp lực song song. Các Phiếu học tập). Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Đề nghị học sinh vận dụng qui tắc tổng hợp lực - Vận dụng qui tắc tổng hợp lực song song cùng chiều kiểm tra kết quả mà các song song cùng chiều kiểm tra kết nhóm đã trả lời câu 2 ở bài tập A2.1.

CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT Cể TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC

Martin tại Ý vào Cầu Richmond, cây cầu lâu đời nhất tại Úc, được thế kỷ 1 trước công nguyên làm từ các vật liệu thô cơ bản (1825). Lập kế hoạch sử dụng các bài tập đã soạn thảo trong dạy học. Thiết kế các phương án dạy học có sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Hình thức tổ chức dạy học: Học cá nhân ở nhà. Hoạt động nhóm trên lớp b. Phương pháp dạy học chủ đạo: Phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề c. Chuẩn bị các phương tiện dạy học. - Bảng Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh khi sử dụng bài tập trong dạy học Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Các Phiếu học tập). - Hướng dẫn thảo luận lần lượt từng câu hỏi ở - Tham gia thảo luận cả lớp: cử người bài tập A3.1: Đề nghị đại diện nhóm lên trình nêu câu trả lời của nhóm, đề xuất các bày kết quả thảo luận.

CÁC DẠNG CÂN BẰNG

Một lon nước có thể đặt nghiêng mà không đổ - sự kỳ diệu hay là sản phẩm của photoshop (Hình 2.40)? Em hãy thử kiểm chứng và giải thích kết quả. Người già khi đi lại, những người leo núi, đi bộ đường dài thường phải chống gậy. Chiếc gậy có. Khi đang ngồi thẳng lưng trên ghế, nếu nửa người phía trên không nghiêng về phía trước, hoặc hai chân không xê dịch về phía đáy ghế thì liệu người có thể đứng dậy được không? Vì sao?. Một chiếc gậy dài đặt thẳng đứng trên trán của một diễn viên xiếc. Chiếc gậy ở trạng thái không bền, vậy diễn viên xiếc phải làm thế nào để giữ cho chiếc gậy đó đứng vững không đổ?. Một thùng hình trụ đặt đứng yên trên sàn một ô tô tải đang chạy trên đường dốc. Cho độ dốc tối đa của đoạn đường đó vào khoảng 30°. Hỏi người lái có thể đặt thùng hàng đó có chiều cao liên hệ với đường kính đáy như thế nào để không bị đổ nghiêng khi ô tô chạy lên dốc. Lập kế hoạch sử dụng các bài tập đã soạn thảo trong dạy học - Đã trình bày ở bảng 2.2. Thiết kế các phương án dạy học có sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. Hình thức tổ chức dạy học: Học cá nhân ở nhà. Hoạt động nhóm trên lớp b. Phương pháp dạy học chủ đạo:phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề. Chuẩn bị các phương tiện dạy học. - Bảng Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh khi sử dụng bài tập trong dạy học Quy tắc hợp lực song song. Các Phiếu học tập). Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Giới thiệu khái niệm mặt chân đế - Chú ý lắng nghe, ghi nhận khái niệm - Nêu ví dụ về mặt chân đế của một số vật mặt chân đế: “Mặt chân đế là hình đa như: cái cốc đặt trên bàn, bàn, ghế trên giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các.

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

• Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
• Xây dựng công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề trong dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí 10
• Kết quả thực nghiệm sư phạm

Mục đích của thực nghiệm sư phạm là kiểm tra đánh giá tính đúng đắn và tính khả thi của giả thuyết khoa học đã đề ra: Nếu xây dựng được hệ thống bài tập ở chương “Tĩnh học vật rắn” - Vật lí 10 phù hợp với mục tiêu dạy học, đảm bảo yêu cầu khoa học Vật lí và đồng thời hướng dẫn hoạt động giải bài tập theo định hướng phát triển năng lực trong dạy học thì sẽ bồi dưỡng được năng lực giải quyết vấn đề của học sinh. - Bài tập 3 (Mức độ III): Nhiệm vụ, tình huống có vấn đề trong thực tế, yêu cầu HS phải cú khả năng phõn tớch vấn đề, tỡm kiếm, thu thập và làm rừ cỏc thụng tin có liên quan đến vấn đề; đề xuất được một số giải pháp giải quyết vấn và phân tích lựa chọn được giải pháp phù hợp nhất.

Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song

+ Ý 3 học sinh vẫn mặc nhiên coi tàu như chất điểm nên giáo viên chỉ ra hai lực mà dân làng kéo tàu có phương đồng quy và đồng phẳng thì tàu chuyển động tịnh tiến và được kéo vào bờ dễ dàng hơn khi hai lực này không đồng phẳng vì lúc này còn làm tàu quay.  n 1 trong 3 phút, GV thu bài của các nhóm chữa bài, chấm và trả HS vào buổi học sau, kết quả các nhóm đều đã biểu diễn được lực do gió và nước tác dụng lên thuyền và vận dụng đúng quy tắc tìm hợp lực của hai lực đồng quy.

Quy tắc hợp lực song song

Khi GV gợi ý bằng cách vẽ khối gỗ chia thành nhiều phần nhỏ và yêu cầu HS vẽ lực tác dụng lên mỗi phần đó thì các em mới tìm ra được cách giải quyết: Hợp lực của các trọng lực rất nhỏ tác dụng lên mỗi phần là trọng lực tác dụng lên vật. Khi GV nêu câu hỏi: “Vật rắn có trục quay cố định chịu tác dụng của hai hay nhiều lực cân bằng (đứng yên) thì các lực tác dụng có cần phải thỏa mãn điều kiện gì?” thì HS nhận ra được vấn đề cần giải quyết: Tìm điều kiện để vật rắn có trục quay cố định cân bằng khi chịu tác dụng của hai hay nhiều lực.

Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đế Trước buổi học này HS cần hoàn thành nhiệm vụ trên phiếu học tập số 7

Khi thảo luận nhóm BT A4.1, các em đều vận dụng tốt kiến thức cũ để giải thích vì sao các vật cân bằng, tuy nhiên các em chưa nhận ra sự khác nhau giữa các trạng thái cân bằng ở các hình ngay. HS nhận thấy vật có mặt chân đế khi đứng cân bằng có thể vững vàng hoặc không vững vàng, các em đã rút ra vấn đề cần giải quyết: Tìm điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế và cách làm tăng mức vững vàng của vật.