Các kiểu hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề

8. Các chữ viết tắt trong luận văn

3.7. Các kiểu hướng dẫn học sinh giải quyết vấn đề

Dựa theo những cách mà các nhà bác học thường dùng để giải quyết vấn đề khoa học kĩ thuật, có thể có những kiểu hướng dẫn HS giải quyết vấn đề sau: Hướng dẫn tìm tòi qui về kiến thức, phương pháp đã biết; hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần; hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát.

3.7.1. Hướng dẫn tìm tòi qui về kiến thức , phương pháp đã biết

Các định luật Vật lý rất đơn giản, nhưng biểu hiện của chúng trong thực tế lại rất phức tạp. Các định luật Vật lý thường phát biểu lên các mối quan hệ trong điều kiện lý tưởng, hiện tượng chỉ được chi phối bởi một nguyên nhân, nhưng hiện tượng trong thực

nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn có một nguyên nhân nhưng ta chỉ quan sát thấy giai đoạn cuối cùng .

Hướng dẫn tìm tòi qui về kiến thức đã biết có nghĩa là: thoạt mới tiếp xúc với vấn đề cần giải quyết, không thấy ngay mối quan hệ của nó với những cái đã biết, không thể áp dụng ngay một quy tắc một dịnh luật hay một cách làm mà phải tìm t òi bằng phương pháp phân tích, tổng hợp, so sánh để tìm ra những dấu hiệu tương tự với cái đã biết. Kiểu hướng dẫn này thường gặp khi HS vận dụng kiến thức đã biết nhưng chưa có phương pháp, qui trình hữu hiệu. Có 3 trường hợp phổ biến sau:

 Hướng dẫn HS diễn đạt vấn đề cần giả quyết bằng ngôn ngữ Vật lý.

Nhiều khi ngôn ngữ sử dụng trong đời sống hằng ngày không giống như ngôn ngữ dung trong các định luật, các quy tắc Vật lý. Nếu không chuyển sang ngôn ngữVật lý thì không thể nào áp dụng được những định luật, quy tắc đã biết.

 Hướng dẫn HS phân tích một hiện tượng Vật lý phức tạp bị chi phối bởi nhiều nguyên nhân thành những hiện tượng đơn giản, chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, một định luật đã biết.

 Hướng dẫn HS phân chia quá trình diễn biến của hiện tượng thành nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn tuân theo một qui luật xác định đã biết.

Ba kiểu hướng dẫn tìm tòi qui về kiến thức, phương pháp đã biết nêu trên có tác dụng rất tốt để chuẩn bị cho HS tìm tòi sáng tạo, vì trước khi sáng tạo ra cái mới thông thường người ta đã phải sử dụng tất cả những cái đã b iết nhưng không thành công.

3.7.2. Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần

Kiểu hướng dẫn này thường được sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới, HS được giao nhiệm vụ phát hiện nhữngtính chất mới, những mối liên hệ có tính quy luật mà trước đây chưa biết hoặc biết chưa đầy đủ.

Ở đây không thể hoàn toàn chỉ sử dụng những kiến thức đã biết, không có con đường suy luận logic đểsuy từ cái đã biết sang cái chưa biết mà đòi hỏi sự sáng tạo thực sự, một bước nhảy vọt trong nhận thức. Các nhà khoa học cho rằng: Trong tình hình này trực giác đóng vai trò quan trọng. Bằng trực giác (dựa trên kinh nghiệm và vốn hiểu biết), nhà khoa học dự đoán một câu trả lời, một giải pháp cho vấn đề đặt ra r ồi tìm cách kiểm tra tính đúng đắn của dự đoán đó bằng thí nghiệm. Rèn luyện trực giác khoa học cho HS là điều khó khăn, GV không thể chỉ ra cho HS con đường đi đến trực giác mà tự HS phải thực hiện nhiều lần để có kinh nghiệm, không ai có thể làm thay được. Tuy nhiên GV có

thể tạo điềukiện thuận lợi cho HS tập dợt những bước nhảy đó, bằng cách phân chia một bước nhảy lớn trong khoa học thành những bước nhỏ nằm trong vùng phát triển gần của HS. Sau khi được rèn luyện nhiều lần, HS sẽ tích lũy được kinh nghiệm, có sự nhạy cảm phát hiện, đề xuất được giải pháp mới để vượt qua khó khăn.

Thông thường, trong khi tìm tòi giải quyết một vấn đề mới, HS không phải là hoàn toàn bế tắt ngay từ đầu hoặc bế tắt trong toàn bộ tiến trình giải quyết vấn đề. Trong khi lập luận để giải quyết vấn đề có nhiều phần sử dụng những kiến thức cũ, phương pháp cũ thành công, chỉ đến phần nào đó mới bế tắt, đòi hỏi phải tìm cái mới thực sự.

3.7.3.Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát.

Ở kiểu hướng dẫn này, GV chỉ hướng dẫn HS xây dựng phương hướng chung giải quyết vấn đề còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đó do học sinh tự làm. Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi HS không những tính tự lực cao mà còn phải có vốn kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo vững vàng và có một số kinh nghiệm hoạt động sáng tạo. Nói cách khác, kiểu hướng dẫn này áp dụng cho HS khá giỏi. Trong điều kiện không tách HS khá giỏi ra thành một lớp riêng, GV vẫn có thể sử dụng kiểu hướng dẫn này kết hợp với kiểu hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần, HS khá giỏi thì có thể tích cực tham gia thảo luận ngay từ khi xác định phương hướng chung và lập kế hoạch tổng thể, còn HS yếu hơn thì tham gia vào giải quyết từng phần cụ thể của kế hoạch đó.

3.8. Các pha của phương pháp giải quyết vấn đề

 Tạo tình huống có vấn đề.

 Phát hiện và nhận dạng vấn đề nảy sinh.

 Phát biểu vấn đề cần giải quyết.

Mục đích chính của giai đoạn này là làm xuất hiện trước HS mâu thuẫn nhận thức, giúp HS xác định rõ nhiệm vụ nhận thức và tiếp nhận nó, tức là tạo ra nhu cầu nhận thức của HS. Kích thích HS hứng thú nhận thức sao cho các em phấn khởi, sẵn sàng giải quyết vấn đề một cách liên tục. Cần chú ý khi đưa ra tình huống có vấn đề là phải đảm bảo tính vừa sức, đòi hỏi tư duy của HS, không quá khó làm cho HS mất hứng thú

Có thể mô tả khái quát bắng sơ đồ sau:

3.9. Vai trò và ý nghĩa của phương pháp giải quyết vấn đề trong khoa học

Thông qua việc học tập định hướng GQVĐsẽ giúp HS thường xuyê n giải thích được các sự sai khác giữa lí thuyết và thực tiễn hay những mâu thuẫn nhận thức được tìm thấy.

Việc áp dụng PP GQVĐ trong dạy học giúp HS vừa nắm vững kiến thức mới vừa nắm được PP để tìm ra kiến thức đó lại vừa phát triển tư duy tích cực, độc lập sáng tạo và có khả năng vận dụng tri thức vào những tình huống mới, chuẩn bị năng lực thích ứng vào đời sống nhằm phát hiện và giải quyết kịp thời cácvấn đề nảy sinh.

Nếu HS tham gia tích cực trong quá trình học sẽ làm tăng niềm vui cũng như cá thể hóa đối với nội dung học tập, do đó làm tăng động cơ học tập và hứng thú với môn học. Đồng thời khi HS thường xuyên vận dụng tri thức vào GQVĐ thì khả năng vận dụng vào giải quyết các tình huống sẽ hiệu quả hơn và có thể phát triển năng lực giao tiếp xã hội . Việc sử dụng phương pháp này thường mất nhiều thời gian. Do đó, khi đưa ra vấn đề GV cần giúp đỡ HS bằng những câu hỏi gợi mở để khám phá, tìm hiểu làm rõ vấn đề .

 Pha thứ nhất: Đề xuất vấn đề - bài toán

 Từ nhiệm vụ, nảy sinh nhu cầu về 1 cái chưa biết, chưa có cách giải quyết, hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được

 Diễn đạt nhu cầu thành vấn đề - bài toán

 Pha thứ hai: Suy doán giải pháp, thực hiện giải pháp

 Suy đoán giải pháp:

-Suy đoán điểm xuất phát cho phép đi tìm lời giải

- Chọn mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm

- Phỏng đoán các biến cố TN có thể xảy ra, nhờ đó có thể khảo sát TN để xây dựng cái cần tìm

 Thực hiện giải pháp

- Vận hành mô hình rút ra kết luận logic về cái cần tìm

- Thiết kế PATN, THTN, thu thập thông tin, xử lí thông tin, rút ra kết luận

 Pha thứ 3: Kiểm tra, vận dụng kết quả

Xem xét khả năng chấp nhận được của các kết quả tìmđược, sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm

Xem xét sự cách biệt giữa kết luận lý thuyết với kết luận thực nghiệm để kết luận hoặc tiếptục xây dựng cái cần tìm

Chương 4. THIẾT KẾ MỘT SỐ BÀI HỌC TRONGCHƯƠNG2. DAO ĐỘNG CƠ, VẬT LÝ 12 NÂNG CAO.

4.1. Đại cương về chương

4.1.1. Mục tiêu

 Thiết lập được phương trình của dao động tự do

 Biết được đặc điểm động lực học của DĐĐH: lực kéo về tỉ lệ thuận với li độ và luôn hương về vị trí cân bằng

 Biết được các đại lượng của DĐĐH: biên độ, tần số, pha ban đầu, li độ, vận tốc, gia tốc

 Biết biểu diễn DĐĐH bằng vecto quay và tổng hợp dao động bằng giảng đồ vecto

 Phát biểu được thế nào là dao động tắt dần, dao động duy trì dao dộng cưỡng bức

 Biết được hiện tượng cộng hưởng vàứng dụng

4.1.2. Kiến thức kĩ năng

a. Kiến thức

 Nêu được định nghĩa của dao động điều hòa.

 Phát biểu được định nghĩa về các đại lượng đặc trưng của DĐĐH: chu kì, tần số, tần số góc, biên độ, pha, pha ban đầu.

 Viết được các công thức hệ giữa chu kì, tần số, tần số góc của DĐĐH.

 Nêu được định nghĩa con lắc lò xo, con lắc đơn, con lắc vật lí là gì?

 Viết được phương trình động lực học và phương trình DĐĐH của con lắc lò xo, con lắc đơn.

 Viết được công thức tính chu kì daođộng của con lắc lò xo, con lắc đơn và con lắc vật lý.

 Nêu được ứng dụng của con lắc đơn và con lắc vật lí trong việc x ác định gia tốc rơi tự do.

 Nêu được dao động riêng, dao động tắt dần, dao động duy trì và daođộng cưỡng bức là gì và cácđặc điểm của mỗi loại dao động này.

 Nêu được hiện tượng cộng hưởng là gì, các đặc điểm và điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng.

 Trình bày nội dung của phương pháp giản đồ Fre-nen.

 Nêu được cách sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để tổng hợp hai DĐĐH cùng tần số và cùng phương dao động.

 Nêu được công thức tính biên độ và pha của dao động tổng hợp khi tổng hợp hai DĐĐH cùng chu kì và cùng phương.

 Dao động tuần hoàn : Nếu sau những khoảng thời gian bằng nhau vật trở về vị trí cũ theo hướng cũ

 Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ x là một hàm cosin (hoặc sin) của thời gian x Acost

 Vận tốc, gia tốccủa dao động:

           2 cos    A t x v a x2Acost  Tần số góc- chu kì - tần số : m k     2  T T f  1

 Năng lượng dao động:

Động năng: Wđ  mv2  m2A2sin2t 2 1 2 1 Thế năng: Wt  kx2  m2A2cos2t 2 1 2 1

Cơ năng toàn phần: 2 2 2 2 1 2 1 A m kA W W W  đ  t     Lực kéo về: Fkv kxm2x  Các loại dao động

 Dao động tự do là dao động có chu kì hay tần số chỉ phụ thuộc vào đặc điểm của hệ dao động, không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài

 Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

 Dao động duy trì là dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì daođộng riêng

 Dao động cưỡng bức là dao động của hệ dưới tác động của ngoại lực biến thiên tuần hoàn F F0cost

 Tổng hợp hai dao dộng điều hòa cùng phương, tần số

Phương trình daođộng x1 A1cost1 x2  A2cost2

         12 22 2 1 2cos 2 1 12 22 2 1 2cos 2 A A A A A A A A A Với 1 2 2 1 2 2 1 1 cos cos sin sin tan      A A A A    b. Kĩ năng

 Giải được các bài tập về con lắc lò xo, con lắc đơn

 Vận dụng được các công thức tính chu kì daođộng của con lắc V ật lý

 Biểu diễn được một dao động điều hòa bằng vecto quay

 Giải được các bài tập về tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng chu kì bằng phương pháp giảng đồ Frenen

 Xác định chu kì dao động của con lắ c đơn hoặc con lắc lò xo và gia tốc trọng trường bằng thí nghiệm

4.1.3. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương

Chương 2. Dao động cơ Vật lý 12 NC là cơ sở lí thuyết cơ bản để em vận dụng vào việc soạn giáo án nhằm kích thích hứng thú học tập của HS theo phương pháp giải quyết vấn đề.

Trong chương này cần nghiên cứu các vấn đề chính như sau: DĐĐH của con lắc lò xo, các đại lượng đặc trưng của DĐĐH; con lắc đơn, sơ lược về con lắc vật lý; năng lượng dao động; dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, hiện tượng cộng

Dao động tắt dần và dao động duy trì

Định nghĩa dao động tắt dần, dao động duy trì Ứng dụng

Năng lượng trong dao động điều hòa

Sự bảo toàn cơ năng

Biểu thức thế năng, động năng, cơ năng

Dao động cưỡng bức. Cộng hưởng

Định nghĩa dao động cưỡng bức Điều kiện xảy ra cộng hưởng 0

Ứng dụng

Con lắc đơn. Con lắc Vật lý

Phương trìnhđộng lực học của con lắc đơn Phương trình daođộng của con lắc Vật lý

Hệ dao động

Dao động điều hòa

Phương trình dao động điều hòa: x Acost Chu kì, tần số, vận tốc, gia tốc Tổng hợp dao động: Tổng hợp hai DĐĐH cùng phương, cùng tần số.  2 1 2 1 2 2 2 1 2 cos 2      A A AA A 1 2 2 1 2 2 1 1 cos cos sin sin tan      A A A A   

4.2. Thiết kế giáo án một số bài trong chương 2

4.2.1. Bài 6. Dao động điều hòa

I. Mục tiêu 1) Kiến thức

- Biết cách thiết lập PT động lực học của con lắc là xo và dẫn đến PT dao động. - Hiểu được các đặc trưng của DĐĐH: biên độ, pha, pha ban đầu, tần số góc. - Biết biểu diễn một dao đông điều hòa bằng vecto quay.

2) Kĩ năng

- Vận dụng kiến thức về DĐĐH suy ra được biên độ, pha ban đầu. - Giải tốt các bài tập về dao động điều hòa .

II. Chuẩn bị

1) Giáo viên: Chuẩn bị con lắc lò xo và đồng hồ bấm giây để đo chu kì

PHIẾU HỌC TẬP

Câu 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình         2 cos 10   t x Quãngđường vật

đi được trong khoảng thời gian từ t1 = 1,5s đến t s

3 13

2  là bao nhiêu?

Câu 2: Gọi T là chu kì của vật DĐ tuần hoàn. Tại thời điêm t + nT vơi n nguyên thì vật

A. Chỉ có vận tốc bằng nhau C. Chỉ có li độ bằng nhau

B. Chỉ có gia tốc bằng nhau D. Có mọi tính chất (v, a, x) đều bằng nhau.

Câu 3: Hai DĐĐH cùng tần số luôn luôn ngược pha nhau khi:

A. Một dao động đạt li độ cực đại thì liđộ của dao động kia bằng 0.

B.Độ lệch pha bằng bội số lẻ của .

C. Hai vật dao động cùng qua vị trí cân bằng tại một thời điểm theo cùng chiều.

D. Hiệu số pha bằng bội số nguyên của .