9. Cấu trúc luận văn
2.5. Kết luận chương 2
Dựa vào những nghiên cứu về cách tổ chức hoạt động giải BTVL ở trường THPT và các biện pháp để phát huy tính tích cực, tự lực của HS, đề tài đã xây dựng các nguyên tắc thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động giải BTVL. Từ đó thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động giải BTVL theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực của HS. Tiến trình gồm 4 bước: tìm hiểu đề bài; phân tích hiện tượng vật lí trong bài; xác định phương pháp giải, tiến hành giải cụ thể; kiểm tra và biện luận. Tùy vào từng bài tập cụ thể và từng bước giải cụ thể trong tiến trình mà GV sử dụng các biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của HS cho phù hợp. Điều này phụ thuộc nhiều vào năng lực chuyên môn và khả năng sư phạm của GV.
Qua việc nghiên cứu nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” ở lớp 10 THPT cho thấy đây là chương tiếp nối chương trình vật lí lớp 7, bổ sung và hoàn thiện hơn kiến thức phần cơ học, hình thành một phương pháp giải BT mới: Phương pháp các định luật bảo toàn. Việc giải BTVL trong chương này yêu cầu HS nắm vững các kiến thức về động học, động lực học, do đó giúp các em hệ thống hóa một cách đầy đủ các kiến thức của phần cơ học.
Dựa vào những nghiên cứu về BTVL và nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn”, đề tài đã xây dựng các nguyên tắc xây dựng hệ thống BTVL. Từ đó tiến hành xây dựng hệ thống BT chương “Các định luật bảo toàn” trên cơ sở phân thành các chủ đề, mỗi chủ đề có bài tập định tính, bài tập định lượng theo các mức độ từ dễ đến khó. Hệ thống BT này không những có thể làm nguồn tư liệu phục vụ GV trong quá trình giảng dạy mà còn là tài liệu để HS tự rèn luyện, nâng cao tính tích cực, tự lực của các em.
Dựa vào tiến trình tổ chức hoạt động giải BT đã thiết kế, đề tài tiến hành thiết kế hoạt động giải bài tập cho 3 tiết bài tập trong chương “Các định luật bảo toàn” theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực của HS. Mỗi tiết được thiết kế đều thể hiện rõ hoạt động của GV và dự kiến những hoạt động nhận thức của HS khi
giải từng bài tập cụ thể, trong đó có vận dụng các biện pháp để phát huy tính tích cực, tự lực của HS một cách hợp lí.
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
3.1.1. Mục đích thực nghiệm
Mục đích của TNSP là kiểm nghiệm giả thuyết khoa học của đề tài, cụ thể là: Nếu hoạt động giải bài tập vật lí được tổ chức theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực thì có thể nâng cao kết quả học tập của học sinh.
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm
Trong quá trình TNSP chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Tổ chức tiến trình dạy học một số tiết bài tập trong chương “Các định luật bảo toàn” vật lí 10 chương trình nâng cao cho các lớp đối chứng và thực nghiệm.
- So sánh, đối chiếu kết quả học tập và xử lý kết quả thu được của các lớp thực nghiệm và các lớp đối chứng.
3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm3.2.1. Đối tượng thực nghiệm 3.2.1. Đối tượng thực nghiệm
Đối tượng của TNSP là học sinh khối 10 nâng cao của trường THPT Trần Kỳ Phong – Huyện Bình Sơn – tỉnh Quảng Ngãi và trường THPT Bình Sơn – Huyện Bình Sơn – Tỉnh Quảng Ngãi.
3.2.2. Nội dung thực nghiệm
Ở các lớp TN, GV dạy theo giáo án mà chúng tôi đã soạn, các giáo án này có áp dụng tiến trình tổ chức hoạt động giải BTVL theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực của HS. Còn ở các lớp ĐC, dạy theo giáo án GV đã soạn và thường dùng.
Các bài giảng tiến hành TN thuộc chương “Các định luật bảo toàn” vật lí 10 chương trình nâng cao, bao gồm:
Tiết 48: Bài tập về định luật bảo toàn động lượng Tiết 53: Bài tập về định luật bảo toàn cơ năng Tiết 57: Bài tập về các định luật bảo toàn
Các tiết học được tiến hành theo đúng tiến độ được quy định bởi phân phối chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm 3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm
Việc TNSP được tiến hành vào đầu học kì 2 trong năm học 2009 – 2010 ở hai trường THPT Trần Kỳ Phong và THPT Bình Sơn thuộc huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi. Chúng tôi đã tiến hành trao đổi với GV bộ môn vật lí và xem xét kết quả học tập của HS ở học kì 1 của năm học này để chọn ra các lớp TN và ĐC có sỉ số, điều kiện tổ chức dạy học, có trình độ và chất lượng học tập tương đương nhau. Số HS được khảo sát trong đợt TNSP gồm 291 HS thuộc 6 lớp học, trong đó có 3 lớp (gồm 147 HS) thuộc nhóm TN và 3 lớp (gồm 144 HS) thuộc nhóm ĐC, cụ thể như bảng sau: Bảng 3.1. Số liệu HS các nhóm TN và ĐC Trường Nhóm TN Nhóm ĐC Lớp Số HS Lớp Số HS Trường THPT Bình Sơn 10B1 48 10B3 47 10B4 49 10B2 46
Trường THPT Trần Kỳ Phong 10A1 50 10A2 51
Tổng số HS: 147 Tổng số HS: 144
3.3.2. Quan sát giờ học
Quan sát các hoạt động của GV và HS trong các tiết giải BT ở các lớp TN và các lớp ĐC, theo các nội dung sau:
Hoạt động dạy học của GV
- Tiến trình lên lớp của GV, sự phân phối thời gian cho các hoạt động của tiết dạy, thời gian để giải các bài tập cụ thể.
- Tiến trình tổ chức hoạt động giải BTVL, các biện pháp sử dụng trong từng bước của tiến trình để phát huy tính tích cực, tự lực của HS. Sự tổ chức, điều khiển duy trì không khí học tập của lớp học.
Hoạt động học tập của HS
- Mức độ tích cực, tự lực của HS đối với việc giải các BTVL thông qua việc quan sát số lượng HS xin trả lời câu hỏi, số lượng các câu trả lời đúng, số lượng HS xin phát biểu ý kiến, tranh luận, tinh thần hợp tác nhóm, khả năng làm việc độc lập của HS, mức độ tập trung trong giờ học.
- Khả năng vận dụng kiến thức để giải các BT thông qua việc quan sát số lượng và chất lượng các bài giải của HS trên bảng, trong các phiếu học tập, trong các bài giải nhanh, thời gian để hoàn thành bài giải.
Sau mỗi bài dạy học có trao đổi với GV và HS, lắng nghe ý kiến để rút kinh nghiệm cho các bài dạy học tiếp theo cũng như cho đề tài nghiên cứu.
3.3.3. Kiểm tra đánh giá
Cuối đợt TNSP, HS ở cả hai nhóm TN và ĐC được đánh giá bằng một bài kiểm tra 45 phút nhằm mục đích:
- Đánh giá định tính mức độ lĩnh hội các kiến thức cơ bản, các khái niệm, định luật, định lí, các ứng dụng có trong chương “Các định luật bảo toàn”.
- Đánh giá định lượng mức độ lĩnh hội các định luật, các công thức và các điều kiện để xảy ra các hiện tượng vật lí, khả năng vận dụng kiến thức để giải một số bài toán cụ thể.
Đề kiểm tra được trình bày trong phần phụ lục của luận văn (phụ lục 4).
3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
Ở các lớp TN, GV tiến hành dạy theo các giáo án TN đã thiết kế. Do hạn chế về khuôn khổ của luận văn nên dưới đây chỉ trình bày đại diện một tiết dạy TN, ở lớp 10A1 trường THPT Trần Kỳ Phong.
Tiết 53: Bài tập về định luật bảo toàn cơ năng
Hoạt động 1: GV ổn định lớp, kiểm tra bài cũ (5 phút)
Qua việc kiểm tra bài cũ, GV hệ thống lại các kiến thức liên quan đến việc giải bài tập về ĐLBT cơ năng
Hoạt động 2: Tổ chức các hoạt động giải BT định tính (10 phút)
GV: Phát phiếu học tập cho từng HS, và yêu cầu HS đọc đề bài tập 1, GV trình chiếu đề bài, hướng dẫn HS tìm hiểu đề.
HS: Nhận phiếu học tập, đọc đề bài tập 1.
GV: Gọi 1 HS đứng tại lớp xác định đề bài cho gì, hỏi gì. Gọi 1 HS khác nhận xét, lấy ý kiến cả lớp, khi cả lớp không còn ý kiến, GV nhận xét, kết luận.
GV hỏi: Xác định những vị trí cần khảo sát trong bài, kí hiệu cho các vị trí đó. GV gọi 1 HS trả lời, hỏi ý kiến cả lớp, sau đó GV nhận xét và kết luận: Hai vị trí là vị trí ban đầu, kí hiệu O; vị trí chạm đất, kí hiệu A.
GV gọi Thắm và Bình lên bảng, Thắm tóm tắt đề bài, Bình vẽ hình. Các HS dưới lớp theo dõi để góp ý kiến. Gọi Trung nhận xét phần trả lời của Thắm, Bình. Hỏi ý kiến của các HS khác. GV nhận xét và hoàn chỉnh.
GV tổ chức cho HS làm việc nhóm để phân tích hiện tượng bài toán. Phân lớp thành 6 nhóm, 2 bàn kề nhau làm 1 nhóm, cử nhóm trưởng. GV tổ chức cho các nhóm thi đua bằng cách: sau mỗi hoạt động nhóm, GV chấm điểm từng nhóm, cuối buổi tổng kết và khen thưởng.
GV trình chiếu các câu hỏi, yêu cầu các nhóm thảo luận trả lời các câu hỏi: 1. Vật 1 thả rơi có vận tốc đầu không? 2. Tại vị trí ban đầu, hai vật có mang năng lượng không? 3. Xác định lực tác dụng lên các vật.
HS: Tích cực thảo luận nhóm, nhóm trưởng ghi lại kết quả thảo luận.
GV: Gọi đại diện các nhóm lần lượt trả lời các câu hỏi, cho các nhóm khác nhận xét, góp ý.
HS: Đại diện nhóm trả lời, các nhóm khác góp ý sôi nổi.
GV: Nhận xét, hoàn chỉnh các câu trả lời: 1. vật 1 có v01=0; 2. ban đầu vật 1 chỉ có thế năng, vật 2 vừa có động năng, vừa có thế năng; 3. hai vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực.
GV khen nhóm 1, nhóm 4 làm việc rất tích cực, có câu trả lời đúng.
GV tiếp tục hướng dẫn HS xây dựng lập luận, xác định phương pháp giải và tiến hành giải. GV nêu câu hỏi cho từng cá nhân suy nghĩ, xung phong trả lời: Dùng kiến thức nào để giải BT, vì sao?
HS: Tất cả cùng suy nghĩ, xung phong trả lời, rất nhiều HS xin được trả lời và tập trung vào 3 ý kiến sau:
- Dùng định luật bảo toàn cơ năng, vì vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực, cơ năng bảo toàn.
- Có thể dùng định lí động năng, vì đề bài yêu cầu so sánh động năng, mà động năng ban đầu của các vật đã biết.
- Dùng phương pháp động lực học, xét bài toán rơi tự do và bài toán chuyển động của vật bị ném ngang để tính vận tốc chạm đất của các vật rồi từ đó tính động năng.
GV kết luận: Cả ba cách trên đều có thể dùng để giải quyết câu a của bài toán, ở lớp các em hãy cùng giải bằng cách thứ nhất, 2 cách còn lại các em về nhà giải. GV cho điểm tốt đối với những HS đưa ra ý kiến nhanh, chính xác.
GV cho các nhóm tiến hành giải, với câu a, những nhóm nào giải xong lên bảng trình bày.
HS: Cả 6 nhóm đều xin lên bảng.
GV: Gọi đại diện 2 nhóm 4, 5, là 2 nhóm nhanh nhất lên bảng trình bày, cho 4 nhóm còn lại nhận xét, sau đó GV nhận xét, đánh giá và chấm điểm các nhóm.
GV: Với câu b, cho đứng tại chỗ trả lời. GV gọi đại diện nhóm 1, nhóm xin trả lời sớm nhất, trình bày. Cho 5 nhóm còn lại nhận xét góp ý. Sau cùng, GV kết
luận: Vì cơ năng của mỗi vật ở mọi vị trí trong quá trình chuyển động là không đổi và bằng cơ năng ban đầu, do đó không có vị trí nào để cơ năng hai vật bằng nhau.
GV ghi điểm cho các nhóm.
GV: Yêu cầu từng HS kiểm tra lại đã trả lời hết các yêu cầu của đề bài chưa, có vi phạm gì so với dữ kiện đề bài ra không.
HS: Kiểm tra lại các câu trả lời.
GV: Kết luận, nhắc nhở HS về nhà giải lại câu a bằng cách dùng định lí biến thiên động năng và dùng phương pháp động lực học. So sánh mức độ tiện lợi của các phương pháp.
Hoạt động 3: Giải bài tập định lượng (17 phút)
GV yêu cầu HS đọc đề bài tập 2 trong phiếu học tập đồng thời trình chiếu đề bài. GV hướng dẫn HS làm việc cá nhân để tìm hiểu đề bài, gọi 1 HS đứng tại lớp xác định cái đã cho, cái phải tìm, gọi HS khác góp ý.
HS: Tất cả đọc đề bài tập 2, xác định cái đã cho, cái phải tìm. GV nhận xét và kết luận.
GV hỏi: Những vị trí nào cần khảo sát trong bài? Kí hiệu cho các vị trí đó. HS: Nhiều HS xin trả lời câu hỏi: 3 vị trí là vị trí ban đầu, kí hiệu O, vị trí vật lên độ cao cực đại, kí hiệu là A và vị trí tại đó thế năng bằng 3 lần động năng, kí hiệu là D.
GV chỉ định Yến và Hồng lên bảng, Yến tóm tắt bài toán, Hồng vẽ hình minh họa, yêu cầu HS dưới lớp cùng làm, GV gọi Tuấn nhận xét bài của Yến và Hồng. GV nhận xét, hoàn thiện phần tóm tắt và hình vẽ.
GV ném thẳng đứng viên phấn lên cao, yêu cầu HS: “Các em hãy quan sát chuyển động của viên phấn và trả lời các câu hỏi sau, mỗi em hãy ghi vào giấy câu trả lời của mình, 1. Mô tả quá trình chuyển động của vật, vật chuyển động gồm những giai đoạn nào? 2. Xác định tính chất chuyển động của vật trong các giai đoạn; 3. Xác định lực tác dụng lên vật trong suốt quá trình chuyển động”.
HS: Tất cả đọc các câu hỏi GV trình chiếu và trả lời vào giấy.
GV: Thu bài của 5 HS xong sớm nhất, gọi lần lượt 3 HS trả lời 3 câu hỏi, cho các HS khác ý kiến.
HS: Nhiều em xin nhận xét câu trả lời của bạn và góp ý, bổ sung.
GV: Nhận xét, đánh giá và đưa ra câu trả lời đúng: 1. chuyển động của vật gồm hai giai đoạn: ném thẳng đứng đi lên và rơi tự do đi xuống; 2. đi lên: chậm dần đều từ vận tốc ban đầu 20m/s đến khi có vận tốc bằng 0, đi xuống: nhanh dần đều với vận tốc đầu bằng 0; 3. Trong quá trình chuyển động vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.
GV chấm điểm cho 5 bài nộp sớm, khen thưởng những HS có câu trả lời nhanh, đúng, động viên, nhắc nhở những HS khác.
GV hỏi: Với câu c, cần tính thời gian vật chuyển động trên đoạn đường nào? GV cho thảo luận nhóm: 2 HS ngồi gần nhau làm một nhóm. Gọi đại diện 4 nhóm gồm nhóm của Trung, Vi, Tâm, Minh lần lượt trả lời.
HS: Nhóm Trung, Vi, Minh: t=tOD; Nhóm Tâm: t=tOD hoặc t=tOA+tAD GV lấy ý kiến của các nhóm khác.
HS: 14 nhóm đồng ý với nhóm của Trung, 7 nhóm đồng ý với nhóm của Tâm, không có nhóm nào có ý kiến khác.
GV hỏi nhóm Tâm: Vì sao t=tOD hoặc t=tOA+tAD?
Đại diện nhóm Tâm trả lời: trong quá trình chuyển động của vật, vật qua vị trí D 2 lần, lúc đi lên và lúc đi xuống, do đó có 2 giá trị của t là t=tOD hoặc t=tOA+tAD.
GV hỏi ý kiến của các HS khác, sau đó nhận xét, khẳng định bạn Tâm đã trả lời đúng, ghi điểm tốt cho nhóm Tâm, tuyên dương các nhóm có kết quả đúng và cho các nhóm sai sửa chữa.
GV và HS thống nhất chọn gốc thế năng tại mặt đất. GV hỏi: Để giải câu a, câu b cần dùng kiến thức nào?
HS: Nhiều HS xin được trả lời, với câu a, cần áp dụng công thức tính WđO, WtO và WO. Câu b có hai ý kiến, một là dùng công thức vA2− =vo2 2gh, hai là dùng
ĐLBT cơ năng cho 2 điểm O và A.