Rèn luyện cho học sinh những kỹ năng cần thiết khi áp dụng PPTN

8. Những chữ viết tắt trong đề tài

4.5.2. Rèn luyện cho học sinh những kỹ năng cần thiết khi áp dụng PPTN

Xây dựng tình huống có vấn đề tạo ra hứng thú ban đầu nhưng muốn duy trì được hứng thú, tính tích cực, tự giác trong một quá trình hoạt động thì cần phải giúp đỡ cho HS sao cho họ có thể thành công trong khi thực hiện các hành động. Càng thành công họ càng cố gắng vươn lên thực hiện các nhiệm vụ khó khăn hơn, phức tạp hơn. Có thể rèn luyện những kỹ năng theo hai cách: Một là làm theo mẫu nhiều nhất (bắt chước) theo một Angôrit (một trình tự chặt chẽ, máy móc), hai là rèn luyện theo những cơ sở định hướng (đó là những sơ đồ, những kế hoạch tổng quát).

Rèn luyện kỹ năng theo con đường Angôrit hóa thường được dùng ở cấp Trung học cơ sở khi bắt đầu học vật lý, rèn luyện theo những hành động và thao tác vật chất. Chẳng hạn như để hình thành kỹ năng sử dụng lực kế để đo lực.

Rèn luyện kỹ năng theo những sơ đồ định hướng sẽ giúp cho HS có thể thực hiện tốt những hành động phức tạp trong đó không phải thực hiện các thao tác theo một Angôrit chặt chẽ là con đường tối ưu, nhiều khi cần có sự chủ động thay đổi hoặc kết hợp chúng để đem lại những hiệu quả nhanh hơn, chính xác hơn. Sơ đồ định hướng đó có thể áp dụng cho nhiều mục đích tương tự.

Thí dụ như để rèn luyện kỹ năng lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết, có thể thực hiện theo sơ đồ định hướng sau:

 Chọn một hệ quả suy ra từ lý thuyết, hệ quả đó biểu hiện ra ở hiện tượng, những đại lượng vật lý có thể quan sát hoặc đo lường được.

 Chọn những dụng cụ thiết bị có khả năng quan sát được những hiện tượng hay đo lường được những đại lượng dự đoán trong điều kiện cụ thể của hệ quả.

 Lập kế hoạch thí nghiệm bao gồm:

 Lập sơ đồ bố trí các dụng cụ thiết bị mà ta cho là hợp lý nhất để cho hiện tượng xảy ra, các hiện tượng phải đo bộc lộ ra.

 Xác định trình tự các thao tác chân tay tác động lên dụng cụ thí nghiệm.  Tiến hành thí nghiệm theo những trình tự đã định.

 Xác định sơ bộ những sai số của phép đo.

 Xử lý kết quả thí nghiệm: Từ bảng số liệu rút ra những mối quan hệ, phụ thuộc hàm số, lập công thức của sự phụ thuộc cần kiểm tra. So sánh kết quả thu được trong thí nghiệm với kết quả mong đợi (dự đoán).

 Kết luận về tính chân thật của giả thuyết. [10, tr 12].

4.5.3. Quan hệ giữa bồi dƣỡng năng lực sáng tạo cho học sinh và rèn luyện áp dụng phƣơng pháp thực nghiệm

Làm quen với phương pháp nhận thức vật lý chính là làm quen với phương pháp tìm tòi sáng tạo trong vật lý học. Vì thế phương pháp nhận thức có một vai trò quan trọng trong giáo dục hiện nay, nó không còn chỉ là công cụ mà đã trở thành mục tiêu học tập.

Vật lý ở trường phổ thông hiện nay chủ yếu là vật lý thực nghiệm. Bởi thế phương pháp nhận thức được sử dụng phổ biến là PPTN. PPTN không phải đơn giản là làm thí nghiệm mà là sự phối hợp giữa quan sát, thí nghiệm với sự suy nghĩ lý thuyết để rút ra những kết luận có tính khái quát, phổ biến, vượt qua khỏi những thí nghiệm cụ thể riêng biệt. Nhờ thế mà PPTN giúp ta tìm tòi phát hiện ra cái mới.

Từ trước đến nay chúng ta đã bàn nhiều về thí nghiệm vật lý, nhưng rất ít chú ý đến vận dụng PPTN một cách đầy đủ có hiệu quả. Trong các giai đoạn chính của PPTN, có hai giai đoạn thể hiện rõ sự sáng tạo (tìm ra cái mới) là khâu xây dựng giả thuyết và bố trí thí nghiệm kiểm tra.

Trước một vấn đề, một câu hỏi mà với những kiến thức,phương pháp đã biết không thể trả lời được, HS không thể trả lời chính xác đúng ngay được. Họ phải dự đoán, thử đưa ra một nguyên nhân mới, một mối quan hệ mới, một tính chất mới của sự vật, một cách lập luận mới…để trả lời câu hỏi.

Muốn biết lý giải đó, câu trả lời dự đoán có đúng không, có phù hợp cới thực tế không phải làm thí nghiệm để kiểm tra. Trong PPTN ta coi thực tiễn là tiêu chuẩn của chân lý. Đưa ra phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết cũng là một việc đòi hỏi sự sáng tạo cao. Ở đây bắt buộc HS phải tìm cách tìm được mối liên hệ giữa giả thuyết trừu tượng trong óc với thực tiễn quan sát được trong các thí nghiệm.

Lâu nay do chịu ảnh hưởng của phương pháp dạy học cổ truyền, nặng về thông báo, giảng giải những kết quả mà các nhà khoa học đã thu được cho nên ta không chú ý đến hai khâu này, thậm chí còn coi là quá khó, mất thì giờ không làm được. Chúng ta có làm thí nghiệm, thậm chí còn làm nhiều thí nghiệm, nhưng chỉ là thí nghiệm minh họa. Đôi khi cũng làm thí nghiệm có tính nghiên cứu, nghĩa là từ thí nghiệm rút ra kết luận. Song những thí nghiệm đó phần nhiều đã do giáo viên sắp sẵn, thành công ngay, đạt kết quả

nghiệm chỉ có tác dụng như một phương tiện trực quan, giúp cho phương pháp thực nghiệm dễ hiểu chứ không có tác dụng rèn luyện khả năng sáng tạo. Trong suốt sáu năm học vật lý ở trường phổ thông (từ lớp 7 đến lớp 12) rất ít bài có các khâu xây dựng giả thuyết và kiểm tra giả thuyết.

Hiện nay, nền giáo dục Việt Nam lấy việc rèn luyện tư duy sáng tạo cho PPTN làm mục tiêu quan trọng. Bởi thế, bắt đầu từ năm học 2000 – 2001 đã cho thí điểm chương trình trung học cơ sở mới. Trong đó vật lý bắt đầu được học từ lớp 6. Chương trình mới này đặc biệt coi trọng việc áp dụng PPTN. Thường xuyên trong các bài học xây dựng kiến thức mới có hai khâu “Dự đoán” và “Bố trí thí nghiệm kiểm tra”. [10, tr 13].

4.5.4. Các mức áp dụng PPTN trong dạy học vật lý ở trƣờng phổ thông

 Mức 1: Thực hiện thí nghiệm kiểm tra giả thuyết

 Mức 2: Thực hiện thí nghiệm xây dựng và kiểm tra giả thuyết

 Mức 3: Thực hiện và xây dựng tình huống, thí nghiệm xây dựng và kiểm tra giả thuyết. [10, tr 14].

4.6. Những sự chuẩn bị cần thiết để áp dụng PPTN

 Chuẩn bị cơ sở vật chất: Chuẩn bị các trang thiết bị thí nghiệm để đáp ứng được các yêu cầu sau: Giúp làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu, giúp kiểm tra được giả thuyết khoa học…

 Chuẩn bị cho HS những kỹ năng cần thiết khi áp dụng PPTN, ví dụ: kỹ năng đưa ra giả thuyết khoa học, kỹ năng lập phương án tiến hành thí nghiệm kiểm tra…

 Chuẩn bị nghiệp vụ của GV: GV phải biết PPTN, GV phải biết cách tổ chức dạy học theo tinh thần áp dụng PPTN. [10, tr 14].

Chƣơng 5. THIẾT KẾ MỘT SỐ BÀI HỌC TRONG CHƢƠNG 2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM, VẬT LÝ 10 NÂNG CAO

5.1. Đại cƣơng về chƣơng Động lực học chất điểm, Vật lý 10 Nâng cao 5.1.1. Vị trí chƣơng

Chương này có thể xem như phần mở đầu của động lực học chất điểm. Nội dung của chương này trình bày ba định luật Niu-tơn. Đó là cơ sở của toàn bộ cơ học. Ngoài ra, trong chương này chúng ta còn đề cập đến những lực hay gặp trong cơ học như: lực hấp dẫn, lực đàn hồi và lực ma sát. Các định luật Niu-tơn được vận dụng để khảo sát một số tác dụng đơn giản của những lực nói trên. Đây là nền tảng để ta tìm hiểu sâu hơn kiến thức động lực học chất điểm sau này.

5.1.2. Mục tiêu của chƣơng

 Kiến thức

 Hiểu rõ và phát biểu được ba định luật Niu-tơn, viết phương trình của định luật II và III Niu-tơn.

 Hiểu được điều kiện xuất hiện và đặc điểm các lực cơ.  Hiểu được các khái niệm lực, hợp lực.

 Biết cách xác định hợp lực của các lực đồng quy và phân tích một lực thành các lực thành phần có phương xác định.

 Hiểu được nội dung và ý nghĩa của định luật I Niu-tơn.

 Hiểu rõ mối quan hệ giữa các đại lượng gia tốc, lực, khối lượng thể hiện trong định luật II Niu-tơn.

 Hiểu được rằng tác dụng cơ bao giờ cũng diễn ra theo 2 chiều và lực tương tác giữa hai vật là hai lực trực đối.

 Hiểu được rằng tác dụng hấp dẫn là một đặc điểm của mọi vật trong tự nhiên.  Nắm được biểu thức, đặc điểm của lực hấp dẫn, trọng lực.

 Biết cách dùng phương pháp tọa độ để thiết lập phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên, ném ngang.

 Hiểu được khái niệm về lực đàn hồi

 Hiểu rõ các đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo và dây căng, biểu diễn được các lực đó trên hình vẽ.

 Từ thực nghiệm thiết lập được hệ thức giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo.  Hiểu được những đặc điểm của lực ma sát trượt và ma sát nghỉ.

 Hiểu được lý do đưa ra và lập luận dẫn đến khái niệm lực quán tính, biểu thức và đặc điểm của lực quán tính.

 Viết được biểu thức của lực quán tính và vẽ đúng vectơ biểu diễn lực quán tính.  Hiểu rõ khái niệm, biểu thức của lực hướng tâm, lực quán tính li tâm.

 Hiểu hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng.  Kĩ năng

 Vận dụng được các kiến thức trên vào một số trường hợp cụ thể  Biết vận dụng định luật để giải thích một số hiện tượng vật lý.

 Biết đề phòng những tác hại của quán tính trong đời sống, nhất là chủ động phòng chống tai nạn giao thông.

 Biết vận dụng định luật II Niu-tơn và nguyên lý độc lập của tác dụng để giải các bài tập đơn giản.

 Biết vận dụng định luật III Niu-tơn để giải thích một số hiện tượng liên quan đến sự bằng nhau và trái chiều của lực tác dụng và phản tác dụng.

 HS biết vận dụng các biểu thức để giải các bài toán đơn giản.  Biết vận dụng các công thức để giải các bài tập về vật bị ném.  Trung thực, khách quan khi quan sát thí nghiệm kiểm chứng.

 Biết vận dụng các biểu thức để giải thích các hiện tượng thực tế có liên quan tới ma sát và giải các bài tập.

 Biết vận dụng KN lực quán tính để giải một số bài toán trong HQC phi quán tính.  Biết vận dụng các KN để giải thích được hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng.  Biết vận dụng các KT để giải các BT toán động lực học về chuyển động tròn đều.  Thái độ

 Có thái độ tự giác, tích cực, trung thực trong học tập.  Có tinh thần hợp tác, hỗ trợ lẫn nhau trong học tập.  Nghiêm túc trong học tập, chuẩn bị bài trước khi đến lớp.

5.1.2. Cấu trúc nội dung của chƣơng

Nhận xét sơ đồ:

Hệ thống kiến thức của chương rất rõ ràng và chặt chẽ:

- Cơ sở lý luận của cả chương là 3 định luật Niu – tơn. Được rút ra từ hàng loạt quan sát và tư duy, sáng tạo, ba định luật này đặt nền móng cho sự phát triển của cơ học. Vì vậy, đây là kiến thức cơ bản quan trọng nhất của chương này.

- Một trong những đại lượng Vật lý quan trọng được đề cập đến trong các định luật này là lực. Muốn dùng các định luật này để nghiên cứu các hiện tượng vật lý, cần có những hiểu biết về các đặc trưng của các lực tham gia vào các hiện tượng đó. Vì vậy một phần tất yếu của chương này là phần nghiên cứu về các lực trong cơ học ( lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát).

- Tiếp theo đó là một số bài vận dụng các kiến thức về các định luật Niu – tơn và các lực cơ học để nghiên cứu một số hiện tượng vật lý quan trọng.

Tương tác giữa các vật Khái niệm về lực

Xét hiện tượng vật chịu tác dụng lực nhưng không thu gia tốc Các lực tác dụng cân bằng

Định luật I Niu - tơn HQC quán tính Quán tính và

Mối liên hệ của F, a, m

Định luật II Niu - tơn

Biểu thức của lực Đơn vị lực Quan sát và TN

của Niu - tơn

Định luật III Niu - tơn

Lực tự nhiên

5.2. Soạn giảng một số bài của chƣơng

BÀI 14: ĐỊNH LUẬT I NIU-TƠN

I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức:

 Hiểu được nội dung và ý nghĩa của định luật I Niu-tơn.  Biết vận dụng định luật I Niu-tơn vào các bài tập đơn giản.  Bài được xây dựng theo phương pháp thực nghiệm.

2. Kĩ năng:

 Từ các sự kiện thực tế, khái quát hóa định luật I Niu-tơn.

 Vận dụng định luật I Niu-tơn để giải thích một số hiện tượng vật lý.

3. Thái độ:

Biết để phòng những tác hại của quán tính trong đời sống, nhất là chủ động phòng chống tai nạn giao thông, có tinh thần tìm tòi nghiên cứu khoa học.

II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên:

Dụng cụ minh họa thí nghiệm lịch sử của Galilê, TN về chuyển động thẳng đều: Búp bê trên xe lăn, phiếu học tập.

PHIẾU HỌC TẬP Câu 1. Chọn đáp án đúng

Khi một xe buýt tăng tốc đột ngột thì các hành khách sẽ A. dừng lại ngay.

B. ngả người về phía sau. C. chúi người về phía trước. D. ngả người sang bên cạnh.

Câu 2: Nếu một vật đang chuyển động mà tất cả các lực tác dụng vào nó bỗng nhiên ngưng tác dụng thì

A. vật lập tức ngưng lại.

B. vật chuyển động chậm dần rồi ngưng lại.

C. vật chuyển động chậm dần trong một khoảng thời gian, sau đó vật sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi.

D. vật chuyển ngay sang trạng thái chuyển động thẳng đều.

Câu 3:

Vật có xu hướng bảo toàn vận tốc của mình gọi là: A. quán tính B. tính ì

C. tính đà D. cả A,B,C

Câu 4. Định luật I Niutơn xác nhận rằng:

A.Với mỗi lực tác dụng đều có một phản lực trực đối.

B. Vật giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều khi nó không chịu tác dụng của bất cứ vật nào khác.

C. Khi hợp lực tác dụng lên một vât bằng 0 thì vật không thể chuyển động được. D. Do quán tính nên mọi vật đang chuyển động đều có xu hướng dừng lại.

Câu 5. Khi một vật chỉ chịu tác dụng của một vật khác duy nhất thì nó sẽ: A. Chỉ biến dạng mà không thay đổi vận tốc.

B. Chuyển động thẳng đều mãi mãi. C. Chuyển động thẳng nhanh dần đều.

D. Bị biến dạng và thay đổi vận tốc cả về hướng lẫn độ lớn.

Câu 6. Chọn đáp án đúng.

Hành khách ngồi trên xe ô tô đang chuyển động, xe bất ngờ rẽ sang phải. Theo quán tính, hành khách sẽ :

A. nghiêng sang phải. B. nghiêng sang trái.

C. ngả người về phía sau. D. chúi người về phía trước.

2. Học sinh:

 Ôn tập về lực và tác dụng lực.

 Chuẩn bị một số hình ảnh, một số video về thí nghiệm lịch sử của Galilê.  Chuyển các câu hỏi 1 và 2 SGK thành các câu trắc nghiệm.

I. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC NỘI DUNG:

Cơ hội đạt phát triển năng lực sáng tạo của HS đối với bài này là:

 Cơ hội 1: Từ TN lịch sử của Galilê nhận xét được chuyển động của vật và từ đó khái quát thành định luật I Niu-tơn, thể hiện sự sáng tạo của HS.  Cơ hội 2: Có thể đưa ra phương án thí nghiệm để kiểm tra định luật I Niu-

tơn, thể hiện sự sáng tạo của HS.

 Cơ hội 3: Giải các bài tập sáng tạo, thể hiện sự sáng tạo của HS. Quan niệm của Arixtốt: muốn cho vật duy trì được vận

tốc không đổi thì phải có vật khác tác dụng lên nó.

TN của Galilê về 2 máng nghiêng

Nếu loại trừ được các lực tác dụng lên một vật thì vật