Định hướng khái quát chương trình hóa cũng là sự hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết, tức là giúp học sinh tìm phương hướng để tự lực xây dựng được angorit giải bài tập hoặc giúp cho học sinh ý thức được đường lối khái quát của việc tìm tòi giải quyết một vấn đề nào đó, để họ chương trình hóa hoạt động của mình theo các bước dự định hợp lý. Sự định hướng chung ban đầu đòi hỏi quá trình tự lực tìm tòi, giải quyết của học sinh. Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh, để thu hẹp hơn phạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho vừa sức học sinh. Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi, giải quyết thì sự hướng dẫn của giáo viên chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu của một bước, sau đó tiếp tục yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo, nếu cần thì giáo viên lại giúp đỡ thêm. Cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề.
Kiểu định hướng khái quát chương trình hóa là sự vận dụng phối hợp hai kiểu định hướng trên nhằm khai thác, phát huy được ưu điểm của hai kiểu định hướng trên: tạo cơ hội cho học sinh phát huy hành động tìm tòi sáng tạo của mình, đồng thời vẫn đảm bảo cho học sinh đạt được tri thức cần dạy.
Kết luận chương 1
Bài tập sáng tạo là một phương tiện hữu hiệu dùng để bồi dưỡng tư duy và năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vật lý.
Chúng tôi đã hệ thống cơ sở lý luận về năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong dạy học vật lý; cơ sở ly thuyết về bài tập sáng tạo, đặc biệt là những dấu hiệu để nhận biết về bài tập sáng tạo. Để hướng dẫn học sinh giải các bài tập sáng tạo cần phải có các câu hỏi định hướng tư duy cho học sinh theo cấp độ khác nhau (định hướng tái tạo, định hướng tìm tòi, định hướng Ơxêtic).
Trong dạy học vật lý thì giai đoạn cuối cùng của quá trình dạy học trong luyện tập giải bài tập vật lý, bài tập sáng tạo không thể không có. Ở các nước có nền giáo dục phát triển, môn vật lý có bài tập sáng tạo chiếm tỷ trọng từ 5 - 30%, còn ở nước ta mới chỉ đạt 5-10%, vì thế bài tập sáng tạo trong dạy học vật lý cần được quan tâm.
Dựa vào cơ sở lý luận của chương 1, chúng tôi triển khai xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn”
CHƯƠNG 2
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” - VẬT LÍ 10 NÂNG CAO ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” - VẬT LÍ 10 NÂNG CAO
2.1 Phân tích cấu trúc và nội dung chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 nâng cao toàn” – Vật lý 10 nâng cao
2.1.1 Vai trò, vị trí và đặc điểm chương 2.1.1.1 Vai trò, vị trí của chương 2.1.1.1 Vai trò, vị trí của chương
Chương “Các định luật bảo toàn” có vai trò quan trọng trong chương trình Vật lý, nó có nhiều ứng dụng trong thực tế, có những hiện tượng vật lý rất quen thuộc với học sinh trong cuộc sống, đòi hỏi học sinh phải nắm vững các kiến thức của chương mới giải thích được hiện tượng, quá trình xảy ra.
Chương trình Vật lý 10 gồm 2 phần là cơ học và nhiệt học, trong đó phần cơ học chiếm 63/92 tiết (bao gồm cả kiểm tra). Chương “Các định luật bảo toàn” là chương gần cuối của phần cơ học lớp 10 chiếm 14 tiết nên học sinh có thể sử dụng các kiến thức đã học trong cả chương trước. Học sinh được học những quy luật quan trọng nhất trong cơ học, đó là các định luật bảo toàn. Các định luật bảo toàn được trình bày trong chương này là định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng.
Ngoài ra trong chương này học sinh còn được học thêm nhiều khái niệm mới với kiến thức sâu hơn, định lượng hơn so với chương trình THCS. Đó là các khái niệm về động lượng, công, công suất, động năng, thế năng, lực thế, năng lượng,…
2.1.1.2 Đặc điểm của chương “Các định luật bảo toàn”
Trong cơ học, chúng ta có các định luật bảo toàn là định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn cơ năng, định luật bảo toàn momen động lượng nhưng trong phạm vi của chương trình phổ thông học sinh được tìm hiểu hai định luật bảo toàn là định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng.
Nghiên cứu các định luật bảo toàn, học sinh sẽ được học thêm nhiều khái niệm mới để tiếp tục nghiên cứu các chương tiếp theo, đặc biệt là các vấn đề liên quan đến định luật Becnuli, các máy nhiệt,…
Các định luật bảo toàn có vai trò vô cùng quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề vật lý nói chung và giải các bài tập vật lí trong chương trình THPT nói riêng. Đối với học sinh, đây là vấn đề khó. Các bài toán va chạm rất đa dạng và phong phú. Tài liệu tham khảo thường đề cập đến vấn đề này một cách riêng lẻ. Do đó học sinh thường không có cái nhìn tổng quan về bài toán va chạm. Hơn nữa trong bài toán các em thường xuyên phải tính toán với động lượng – đại lượng có hướng, đối với đại lượng này các em thường lúng túng không biết khi nào viết dưới dạng vectơ, không biết khi nào viết dưới dạng đại số, chuyển từ phương trình vectơ về phương trình đại số như thế nào, đại lượng vectơ bảo toàn thì những yếu tố nào bảo toàn.
Tổng quan hơn các định luật Niutơn, các định luật bảo toàn không chỉ bổ sung cho phương pháp động lực học khi giải các bài toán cơ học mà còn thay thế hoàn toàn trong một số trường hợp hông thể áp dụng được các định luật Niutơn.
Kiến thức mà học sinh học trong chương này cũng gắn liền với những ứng dụng thực tiễn trong kỹ thuật và đời sống, vì năng lượng luôn là
khái niệm vật lí quan trọng nhất, bao trùm mọi hiện tượng thiên nhiên và thực tế cuộc sống của con người.
Các thí nghiệm đơn giản và các ví dụ trong tự nhiên, trong cuộc sống và trong kỹ thuật sẽ làm cho học sinh củng cố thêm thế giới quan duy vật biện chứng và đặc biệt là trong tình hình hiện nay, học sinh có ý thức thêm tiết kiệm nói chung, ý thức tiết kiệm năng lượng nói riêng.
2.1.2 Mục tiêu dạy học của chương “Các định luật bảo toàn”
* Mục tiêu kiến thức:
- Viết được công thức tính động lượng và nêu được đơn vị đo động lượng.
- Phát biểu và viết được hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai vật.
- Nêu được nguyên tắc chuyển động bằng phản lực.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính công. - Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính động năng. - Nêu được đơn vị đo động năng.
- Phát biểu và viết được hệ thức của định lí động năng.
- Phát biểu được định nghĩa thế năng của một vật trong trọng trường và viết được công thức tính thế năng này.
- Nêu được đơn vị đo thế năng.
- Viết được công thức tính thế năng đàn hồi.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của cơ năng. - Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của
định luật này.
- Phát biểu và viết được hệ thức của ba định luật Kê-ple.
* Mục tiêu kỹ năng:
- Vận dụng được các công thức: A=F.s.cosα và
t N P=
- Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng và bảo toàn động lượng để giải được bài toán chuyển động của một vật, của hệ có hai vật.
- Vận dụng định luật bảo toàn động lượng, bảo toàn năng lượng để giải được các bài tập đối với hai vật va chạm mềm, va chạm đàn hồi.
* Mục tiêu thái độ
- Có hứng thú học Vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học; trân trọng đối với những đóng góp của các nhà khoa học Vật lý cho sự tiến bộ của xã hội.
- Có thái độ khách quan, trung thực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác.
- Có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn Vật lý, cũng như trong việc áp dụng các hiểu biết đã đạt được.
- Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lý thuộc chương “ Các định luật bảo toàn” vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập cũng như để bảo vệ và giữ gìn môi trường sống tự nhiên.
- Củng cố thêm thế giới quan duy vật biên chứng.
2.1.3 Sơ đồ cấu trúc kiến thức chương “Các định luật bảo toàn”
Vật chịu tác dụng của lực hấp dẫn Định luật bảo toàn động lượng Bài toán va chạm Chuyển động bằng phản lực Thế năng trọng trường Wt = mgh Thế năng đàn hồi Định luật bảo toàn cơ
năng:
Định lí biến thiên cơ năng: Vật chịu tác dụng của lực đàn hồi Các định luật bảo toàn
Động lượng Cơ năng:
W = Wđ + WtĐịnh lí Định lí biến thiên động lượng Động năng Thế năng
2.1.4 Nội dung cơ bản của chương “Các định luật bảo toàn”* Nội dung về kiến thức * Nội dung về kiến thức
Sau khi học xong chương này, học sinh cần nắm được những nội dung kiến thức sau đây:
a) Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng
* Định nghĩa động lượng: Động lượng của một vật chuyển động là đại lượng đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật.
+ Biểu thức: p=mv
+ Đơn vị của động lượng: Kg.m/s
Hệ quả: Nếu lực có cường độ đủ mạnh tác dụng lên một vật trong một khoảng thời gian hữu hạn có thể làm cho động lượng của vật biến thiên.
+ Từ định luật II Niutơn F =ma suy ra được định lí biến thiên động
lượng: Độ biến thiên động lượng của một vật trong khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.
t F p= ∆
∆ .
+ Định luật bảo toàn động lượng đối với hệ vật: Vectơ tổng động lượng của hệ kín được bảo toàn.
p= p'