được
Đánh giá tính khả thi của các tiến trình dạy học đã thiết kế được tức là đối chiếu tiến trình dạy học diễn ra trong giờ học với tiến trình dự kiến, từ đó, sửa đổi, bổ sung các tình huống và các định hướng của GV nhằm hoàn thiện tiến trình đã thiết kế. Tính khả thi của tiến trình dạy học thể hiện ở mức độ hưởng ứng của HS với các tình huống học tập, chất lượng các câu trả lời của HS và thời gian thực tế cần có so với thời gian dự kiến theo phân phối chương trình.
Như vậy, ta cần phân tích diễn biến tiến trình dạy học trên lớp theo từng hoạt động nhận thức cụ thể, từ đó, có những điều chỉnh phù hợp để tiến trình dạy học trở nên khả thi hơn.
A. Phân tích tiến trình dạy học bài “Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng”
1. Hoạt động 1: Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết
Yêu cầu của GV: “Đã biết, khi hai vật tương tác với nhau thì mỗi vật đều thu được gia tốc, nghĩa là vận tốc của mỗi vật đều bị biến đổi. Nếu vật 1 có khối
lượng m1, chuyển động với vận tốc v1va chạm vào vật 2 có khối lượng m2, chuyển
động với vận tốc v2 và sau va chạm, vận tốc của chúng là '
1
v, ' 2
vthì có hệ thức nào
biểu thị mối liên hệ giữa các vận tốc này không?”
Vì câu hỏi mang tính tổng quát rất cao, đòi hỏi phải vận dụng rất nhiều kiến thức cũ để giải quyết nên hầu như HS chưa trả lời ngay được, chỉ dừng lại ở việc tiếp nhận vấn đề cần giải quyết.
2. Hoạt động 2:Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề nhờ suy luận lí thuyết
và thực hiện giải pháp suy đoán
Để định hướng hoạt động đề xuất giải pháp (do HS chưa quen tham gia hoạt động này), GV đưa ra câu hỏi gợi ý : “Có thể vận dụng những kiến thức đã biết nào
và vận dụng những kiến thức này như thế nào để trả lời câu hỏi trên”
GV tiếp tục gợi mở: “Sự biến đổi vận tốc của một vât có liên quan đến đại
có liên quan đến gia tốc”. GV tiếp tục gợi ý :“Môt vật thu gia tốc khi nào ”. HS phát biểu : “Khi có lực tác dụng lên nó”. GV hỏi tiếp: “ Kiến thức cũ nào cho em
biết được điều đó”. HS trả lời: “ Theo định luật II Newton a F
m
=
cho ta biết điều đó”. GV tiếp tục gợi ý “ Vậy trong trường hợp 2 vật tương tác, vật này thu gia tốc
được là do vật kia tác dụng lực lên, các lực này có mối liên hệ gì với nhau không?”
HS phát biểu: “ Theo định luật 3 Newton hai lực này là hai lực trực đối, cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn F12 = −F21
”. GV yêu cầu : “Tóm lại để tìm câu
trả lời cho câu hỏi đặt ra ở đầu bài ta phải thực hiện các giải pháp nào?”. Lúc này,
với những gợi ý từ GV, nhiều HS đã có câu trả lời. HS phát biểu: “Viết mối liên hệ giữa các vận tốc và gia tốc (công thức tính gia tốc), mối liên hệ giữa gia tốc và lực (biểu thức định luật 2 Newton), mối liên hệ giữa hai lực tương tác (biểu thức định luật 3 Newton), để từ đó tìm mối liên hệ giữa các vận tốc”.
Lúc này GV yêu cầu HS thảo luận và thực hiện các giải pháp đã suy đoán trong phiếu học tập và yêu cầu một HS lên bảng trình bày trước lớp. Trong quá trình thực hiện giải pháp, GV theo dõi và giúp đỡ HS thực hiện các giải pháp trên và rút ra kết luận.
Thời gian dự kiến cho hoạt động này là 15 phút, nhưng trên thực tế mất đến 20 phút. Điều này cho thấy một phần là do HS còn chưa quen với phương pháp học mới, và còn thụ động, phụ thuộc nhiều vào GV. Một phần là các kiến thức cũ này được học ở HK I nên phần nhiều HS đã quên, nên GV phải mất nhiều thời gian gợi ý để HS tìm câu trả lời.
3. Hoạt động 3: Thiết kế phương án TN ( va chạm giữa hai xe động lực trên máng, làm việc chung cả lớp) và tiến hành TN để kiểm nghiệm kết quả rút ra từ suy luận lí thuyết.
GV đặt vấn đề:“Kết luận trên được rút ra từ lí thuyết, chúng ta có thể sai sót ở một khâu nào đó. Vì vậy, làm thế nào để kiểm nghiệm được nhờ TN kết quả đã rút ra”. Lúc này, GV giới thiệu cho HS về chức năng hoạt động của cảm biến sonar và
bộ TN xe động lực. Và yêu cầu HS đề xuất phương án TN với việc sử dụng cảm biến sonar và bộ TN xe động lực.
Với câu hỏi này đa số HS đều trả lời được, HS phát biểu: “ Cho hai xe chuyển động va chạm với nhau, khối lượng mỗi xe dùng cân để xác định, còn vận tốc của hệ 2 xe trước và sau tương tác được xác định nhờ cảm biến sonar”. Lúc này, GV nêu câu hỏi để đi tới thu hẹp phạm vi kiểm nghiệm kết quả ( xét một trường hợp riêng): chỉ dùng một cảm biến sonar:“Làm thế nào để có thể chỉ dùng một cảm
biến sonar mà xác định được đồng thời các vận tốc này?” Lúc này các em HS bắt
đầu thảo luận sôi nổi, nhưng không có HS nào đưa ra phương án đúng nhất. GV gợi
ý tiếp:“ Nếu chỉ dùng một cảm biến, ta chỉ xác định được vận tốc của một xe trước
và sau va chạm mà thôi”. Đến đây, một vài HS đã có câu trả lời: “Cho xe 1 chuyển
động đến va chạm vào xe 2 đứng yên và khi va chạm thì hai xe dính chặt vào nhau, cùng chuyển động”.
GV yêu cầu HS rút ra hệ quả cần kiểm nghiệm “Trong trường hợp này, ta
cần kiểm nghiệm điều gì nhờ TN?” Với sự gợi ý từ GV, HS rút ra hệ quả cần kiểm
nghiệm trong trường hợp này: “Vận tốcv'của hai xe sau va chạm cùng chiều với vận tốcv1 của xe 1 trước va chạm và ' 1
1
1 2
m v =m m v
+ ”. Trong trường hợp hai xe cùng khối lượng thì v’
= v1/2 , lúc này GV tiến hành TN và đồ thị vận tốc của hệ hai xe trước và sau va chạm được hiển thị trên màn hình máy chiếu. Việc tiến hành TN này diễn ra rất nhanh chóng và mất rất ít thời gian, tạo điều kiện cho HS có thời gian thảo luận các kết quả TN và rút ra nhận xét kết quả.
GV yêu cầu nhận xét đồ thị vận tốc theo thời gian thu được. Hầu hết các HS đều phát biểu được: “Dựa vào đồ thị nhận xét thấy v’
= v1/2”. Qua đó ta thấy, TN cho kết quả rất chính xác và nhanh chóng, tạo cho các em niềm tin vào khoa học.
GV mở rộng phương án TN : Trong trường hợp tổng quát hơn, sau va chạm
hai xe không dính chặt vào nhau,thì làm thế nào kiểm nghiệm kết quả đã rút ra?”
Đến đây hầu hết các em HS đều biết là phải dùng thêm một cảm biến thứ 2 để xác định vận tốc trước và sau tương tác của xe 2.
GV yêu cầu HS rút ra hệ quả cần kiểm nghiệm cho 2 trường hợp: Xe 1 đến va chạm đàn hồi với xe 2 đứng yên, hai xe có cùng khối lượng.Và trường hợp hai xe có cùng khối lượng đứng yên đặt gần nhau, sau tương tác (nhờ lò xo nén) hai xe chuyển động ngược chiều nhau. Vì trong trường hợp va chạm mềm, GV đã hướng dẫn HS rút ra hệ quả cần kiểm nghiệm, nên đến đây HS thảo luận và tự rút ra hệ quả cần kiểm chứng ở 2 trường hợp sau rất nhanh chóng.
GV yêu cầu 2 HS lên tiến hành TN và yêu cầu các HS còn lại nhận xét đồ thị thu được trên màn hình máy chiếu với hệ quả cần kiểm nghiệm nhờ TN. Vì việc tiến hành hai TN này rất đơn giản nên các HS dễ dàng thực hiện và thu thập, xử lí kết quả. Qua đó góp phần tạo sự say mê, hứng thú cho HS trong quá trình học tập. Sau khi các hệ quả được kiểm nghiệm, đến đây đã tạo niềm tin khoa học cho các em về kiến thức của bài học .
Hình 3.1. Đồ thị vận tốc theo thời gian của hệ hai vật cùng khối lượng
Thực tế hoạt động này mất 20 phút, và phù hợp với thời gian dự kiến cho hoạt động này. Điều này cho thấy các TN trên có vai trò vô cùng quan trọng trong bài học, nó giúp rút ngắn thời gian làm TN và cho kết quả chính xác mà ở các TN truyền thống không làm được điều này.
Hoạt động 4: GV tổng kết và bổ sung kiến thức về đại lượng động lượng và
định luật bảo toàn động lượng.
GV bổ sung các kiến thức về khái niệm động lượng, định luật bảo toàn động lượng và các lưu ý khi vận dụng các kiến thức này.
B. Phân tích tiến trình dạy học bài “Cơ năng”
1. Hoạt động 1: Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết
Để làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết, GV tiến hành 2 TN định tính nhỏ, thứ nhất thả rơi một quả bóng cao su, thứ hai cho con lắc lò xo chuyển động qua lại quanh VTCB gọi là dao động. Trong hai trường hợp trên vật đều chịu tác dụng của lực thế, động năng và thế năng của vật có thay đổi trong quá trình chuyển động không? Và vì sao ta nhận biết được điều này?
Cách làm nảy sinh vấn đề này ban đầu đã thu hút sự hứng thú, quan tâm và thích thú của HS. Hầu hết HS đều dễ dàng trả lời được : “Có thay đổi. Vì vận tốc, và độ cao, cũng như độ biến dạng của lò xo luôn thay đổi trong quá trình vật chuyển động”. GV tiếp tục yêu cầu: “Có nhận xét gì về sự thay đổi này?”. Lúc này HS vẫn chưa rút ra được nhận xét, GV gợi ý: “ Khi ta thả quả bóng rơi thì có nhận xét gì về vận tốc và độ cao của nó ?”. Đến đây, nhiều HS đã phát hiện ra rằng khi động năng tăng lên thì thế năng giảm và ngược lại. GV làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết: “Sự biến đổi đó có tuân theo quy luật nào không?”
Trong hoạt động này thời gian thức tế là 5 phút, phù hợp với dự kiến của tiến trình. HS đã bắt đầu bị lôi cuốn, hứng thú vào vấn đề cần giải quyết.
2. Hoạt động 2:Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề nhờ suy luận lí thuyết
và thực hiện giải pháp đã suy đoán
Sau khi nêu câu hỏi khái quát, GV gợi ý giải pháp tìm câu trả lời: “Để tìm
lượng m rơi từ độ cao z1 xuống z2 so với mặt đất và của con lắc lò xo nằm ngang
khi lò xo biến dạng từ x1 đến x2, ta có thể dùng những kiến thức cũ gì đã học?” Với
các kiến thức cũ đã học, HS dễ dàng tìm câu trả lời: “Dùng định lí động năng và công thức tính độ giảm thế năng để tìm ra mối liên hệ trên”. Lúc này, GV yêu cầu HS viết định lí động năng và công thức tính độ giảm thế năng trong phiếu học tập và yêu cầu một HS lên bảng viết câu trả lời. Sau khi HS viết câu trả lời xong, GV yêu cầu HS nhận xét về độ biến thiên động năng và độ giảm thế năng trong 2 trường hợp này. HS phát biểu: “ Bằng nhau vì cùng bằng công của lực thế”. Đến đây, GV yêu cầu HS tìm quy luật biến đổi của các đại lượng động năng và thế năng ở hai vị trí 1 và 2 trong hai trường hợp trên. HS tìm ra quy luật:
2 2 1 1 2 2 1 1 2mv +mgz =2mv +mgz 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2mv +2kx =2mv +2kx
Thời gian dự kiến là 15 phút, phù hợp với thực tế dạy học hoạt động này. Điều này chứng tỏ, một là các kiến thức cũ này vừa mới học nên HS dể dàng vận dụng để thực hiện giải pháp suy đoán, hai là HS bắt đầu quen với phương pháp học mới, tự lực tím kiếm giải pháp và thực hiện giải pháp.
3. Hoạt động 3: Thiết kế phương án TN và tiến hành TN để kiểm nghiệm kết quả rút ra từ suy luận lí thuyết.
GV đặt vấn đề:“Kết luận trên được rút ra từ lí thuyết, chúng ta có thể sai sót ở một khâu nào đó. Vì vậy, làm thế nào để kiểm nghiệm được nhờ TN kết quả đã rút ra”.Lúc này, HS đã biết các chức năng của cảm biến sonar vì đã được giới thiệu ở bài trước “ Động lượng – Định luật bảo toàn động lượng”. GV nêu yêu cầu: “Đối tượng thí nghiệm của chúng ta là một vật rơi tự do và một con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng thay vì nằm ngang để giảm ma sát”.
GV phải giải thích rõ cho HS là tại sao không sử dụng TN con lắc lò xo nằm ngang mà lại dùng con lắc lò xo treo thẳng đứng. Đó là do một số nguyên nhân sau, thứ nhất TN con lắc lò xo dao động theo phương ngang khó thực hiện vì nó đòi hỏi phải loại bỏ ma sát của vật nặng đối với mặt phẳng ngang, để làm điều này ta cần
dùng bộ TN đệm không khí, khi đó thiết bị TN rất cồng kềnh, không thuận lợi cho việc di chuyển. Thứ hai, khi con lắc dao động theo phương thẳng đứng thì lực cản không khí không đáng kể nên cho kết quả TN chính xác cao, đồng thời thiết bị gọn nhẹ.
GV lưu ý HS là trong trường hợp con lắc dao động thẳng đứng, thì nó vừa chịu tác dụng của trọng lực, vừa chịu tác dụng của lực đàn hồi. GV phải chứng minh cho HS thấy, trong trường hợp này, con lắc có hai loại thế năng là thế năng đàn hồi và thế năng trọng trường và gọi chung là thế năng của con lắc lò xo, có biểu thức là =1 2
2
t
W kx .
GV hỏi: “Cho vật rơi tự do từ độ cao z xuống mặt đất. Làm thế nào để tìm
vận tốc của vật ngay khi chạm đất bằng kết luận trên?”. HS dễ dàng trả lời: “Hệ
quả cần kiểm nghiệm là v2= 2gz”. GV hỏi tiếp: “Trong trường hợp tổng quát, ở
hai vị trí bất kì hệ quả cần rút ra là gì ?” . HS phát biểu: “Hệ quả cần kiểm nghiệm
là 2 2
2 1 2 ( 1 2)
v − =v g z −z ”. GV tiến hành TN và thu thập số liệu, biểu diễn đồ thị trên mà hình máy chiếu.
GV yêu cầu HS nhận xét đồ thị thu được và đi đến xác nhận kết quả từ suy luận lí thuyết có được trong trường hợp vật rơi tự do.
GV tiếp tục đặt vấn đề:“Nếu vận dụng kết quả trên thì rút ra kết luận gì về
hai vị trí biên của con lắc lò xo dao động thẳng đứng”. HS dễ dàng rút ra hệ quả
cần kiểm nghiệm là x1 = x2. GV tiến hành TN và yêu cầu HS nhận xét hai vị trí biên trên đồ thị và so sánh với 2 hệ quả mới rút ra.
GV mở rộng thêm, nếu ta xét ở các vị trí bất kì thì hệ quả rút ra là
2 2
1 1
2mv +2kx = hằng số, tức là tổng động năng và thế năng không đổi theo thời gian, ta có thể đi thiết lập đồ thị của hàm tổng động năng và thế năng. GV hỏi:“Vậy đồ
thị hàm này phải có dạng như thế nào?”. HS trả lời: “Đồ thị có dạng đường thẳng
vuông góc với trục tung và song song với trục hoành (trục thời gian)”. Đến đây, GV thiết lập vẽ đồ thị và yêu cầu HS so sánh đồ thị thực tế thu được với giải pháp đã