7. Cấu trỳc luận văn
2.4. Thực trạng dạy học chương “Động lực học chất điểm”
Qua tỡm hiểu tỡnh hỡnh dạy học chương “Động lực học chất điểm” ở cỏc trường: Trường THPT Phan Đăng Lưu, Trường THPT Yờn Thành II, Tường THPT Bắc Yờn Thành, Trường THPT Phan Thỳc Trực, Trường THPT Quỳnh Lưu I, chỳng tụi nhận thấy:
Phương phỏp dạy học được sử dụng nhiều nhất là phương phỏp thụng bỏo - tiếp nhận, diễn giảng kết hợp với đàm thoại và cú thể làm thớ nghiệm minh hoạ (nếu cú). Thụng thường GV lần lượt thụng bỏo cỏc kiến thức theo trỡnh tự nờu trong SGK, cố gắng trỡnh bày đủ cỏc kiến thức, cú chỳ ý nội dung kiến thức cơ bản mà ớt quan tõm đến hỡnh thành cho HS phương phỏp nhận thức khoa học Vật lý.
Hầu hết GV cú đặt cõu hỏi cho HS nhưng là những cõu hỏi chỉ đũi hỏi sự tỏi hiện đơn thuần cỏc kiến thức đó học và thường là những cõu hỏi vụn vặt; ớt cú biện phỏp kớch thớch nhu cầu tỡm tũi và hứng thỳ học tập của HS; cỏc hiện tượng xảy ra trong tự nhiờn và những ứng dụng của cơ học trong đời sống hằng ngày, gần gũi với HS ớt được sử dụng để tạo động cơ học tập và đũi hỏi HS phải tỡm kiếm kiến thức mới.
Nhiều GV đó cú một số cải tiến trong phương phỏp dạy học nhằm tạo ra khụng khớ hoạt động tớch cực của HS trong giờ học. Tuy nhiờn tớnh tớch cực học tập của HS chủ yếu được thể hiện ở sự tớch cực bờn ngoài mà chưa phải là tớch cực trong tư duy. Nguyờn nhõn chủ yếu là do cỏc phương phỏp mà GV sử dụng vẫn chưa thực sự đổi mới, cũn nặng về diễn giảng, giải thớch hơn là kớch thớch tỡm tũi.
Một số cỏc giờ học cú tiến hành thớ nghiệm, nhưng sử dụng ớt hiệu quả. Chủ yếu dạy theo hướng dạy học cú thớ nghiệm, chưa sử dụng thớ nghiệm để tiến hành phương phỏp dạy học giải quyết vấn đề.
HS tiếp thu một cỏch thụ động khụng cú hứng thỳ, tớnh sỏng tạo ớt.
Hầu hết cỏc trường đó cú phũng thớ nghiệm, tuy nhiờn dụng cụ thớ nghiệm của nhà trường cũn thiếu, khụng đồng bộ. Hầu hết cỏc trường khụng cú phũng học bộ mụn, do vậy việc triển khai thớ nghiệm gặp nhiều khú khăn. Một số trường cú tương đối đầy đủ thiết bị thớ nghiệm, dụng cụ thớ nghiệm, tuy nhiờn ớt được sử dụng.
- Việc dạy học theo phương phỏp thụng bỏo - tiếp nhận, diễn giảng đó thành thúi quen của đa số GV từ đú tạo tõm lý thụ động trong nhận thức của HS.
- Áp lực thành tớch, ỏp lực thi cử cũn nhiều nặng nề dẫn đến tỡnh trạng GVchủ yếu chỉ lo nhồi nhột kiến thức cho HS mà ớt rốn luyện đến khả năng tư duy sỏng tạo cho HS.
- Cơ sở vật chất, dụng cụ thớ nghiệm của nhà trường cũn thiếu, hơn nữa hầu hết cỏc nhà trường đều khụng cú phũng học bộ mụn nếu cú cũng rất ớt dẫn đến khú khăn trong việc triển khai cỏc bài dạy cú yờu cầu thớ nghiệm.
- Năng lực chuyờn mụn cũng như nghiệp vụ sư phạm của một số GV cũn yếu. Thực trạng trờn là nguyờn nhõn chủ yếu khiến học sinh hiểu kiến thức một cỏch hời hợt, khụng vững chắc và mức độ vận dụng cũn yếu, ngay cả đối với những tỡnh huống chỉ biến đổi chỳt ớt.
Muốn nõng cao chất lượng học tập và năng lực tự chủ, sỏng tạo của HS đũi hỏi GV phải tổ chức tiến trỡnh dạy học theo hướng tớch cực húa hoạt động của HS để tạo nhu cầu và hứng thỳ nhận thức ngay trong mỗi bài học chứ khụng phải đợi tới tiết bài tập hay ụn tập chương.
2.5. Khả năng vận dụng dạy học giải quyết vấn đề ở chương “Động lực học chất điểm”
Căn cứ vào nội dung chương “Động lực học chất điểm” và năng lực nhận thức của HS đại trà cú thể lập bảng sau về khả năng thực hiện dạy học giải quyết vấn đề ở chương này như sau:
Mức độ 1 (mức độ nờu vấn đề) Mức độ 2 (mức độ tỡm tũi từng phần) Mức độ 3 (mức độ nghiờn cứu) Đ13, Đ14, Đ15, Đ16, Đ17, Đ21, Đ22. Đ18, Đ19, Đ20, Đ24 Đ23, Đ25
2.6. Một số kiểu tỡnh huống cú vấn đề điển hỡnh trong dạy học chương “Động lực học chất điểm” lực học chất điểm”
a. Tỡnh huống phỏt triển hoàn chỉnh
Tỡnh huống 1: Bài học “Định luật II Niutơn”
Cỏc em đó biết , một trong những tỏc dụng của lực là gõy ra sự biến đổi vận tốc, tức là gõy ra gia tốc cho vật. Vậy, lực F cú mối quan hệ định lượng như thế nào với gia tốc mà lực gõy ra cho vật đú? (tỡnh huống hoàn chỉnh khỏi niệm lực)
Tỡnh huống 2: Bài học “Định luật III Niutơn”
Mở đầu bài Định luật III Niutơn, giỏo viờn đàm thoại với HS: GV: Tại sao khi dựng tay đấm vào tường tay ta lại thấy đau?
HS: Khi tay ta tỏc dụng vào tường một lực thỡ tường tỏc dụng trở lại tay một lực nờn ta thấy đau.
GV: Cỏc em hóy quan sỏt hỡnh vẽ 16.1 trong SGK, hiện tượng gỡ xẩy ra khi An đẩy Bỡnh một lực?
HS: Bỡnh thu gia tốc chuyển động về phớa trước, cũn An thu gia tốc chuyển động ngược trở lại vỡ Bỡnh đó tỏc dụng trở lại An một lực.
GV: Vậy, nếu vật A tỏc dụng lờn vật B thỡ vật B cũng tỏc dụng lại vật A. Đú là sự tương tỏc giữa hai vật. Vậy trong sự tương tỏc giữa hai vật, mối liờn hệ giữa hai vật lực mà hai vật tỏc dụng lờn nhau là như thế nào? (tỡnh huống phỏt triển hoàn thiện khỏi niệm lực).
Tỡnh huống 3: Bài học “Lực hướng tõm và lực quỏn tớnh li tõm. Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng”
Ở bài học trước cỏc em đó xỏc định được lực quỏn tớnh tỏc dụng lờn vật xột trong hệ quy chiếu cú gia tốc a so với hệ quy chiếu quỏn tớnh. Vậy trong hệ quy chiếu chuyển động trũn đều so với hệ quy chiếu quỏn tớnh thỡ lực quỏn tớnh được xỏc định như thế nào? Bài học hụm hay sẽ trả lời cho ta cõu hỏi trờn.
Khi đó cú khỏi niệm lực quỏn tớnh li tõm, GV cú thể đặt HS vào tỡnh huống sau: Tỡnh huống 4: Cỏc em đều biết rằng mỗi vật trờn mặt đất đều chịu tỏc dụng lực hấp dẫn của Trỏi Đất. Nếu bỏ qua chuyển động quay của Trỏi đất thỡ lực hấp dẫn đú gọi là trọng lực của vật. Vậy nếu ta xột đến sự quay của Trỏi Đất quanh trục của
nú thỡ vật chịu tỏc dụng của những lực nào? Và lỳc này trọng lực của vật sẽ cú biểu thức như thế nào? (tỡnh huống phỏt triển hoàn thiện khỏi niệm trọng lực).
b. Tỡnh huống bế tắc
Tỡnh huống 5: Bài “Lực. Tổng hợp và phõn tớch lực”
GV: Cỏc em hóy quan sỏt hỡnh vẽ 13.2 trong SGK và cho cụ biết sà lan chịu tỏc dụng của bao nhiờu lực? Những lực này cú tỏc dụng như thế nào đối với sà lan?
HS: Sà lan chịu tỏc dụng của hai lực F1, F2 của hai ca nụ tỏc dụng lờn sà lan và làm thay đổi vận tốc của sà lan.
GV: Vỡ một lý do nào đú mà cả hai dõy nối hai ca nụ với sà lan đều bị đứt dõy, lỳc đú ta cú thể thay thế hai lực F1, F2 tỏc dụng vào sà lan bằng một lực F khỏc mà vẫn cú tỏc dụng hoàn toàn giống như hai lực ấy khụng? (tức sà lan vẫn chuyển động cú hướng và vận tốc như ban đầu).
c. Tỡnh huống bất ngờ
Tỡnh huống 6: Bài “Định luật I Niutơn”
Mở đầu bài học định luật I Niutơn, GV đàm thoại với HS:
GV: Trong thực tế đời sống, xe đạp đang chuyển động, nếu ta ngừng chõn khụng đạp nữa thỡ xe sẽ chuyển động như thế nào?
HS: Xe chuyển động chậm dần rồi dừng lại.
GV: Muốn cho xe tiếp tục chuyển động cần phải làm gỡ? HS: Phải tiếp tục đạp, tức là tỏc dụng lực liờn tục.
GV: Cú một ý kiến khỏc lại cho rằng: Muốn duy trỡ chuyển động của một vật thỡ khụng cần tỏc dụng vào vật bất kỳ một lực nào. í kiến này cú đỳng khụng?
Đa số cỏc em cho là khụng thể được vỡ trỏi với quan niệm thụng thường của cỏc em, và càng bất ngờ hơn khi GV khẳng định đú là ý kiến đỳng. Chỡa khúa để giải quyết vấn đề này chớnh là nội dung bài học mới: “Định luật I Niutơn”.
d. Tỡnh huống ứng dụng kiến thức vào thực tiễn
Tỡnh huống 7: Bài “Lực ma sỏt”
Trước khi vào bài học mới, GV cho HS quan sỏt hỡnh ảnh về băng chuyền trờn bến than Cửa ễng và nờu cõu hỏi: Tại sao băng chuyền trờn bến than Cửa ễng lại
chuyển động được? Sau đú GV nờu thờm một cõu hỏi nữa mà cỏc em hay gặp trong cuộc sống: Tại sao khi đẩy bàn lỳc đầu thấy nặng, khi bàn đó trượt rồi ta lại thấy nhẹ hơn?
Tỡnh huống 8: Bài “Chuyển động của vật bị nộm”
Chuyển động nộm là một chuyển động thường gặp trong thực tế. Cỏc em chắc hẳn cũng đó từng đặt ra nhiều cõu hỏi liờn quan đến chuyển này, vớ dụ : làm thế nào để VĐV búng rổ nộm trỳng búng vào rổ? Làm thế nào mà phỏo thủ bắn viờn đạn rơi trỳng mục tiờu? Bài học hụm nay sẽ giải quyết cho cỏc em cõu hỏi này.
2.7. Xõy dựng tiến trỡnh dạy học một số bài học ở chương “Động lực học chất điểm” theo định hướng dạy học giải quyết vấn đề
2.7.1. Bài học xõy dựng kiến thức mới
2.7.1.1. Bài học xõy dựng kiến thức mới ở mức độ 1
Trong chương này cú thể ỏp dụng dạy học giải quyết vấn đề ở mức độ 1 cho cỏc bài xõy dựng kiến thức mới như ở bảng 1. Sau đõy là vớ dụ minh hoạ.
Bài 14: Định luật I Niutơn
I - Mục tiờu
1. Về kiến thức
- Phỏt biểu được định luật I Niutơn.
- Nờu được quỏn tớnh của một vật là gỡ và kể được một số vớ dụ về quỏn tớnh.
- Biết đề phũng những tỏc hại cú thể cú của quỏn tớnh trong đời sống, nhất là chủ động phũng trỏnh tai nạn giao thụng; biết lợi dụng quỏn tớnh ở một số trường hợp thường gặp trong cuộc sống.
2. Về kỹ năng
- Biết vận dụng định luật I Niutơn để giải thớch cỏc hiện tượng quỏn tớnh.
II. Chuẩn bị
1.Giỏo viờn
- Mỏng nhụm cú rónh gồm hai đoạn được nối với nhau bằng bản lề, quả cầu bằng thộp, dầu bụi trơn.
2. Học sinh
- ễn lại khỏi niệm quỏn tớnh đó học ở lớp 8.
III. Dự kiến nội dung ghi bảng
1. Quan niệm của Aristụt
Muốn cho một vật duy trỡ được vận tốc khụng đổi thỡ phải cú vật khỏc tỏc dụng lờn nú (lực là nguyờn nhõn duy trỡ chuyển động).
2. Thớ nghiệm lịch sử của Galilờ
Kết luận: nếu loại trừ được cỏc tỏc dụng cơ học lờn một vật thỡ vật sẽ chuyển động thẳng đều mói mói (lực khụng phải là nguyờn nhõn duy trỡ chuyển động).
3. Định luật I Niutơn
Định luật: Nếu một vật khụng chịu tỏc dụng của lực nào hoặc chịu tỏc dụng của cỏc lực cú hợp lực bằng 0, thỡ nú giữ nguyờn trạng thỏi đứng yờn hoặc chuyển động thẳng đều.
Vật cụ lập: vật khụng chịu tỏc dụng của vật nào khỏc là vật cụ lập.
4. í nghĩa của định luật I Niutơn
- Lực khụng phải là nguyờn nhõn duy trỡ chuyển động.
- Mỗi vật đều cú xu hướng bảo bảo toàn vận tốc của mỡnh, tớnh chất đú gọi là quỏn tớnh.
- Biểu hiện của quỏn tớnh:
+ Xu hướng giữ nguyờn trạng thỏi đứng yờn, ta núi cỏc vật cú “tớnh ỡ”.
+ Xu hướng giữ nguyờn trạng thỏi chuyển động thẳng đều, ta núi cỏc vật cú tớnh “đà”.
- Chuyển động thẳng đều được gọi là chuyển động theo quỏn tớnh.
- Hệ quy chiếu mà trong đú vật cụ lập cú gia tốc bằng 0 gọi là hệ quy chiếu quỏn tớnh.
Lưu ý:Trong nhiều bài toỏn ở mức độ chớnh xỏc khụng cao lắm, ta cú thể coi hệ quy chiếu gắn với mặt đất là hệ quy chiếu quỏn tớnh.
5. Bài tập về nhà
- Làm cỏc bài tập trong sỏch bài tập thuộc phần vừa học. - ễn lại cỏc kiến thức về lực đàn hồi đó học ở THCS.
IV. Tiến trỡnh dạy học
Giai đoạn: Tạo tỡnh huống cú vấn đề
Hoạt động 1 (4 phỳt): Chuẩn bị điều kiện xuất phỏt, tạo tỡnh huống cú vấn đề Hoạt động của HS Trợ giỳp của GV
- Suy nghĩ, trả lời:
Phải tỏc dụng vào viờn bi một lực.
- Suy nghĩ, trả lời:
Phải tỏc dụng vào viờn bi một lực
- Xột một viờn bi đang đứng yờn trờn một mặt phẳng nằm ngang. Muốn cho viờn bi chuyển động với vận tốc v cần phải làm gỡ?
- Để viờn bi duy trỡ được với vận tốc v khụng đổi cần phải làm như thế nào?
- Cỏ nhõn nhận thức được vấn đề của bài học. - Ghi đầu bài vào vở.
- Trong thực tế đời sống, nếu ta kộo một cỏi xe thỡ thỡ nú chuyển động, ngừng kộo thỡ nú lăn một ớt rồi dừng lại. ễtụ muốn chạy thỡ động cơ phải hoạt động liờn tục. Rất nhiều hiện tượng tương tự như vậy dễ làm nẩy sinh ý nghĩ cho rằng: muốn cho một vật duy trỡ được vận tốc khụng đổi thỡ phải cú vật khỏc tỏc dụng vào nú. Núi cỏch khỏc lực là nguyờn nhõn duy trỡ chuyển động. Quan niệm này được nhà triết học cổ đại A-ri-xtụt (384 - 322 trước cụng nguyờn) khẳng định và truyền bỏ, đó thống trị trong suốt nhiều thế kỷ. Thực tế cú phải như vậy khụng? Muốn biết điều đú hụm nay chỳng ta học bài: Định luật I Niutơn.
Giai đoạn: Giải quyết vấn đề
Hoạt động 2 (15 phỳt): Tỡm hiểu thớ nghiệm lịch sử của Galilờ Hoạt động của HS Hướng dẫn của GV
- Lắng nghe. Xột chuyển động của 2 viờn bi trờn mặt phẳng
nằm ngang: bi A chuyển động với vận tốc VA
đến va chạm với bi B đứng yờn. - Thảo luận, trỡnh bày cõu trả lời:
Sau khi lực va chạm thụi tỏc dụng, bi B chuyển động một lỳc nữa rồi mới dừng lại. Va chạm xẩy ra trong thời gian rất ngắn.
- Hiện tượng gỡ sẽ xẩy ra đối với viờn bi B sau khi va chạm? Va chạm xẩy ra trong khoảng thời gian bao lõu?
- Suy nghĩ, trả lời: Lực khụng phải là nguyờn nhõn duy trỡ chuyển động.
- Vậy lực cú phải là nguyờn nhõn duy trỡ chuyển động của viờn bi khụng?
* Quan niệm lực là nguyờn nhõn duy trỡ chuyển động của Arixtụt đó tồn tại suốt 2000 năm. Mói đến năm cuối thế kỷ XVI, Galilờ - Nhà bỏc học í từ việc quan sỏt chuyển động của 2 viờn bi như trờn, ụng suy luận: lực khụng phải là nguyờn nhõn của chuyển động và ụng làm thớ nghiệm để kiểm tra suy luận của mỡnh.
* GV trỡnh bày nờu vấn đề và làm thớ nghiệm lịch sử của Galilờ trờn mỏng nghiờng.
GV lưu ý HS tỏc dụng của mỏng 1 là tạo ra vận tốc v như nhau ở chõn mỏng nghiờng. - Quan sỏt thớ nghiệm, trả lời:
Viờn bi lăn được quảng đường S1 và đạt đến gần độ cao ban đầu.
- GV làm thớ nghiệm: Thả hũn bi từ độ cao h của mỏng nghiờng 1. Yờu cầu HS quan sỏt thớ nghiệm và nhận xột độ cao mà viờn bi đạt được ở mỏng nghiờng 2.
- Thảo luận, trả lời cỏc cõu hỏi:
Do cú ma sỏt cản trở chuyển động
- Tại sao hũn bi khụng đạt tới độ cao ban đầu? (ở thớ nghiệm A). Hỡnh 1 1 2 (C) (B) α α 1 v 2 2 (A) 1
của vật.
- HS1: làm giảm ma sỏt của mỏng 2. - HS2: hạ thấp độ cao của mỏng 2.
- Muốn cho hũn bi lăn được quóng đường càng xa trờn mỏng thỡ phải làm gỡ?
- Suy nghĩ, trả lời cõu hỏi. - Tại sao phải hạ thấp độ cao của mỏng 2? * Đỳng: Muốn cho viờn bi lăn được càng xa thỡ mỏng 2 phải càng nhẵn, càng ớt nghiờng. Trả lời: bằng cỏch tra dầu mỡ lờn