9. Cấu trúc luận văn
3.5.1. Phân tích diễn biến thực nghiệm
Qua thực tế tổ chức và hướng dẫn các bài tập thực nghiệm, chúng tôi đã theo dõi, ghi lại được như sau:
Đối với bài tập 3:
Khi GV đưa ra BTTN cho HS suy nghĩ và tìm lời giải của bài toán thì nhóm 1 đưa ra luôn được phương án lau khô sàn nhà, nhóm 2 đưa ra được phương án không nên đi chân đất, còn các nhóm (3,4) chưa đưa được thêm phương án nào.
GV yêu cầu HS của nhóm (1,2) giải thích phương án của nhóm thì các em đã nêu được:
- Nhóm 1: Để khắc phục tình trạng trơn trượt khi đi trên nền gạch ướt thì ta phải loại bỏ được lớp nước trên bề mặt sàn, là nguyên nhân làm cho sàn nhà trở nên trơn hơn khi sàn nhà khô.
- Nhóm 2: Bằng kinh nghiệm bản thân em nhận thấy rằng khi đi chân đất trên sàn nhà vào trời nồm rất dễ ngã.
GV gợi ý rằng: Theo bảng 13.1 (SGK- VL10CB)[80] thì hệ số ma sát giữa cao su với bê tông khô cỡ 0,7 còn hệ số ma sát giữa cao su với bê tông ướt cỡ 0,4. Như vậy do có lớp nước mỏng trên sàn nhà đã làm giảm hệ số ma sát giữa chân và gạch lát sàn, làm cho sàn nhà trơn hơn. Vì thế, để khắc phục tình trạng trơn trượt ta cần loại bỏ lớp nước mỏng trên sàn nhà để làm tăng hệ số ma sát giữa chân và sàn nhà.
Khi đó, các em đã đưa ra thêm được nhiều phương án hơn nữa. Nhóm 3 đưa thêm phương án là dùng thảm chống trơn còn nhóm 4 đưa thêm phương án dùng dép có nhiều độ nhám và giải thích rằng: Đế dép có bề mặt nhiều khía sẽ tạo nên các rãnh cho nước bị ép thoát ra được và cho phép dép tiếp xúc trực tiếp với nền nhà. Tất cả các nhóm đều bố trí và tiến hành được thí nghiệm theo các phương án đã đề ra.
GV yêu cầu HS thảo luận và nhận xét ưu điểm, nhược điểm phương án của mỗi nhóm. HS thống nhất đưa ra được một phương án: dùng dép còn nhiều độ nhám, để tiến hành thí nghiệm so sánh hệ số ma sát giữa dép mới và dép cũ với cùng một sàn nhà.
HS tiếp tục thảo luận và đưa ra các phương án thí nghiệm đo hệ số ma sát giữa dép và sàn nhà.
Đối với bài tập 5:
Khi GV đưa ra BTTN cho HS suy nghĩ và tìm lời giải của bài toán thì tất cả các em đã nhanh chóng đưa ra phương án: Dùng lực kế để đo lực căng của dây thép. GV đưa ra rất nhiều lực kế có giới hạn đo khác nhau cho HS thực hiện phương án đã đề xuất thì mắc phải sai số. GV yêu cầu HS giải thích nguyên nhân và tìm biện pháp khắc phục sai số của thí nghiệm.
Sau đó, GV gợi ý HS: Hãy áp dụng điều kiện cân bằng chất điểm, tìm biểu thức tính lực căng của mỗi nửa sợi dây. HS tìm ra được biểu thức tính lực căng của mỗi nửa sợi dây phụ thuộc vào góc giữa nửa sợi dây với phương thẳng đứng và trọng lượng của áo. Lúc này, các nhóm thảo luận và đưa ra được phương án xác định lực căng của mỗi nửa sợi dây, như sau:
- Nhóm 1,2: Lựa chọn dụng cụ gồm có: 1 cân, 1 thước đo góc và tiến hành thí nghiệm. Nhưng gặp phải khó khăn: thước đo góc trong phòng thí nghiệm không dùng để đo góc trong bài toán này được.
- Nhóm 3,4: Lựa chọn dụng cụ gồm có: 1 cân, 1 thước dây đo chiều dài có độ chia chính xác đến mm và tiến hành thí nghiệm. Ban đầu các em dự đoán: chiều dài mỗi nửa sợi dây bằng một nửa chiều dài sợi dây khi căng ngang. Dự đoán này không đúng khi các em tiến hành đo chiều dài mỗi nửa sợi dây và chiều dài dây khi căng ngang. Sau đó, các em thay vào biểu thức để tính lực căng mỗi nửa sợi dây.
Một số hình ảnh học tập của học sinh trong hai buổi làm bài tập thực nghiệm:
Qua 2 buổi thực nghiệm ở trên lớp chúng tôi thấy: các em rất hứng thú với các bài tập thí nghiệm: đưa ra được các phương án thí nghiệm mới và đánh giá được ưu, nhược điểm của mỗi phương án. Không khí lớp học trở lên sôi động hơn. Qua đó có thể thấy rằng, nếu được tiến hành thường xuyên sẽ có tác dụng rất tốt trong việc nâng cao chất lượng kiến thức, học sinh tin yêu vào môn Vật lý.
3.5.2. Đánh giá việc sử dụng các bài tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng TDST và TDPP của HS
- Để đánh giá việc bồi dưỡng TDST và TDPP của HS qua các bài tập thực nghiệm chúng tôi tiến hành đếm số lần xuất hiện các biểu hiện của TDST và TDPP theo các tiêu chí ở mục 1.6 trong quá trình diễn ra buổi thực nghiệm.
- Hình thức: GV sẽ tích vào ô có biểu hiện hay không có biểu hiện tương ứng của mỗi HS.
Phiếu đánh giá các biểu hiện TDST và TDPP của HS trong khi dạy
thực nghiệm bài tập 3
Phiếu 3.1.a: Đánh giá TDST
Xuất hiện TDST theo tiêu chí số Biểu hiện cụ thể Có: x Không: v 1
Phát hiện vấn đề cần giải quyết:
Phải loại bỏ được lớp nước mỏng trên sàn nhà để làm tăng ma sát giữa chân và sàn nhà. Đại lượng vật lí có liên quan đến hiện tượng trơn trượt khi đi trên sàn nhà ẩm ướt là hệ số ma sát trượt.
2 Đề xuất được giải pháp:
Cần làm tăng hệ số ma sát giữa chân và sàn nhà
3
Đề xuất được phương án:
Khắc phục tình trạng trơn trượt khi đi trên sàn nhà
ẩm ướt
1, Phương án 1: Lau khô sàn nhà
2, Phương án 2: Dùng thảm chống trơn 3, Phương án 3: Không đi chân đất
4, Phương án 4: Dùng dép mới còn nhiều độ nhám
Tiến hành thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt trong các trường hợp
4
Thực hiện thành công phương án thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt trong các trường hợp
1, Thực hiện được phương án 1 2, Thực hiện được phương án 2 3, Thực hiện được phương án 3 5 Có cải tiến phương án
6
Vận dụng kiến thức sau khi học vào thực tiễn
Đưa ra được lời khuyên để khắc phục tình trạng trơn trượt vào những ngày trời nồm hoặc đi trên những mặt sàn trơn
Phiếu số 3.1.b: Đánh giá TDPP Xuất hiện TDPP theo tiêu chí số Biểu hiện cụ thể Có: x Không : v 1
Đưa ra câu hỏi để đi đến lời giải của bài toán:
Tại sao khi đi trên nền gạch ướt thì dễ trơn trượt hơn khi đi trên nền gạch khô?
2
Xác định được vấn đề và giải quyết vấn đề:
- Đưa ra được vấn đề: Hệ số ma sát trượt giữa 2 bề
mặt có giá trị khác nhau trong các trường hợp khác nhau. Do đó, để khắc phục được tình trạng trơn trượt khi đi trên các mặt sàn trơn cần làm tăng hệ số ma sát giữa chân và mặt sàn.
- Đưa ra các giải pháp:
1, Phương án 1: Lau khô sàn nhà
2, Phương án 2: Dùng thảm chống trơn 3, Phương án 3: Không đi chân đất
4, Phương án 4: Dùng dép mới còn nhiều độ nhám 5, Phương án khác (nếu có)
3
Nhìn nhận lại quá trình thực hiện để tự đánh giá:
Trong quá trình thực hiện phương án của nhóm, HS nêu ra các khó khăn gặp phải khi thực hiện và đưa ra được cách khắc phục khó khăn
4
Đánh giá ưu điểm, nhược điểm của mỗi phương án
*) Với phương án 1:
- Cần ít dụng cụ nhất, ít thao tác TN.
- Khó khăn trong việc kéo lực kế sao cho chiếc dép chuyển động thẳng đều. Nếu chuyển động của chiếc dép không là chuyển động thẳng đều thì kết quả của bài toán chưa chính xác.
*) Với phương án 2
- Thao tác TN đơn giản, dễ làm. Cần ít dụng cụ
- Rất khó quan sát được góc nghiêng giới hạn để vật bắt đầu trượt. Nếu xác định góc nghiêng giới hạn
sai dẫn đến hệ số ma sát không chính xác *) Với phương án 3
- Cần nhiều dụng cụ, nhiều phép đo
- Các phép đo có thể thực hiện dễ dàng, có độ chính xác cao
Phiếu đánh giá các biểu hiện TDST và TDPP của HS trong khi dạy thực nghiệm bài tập 5
Phiếu số 3.2.a: Đánh giá TDST
Xuất hiện TDST theo
tiêu chí số Biểu hiện cụ thể Có: x Không: v
1 Phát hiện vấn đề cần giải quyết:
Làm thế nào xác định được lực căng của sợi dây 2
Đề xuất được giải pháp:
Phân tích các lực tác dụng lên điểm treo mắc áo thấy rằng lực căng của sợi dây có phụ thuộc vào trọng lượng của mắc áo và chiều dài sợi dây. Do đó, để xác định lực căng của sợi dây cần tìm biểu thức phụ thuộc lực căng của sợi dây với trọng lượng, chiều dài sợi dây.
3
Đề xuất được phương án:
1, Phương án 1: Dùng lực kế 2, Phương án khác:
Áp dụng điều kiện cân bằng chất điểm. HS đưa ra được biểu thức: T1T2= Cos P . 2 với 2 1 ;Cos Sin AD AC Sin
Lực căng mỗi nửa sợi dây phụ thuộc trọng lượng áo, chiều dài sợi dây theo biểu thức trên..
Từ đó, HS có thể lựa chọn dụng cụ và tiến hành TN đo lực căng của sợi dây như sau
Phương án 2:
Dụng cụ: 1 Cân đo khối lượng, 1 thước đo độ
Tiến hành TN:
- Dùng cân để đo khối lượng của áo và mắc áo, suy ra được trọng lượng P
- Dùng thước đo độ đo giá trị góc
-Thay các giá trị đo được vào biểu thức , tìm được giá trị T1, T2.
Phương án 3:
Dụng cụ: 1 Cân đo khối lượng, 1 thước dây có độ chia chính xác đến mm
Tiến hành TN:
- Dùng cân để đo khối lượng của áo và mắc áo, suy ra được trọng lượng P
- Dùng thước dây có độ chia chính xác đến mm để đo chiều dài sợi dây căng ngang khi chưa mắc áo
- Dùng thước đo chiều dài mỗi nửa sợi dây khi mắc áo
4
Thực hiện thành công phương án đã đưa ra
1, Thực hiện được phương án 1 2, Thực hiện được phương án 2 3, Thực hiện được phương án 3 5 Có cải tiến phương án
6 Có vận dụng kiến thức sau khi học vào thực tiễn
Phiếu số 3.2.b: Đánh giá TDPP Xuất hiện TDPP theo tiêu chí số Biểu hiện cụ thể Có: x Không: v 1
Đưa ra câu hỏi để đi đến lời giải của bài toán:
Tại sao khi mắc dây để phơi quần áo (hai điểm mắc dây cùng độ cao) thì khi mắc dây căng, dây lại chịu lực kéo lớn hơn khi mắc chùng?
2
Xác định được vấn đề và giải quyết vấn đề:
Tìm biểu thức liên hệ giữa lực căng của sợi dây với các đại lượng có thể đo được trực tiếp.
3
Nhìn nhận lại quá trình thực hiện để tự đánh giá:
Trong quá trình thực hiện phương án của nhóm, HS nêu ra các khó khăn gặp phải khi thực hiện và đưa ra được cách khắc phục khó khăn
4
Đánh giá ưu điểm, nhược điểm của mỗi phương án
- Với phương án 1:
Nếu dùng thước đo độ để đo góc , rồi thay vào biểu thức để tìm ra giá trị T1, T2 thì không khả thi, vì trong trường hợp này việc đo góc là khó khăn
- Với phương án 2:
Dùng thước dây để đo chiều dài các đoạn dây cho kết quả chính xác và dễ thực hiện.
Do đó, phương án 2 khả thi hơn phương án 1
Trên đây là các những ghi chép được của chúng tôi về quá trình thực nghiệm. Dựa theo các tiêu chí TDST và TDPP đã đưa ra ở trên của HS, chúng tôi đã tiến hành đánh giá như sau: Coi mỗi tiêu chí trong bảng là 100%, xem trong từng bài với tiêu chí đó thì có bao nhiêu nhóm thực hiện được theo mức độ I (không đạt), bao nhiêu nhóm thực hiện theo mức độ II (trung bình), bao nhiêu nhóm thực hiện theo mức độ III (đạt) rồi tính theo phần trăm, sao cho tổng cả 3 mức độ (I, II, III) với mỗi tiêu chí là 100%. Ví dụ: Đánh giá tiêu chí đưa ra giải pháp lựa chọn dụng cụ để xác định lực căng mỗi nửa sợi dây ở bài tập 5, tất cả các nhóm đều lựa chọn lực kế, như vậy mức độ II là 100%, mức độ I và III là 0%. Làm tương tự với các tiêu chí khác và với các bài đã tiến hành thực nghiệm. Thống kê kết quả ta được các bảng sau:
* Bảng kết quả đánh giá mức độ biểu hiện TDST và TDPP của học sinh khi sử dụng bài tập thí nghiệm:
Quy ước chuyển từ biểu hiện TDPP và TDST sang thang điểm
Tổng các tiêu chí TDST hoặc TDPP 18 > 17 ÷ 18 15 ÷ 16 13 ÷ 14 11 ÷ 12 9 ÷ 10 7 ÷ 8 5 ÷ 6 3 ÷ 4 1 ÷ 2 Điểm 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Bảng 3.1.a và 3.2.a. Đánh giá các biểu hiện TDST của HS
Xuất hiện TDST theo tiêu chí Mức độ Bài 3 Bài 5
Phát hiện vấn đề cần giải quyết
Không đạt 0 0
Trung bình 75 50
Đạt 25 50
Đề xuất được các giải pháp
Không đạt 0 0
Trung bình 75 25
Đạt 25 75
Đề xuất được phương án
Không đạt 0 0
Trung bình 75 50
Đạt 25 50
Thực hiện được phương án
Không đạt 0 0
Trung bình 75 50
Đạt 25 50
Có cải tiến phương án
Không đạt 0 0 Trung bình 75 50 Đạt 25 50 Có vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn Không đạt 0 0 Trung bình 75 50 Đạt 25 50
Bảng 3.1.b và 3.2.b. Đánh giá các biểu hiện TDPP của HS
Xuất hiện TDPP theo tiêu chí Mức độ Bài 3 Bài 5
Đưa ra câu hỏi để đi đến lời giải
Không đạt 0 0
Trung bình 100 75
Đạt 0 25
Xác định được lời giải và đánh giá lời giải
Không đạt 0 0
Trung bình 100 75
Đạt 0 25
Đánh giá ưu và nhược điểm của mỗi phương án
Không đạt 0 0
Trung bình 75 50
Đạt 25 50
Đánh giá hoàn chỉnh giải pháp
Không đạt 75 25
Trung bình 25 50
Nhìn vào các bảng thống kê ta thấy, việc rèn luyện TDST và TDPP cho học sinh qua các bài tập thí nghiệm là có tác dụng rõ rệt. Số học sinh ở mực độ không đạt và trung bình giảm dần, ở mức độ đạt tăng dần. Nếu có điều kiện làm thêm một số bài nữa và tiến hành với nhiều nhóm hơn nữa thì kết quả sẽ chính xác hơn rất nhiều. Như vậy, bài tập thí nghiệm có tác dụng rất lớn trong việc bồi dưỡng TDST và TDPP cho học sinh.
3.5.3. Đánh giá hoạt động học của HS qua các bài kiểm tra
- Để đánh giá hoạt động học của HS qua việc giải BTTN chúng tôi tiến hành kiểm tra 16 HS thực nghiệm bằng hai bài kiểm tra
- Hình thức kiểm tra: Kiểm tra viết chung cho 16 HS
- Đề kiểm tra và mục đích của các bài kiểm tra: Đề 1
Câu 1: Kiểm tra trước khi dạy thực nghiệm bài 3
Trình bày các phương án thí nghiệm xác định được hệ số ma sát trượt giữa hai vật bất kì?
Câu 2: Kiểm tra sau khi dạy thực nghiệm bài 3
Hãy lựa chọn các dụng cụ cần thiết và tiến hành thí nghiệm để xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ với gỗ?
Mục đích của bài kiểm tra:
Câu 1: Kiểm tra biểu hiện TDST của HS: Đưa ra được cơ sở lí thuyết
của các phương án xác định hệ số ma sát trượt giữa hai vật bất kì, và biểu hiện TDPP: Nêu được ưu, nhược điểm của mỗi phương án
Câu 2: Kiểm tra biểu hiện TDST: Vận dụng được cách giải bài tập 3 để giải một BTTN tương tự, HS biết lựa chọn dụng cụ, đề xuất phương án, thiết kế tiến trình thí nghiệm với các dụng cụ đã lựa chọn và biểu hiện TDPP: Nêu được ưu, nhược điểm của mỗi phương án