10. Cấu trúc luận văn
3.4.1. Kế hoạch thực nghiệm
Nhiệm vụ Thời gian
- Gặp mặt 16 HS lớp 10A1.
- Hướng dẫn HS chia nhóm và hoạt động nhóm.
- Đưa trước cho HS hệ thống bài tập thí nghiệm mà HS phải hoàn thành trong quá trình học, để học sinh có sự chuẩn bị trước.
5/6/2015.
Kiểm tra một tiết về BTTN buổi thứ nhất lớp 10A1 8/6/2015 Dạy bài tập thí nghiệm buổi thứ nhất lớp 10 A1
Nghiệm thu sản phẩm xác định trọng tâm của vật rắn.
Nghiệm thu kết quả đánh giá TDPP và TDST của HS theo tiêu chí
10/6/2015
Dạy bài tập thí nghiệm buổi thứ hai lớp 10 A1
Nghiệm thu sản phẩm xác định khối lượng viên gạch.
Nghiệm thu kết quả đánh giá TDPP và TDST của HS theo tiêu chí
15/6/2015
Kiểm tra một tiết về BTTN buổi thứ hai lớp 10A1 18/6/2015
Thời gian cho mỗi buổi thực nghiệm: 45 phút.
Dạy bài tập thí nghiệm ở trên lớp trong buổi thứ nhất:
Bài tập 3: Xác định trọng tâm của các vật trong các trường hợp:
- Trường hợp 1: Tấm phim X- Quang hình chữ nhật. - Trường hợp 2:Vật mỏng, phẳng có hình chữ T.
Dạy bài tập thí nghiệm ở trên lớp trong buổi thứ hai:
Bài tập 4: Nhà bạn Hoài An đang chuẩn bị xây bức tường bao quanh nhà. Bạn Hoài An và bố bạn ấy đang xếp gạch vào sân cho gọn. Bố bạn Hoài An liền nảy ra câu đố: Đố Hoài An, viên gạch mà con đang cầm nặng bao nhiêu kilogam? Điều kiện là không cần dùng cân. Hãy giúp bạn Hoài An thiết kế phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm để tìm câu trả lời trong các trường hợp:
- Trường hợp 1: Cho lực kế có giới hạn 20N
- Trường hợp 2: Cho lực kế có giới hạn 5N, tìm thêm các dụng cụ thích hợp khác.
3.4.2. Công tác chuẩn bị
Trước khi tiến hành thực nghiệm sư phạm chúng tôi đã tiến hành công việc chuẩn bị sau:
- Kế hoạch bài dạy (xem chương 2), dụng cụ thí nghiệm.
- Gặp ban giám hiệu nhà trường trao đổi về mục đích thực nghiệm và xin phép triển khai kế hoạch thực nghiệm.
- Gặp trực tiếp giáo viên dạy vật lí của lớp để trao đổi về mục đích, nhiệm vụ và nội dung các giáo án thực nghiệm và xin phép mượn 16 học sinh của lớp để thực hiện giảng dạy các giáo án đã chuẩn bị.
3.4.3. Cách thức tiến hành thực nghiệm
- Chia 16 học sinh thành 4 nhóm. Các học sinh trong nhóm sẽ làm việc, thảo luận với nhau về các phương án tiến hành thí nghiệm trong suốt quá trình thực nghiệm. Mỗi bài đều phát cho các nhóm phiếu học tập.
- Tiến hành dạy 2 kế hoạch bài dạy trên lớp. Quan sát, ghi chép, thăm dò ý kiến của HS sau mỗi giờ thực nghiệm.
- Sau mỗi giờ thực nghiệm, chúng tôi tiến hành phân tích sự xuất hiện TDST và TDPP của HS theo các tiêu chí ở mục 1.5.1 và mục 1.5.2 trong chương 1
3.5. Kết quả thực nghiệm
3.5.1. Các tiêu chí đánh giá
a) Đánh giá việc sử dụng các bài tập thí nghiệm nhằm bồi dưỡng TDST và TDPP cho học sinh.
- Để đánh giá nhằm bồi dưỡng TDST và TDPP cho HS qua các bài tập thí nghiệm chúng tôi tiến hành đếm số lần xuất hiện TDST và TDPP theo các tiêu chí ở mục 1.5.1 và mục 1.5.2 trong quá trình diễn ra buổi thực nghiệm.
- Hình thức: GV sẽ tích vào ô có biểu hiện hay không biểu hiện tương ứng của mỗi HS trong các phiếu 3.1.a; 3.1.b; 3.2.a; 3.2.b sau đây:
Phiếu 3.1.a:Đánh giá TDST
Họ và tên học sinh: ………Lớp: …………. Bài tập số: 03 Điểm số GV đánh giá: ………..
Xuất hiện TDST theo tiêu chí số
Biểu hiện cụ thể Có: x Không: v
1
Phát hiện vấn đề cần giải quyết:
Phương pháp nào dùng để xác định trọng tâm của tấm phim X- quang và tấm bìa hình chữ T
2
Đề xuất được các giải pháp
Nêu ra được các dự đoán để tìm trọng tâm của tấm phim X- quang và tấm bìa hình chữ T
3
Đề xuất được phương án:
Trường hợp 1
1, Phương án 1: Treo vật ở các vị trí khác nhau 2, Phương án 2: Đặt tấm phim trên mặt phẳng nằm ngang; dùng thước kẻ hai đường chéo ta được trọng tâm của tấm phim.
3, Phương án 3: Đặt tấm phim trên đầu ngón tay trỏ và giữ cho tấm phim cân bằng; sau đó lấy bút đánh dấu điểm trọng tâm
4, Phương án khác (nếu có) Trường hợp 2
1, Phương án 1: Treo vật ở các vị trí khác nhau 2, Phương án 2: Chia tấm bìa chữ T làm hai hình chữ nhật; xoay ngang tấm bìa để tấm bìa cân bằng. 3, Phương án 3: Đặt tấm bìa chữ T trên ngón tay trỏ sao cho tấm bìa nằm cân bằng.
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
4, Thực hiện thành công phương án khác như đã đề xuất
5
Có cải tiến phương án:
Trường hợp 1
1, Ở phương án 2: Nếu không dùng đến thước kẻ, có thể dùng com pa vẽ đường tròn ngoại tiếp tấm phim X-quang hình chữ nhật; tâm của đường tròn là trọng tâm tấm phim
2, Ở phương án 3: có thể đặt tấm phim trên đầu bút chì mềm.
Trường hợp 2
Ở phương án 2 nếu không sử dụng quy tắc hợp lực song song ta có thể sử dụng trực tiếp công thức toạ độ trọng tâm để xác định trọng tâm tấm bìa.
6 Có vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn
Phiếu số 3.1.b: Đánh giá TDPP
Họ và tên học sinh: ………Lớp: …………. Bài tập số: 03 Điểm số GV đánh giá: ………..
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: Trường hợp 1:
1, Hãy chỉ ra các lực tác dụng lên vật theo phương sợi dây?
2, Làm thế nào để xác định được điểm đặt của trọng lực?
Trường hợp 2:
1, Hãy nêu phương pháp để xác định trọng tâm tấm bìa hình chữ T
1, Điều kiện cân bằng của tấm bìa hình chữ T khi xoay nằm ngang cân bằng là gì?
2, Tìm mối liên hệ giữa khối lượng của bản đồng chất với diện tích của mỗi bản?
3, Bài toán đã giúp ta kiểm nghiệm được quy tắc nào đã học?
2
Xác định được lời giải và đánh giá lời giải: Trường hợp 1:
1, Dựa vào điều kiện cân bằng lực: T P
Vẽ phương sợi dây tại hai điểm bất kì trên vật 2, Vẽ hai đường chéo của tấm phim hình chữ nhật. 3, Đặt tấm phim lên đầu ngón tay trỏ sao cho tấm phim cân bằng.
Trường hợp 2:
1, Dựa vào quy tắc hợp lực song song cùng chiều:
1 2 1 2 2 1 m m P P OO OO
2, Biểu thức liên hệ giữa khối lượng của bản đồng chất với diện tích của mỗi bản:
1 2 1 2 S S m m
3, Biểu thức liên hệ: OO1 + OO2 = O1O2
3
Nhìn nhận lại quá trình thực hiện để tự đánh giá:
Dựa vào điều kiện cân bằng lực và quy tắc hợp lực song song cùng chiều hoàn toàn xác định được trọng tâm của vật rắn
4
Đánh giá ưu và nhược điểm của mỗi phương án: Trường hợp 1:
- Phương án 1:
+ Ưu điểm: cho kết quả chính xác phù hợp với thực nghiệm.
+ Nhược điểm: sử dụng nhiều dụng cụ tiến hành thí nghiệm
- Phương án 2 :
+ Ưu điểm: nhanh; gọn
+ Nhược điểm: áp dụng trong phạm vi hẹp - Phương án3:
+ Ưu điểm: nên dùng để kiểm nghiệm lại phương án 1
+ Nhược điểm: cho kết quả không được chính xác cho lắm.
Trường hợp 2:
- Phương án 1:
+ Ưu điểm: kết quả mang tính tương đối chính xác + Nhược điểm: sử dụng với nhiều dụng cụ thí nghiệm
- Phương án 2:
+ Ưu điểm: nhanh; gọn
+ Nhược điểm: độ chính xác không cao. - Phương án 3:
+ Ưu điểm: cho kết quả chính xác cao và có thể kiểm nghiệm được quy tắc hợp lực song song, hạn chế được sự sai số trong quá trình làm thí nghiệm
5
Đánh giá, hoàn chỉnh giải pháp: Trường hợp 1:
- Phương án1 chỉ dùng để xác định trọng tâm đối với những vật phẳng, mỏng, có dạng bất kì - Phương án 2 không được sử dụng đối với trường hợp vật phẳng, mỏng có dạng bất kì.Vì chỉ dùng được đối với những vật mỏng và phẳng có dạng hình học.
Trường hợp 2:
Phương án 3 nên dùng để kiểm nghiệm lại phương án 1 và 2
Phiếu số 3.2.a: Đánh giá TDST
Họ và tên học sinh: ………Lớp: …………. Bài tập số: 04 Điểm số GV đánh giá: ………..
Xuất hiện TDST theo tiêu
chí số
Biểu hiện cụ thể Có: x Không: v
1
Phát hiện vấn đề cần giải quyết:
Phương pháp nào dùng để xác định khối lượng viên gạch
2 Đề xuất được các giải pháp:
Nêu ra được các dự đoán để tìm khối lượng viên gạch
3
Đề xuất được phương án:
Trường hợp 1
1, Phương án 1: Dùng lực kế 20N treo viên gạch 2, Phương án khác (nếu có)
Trường hợp 2
1, Phương án 1: Dùng thước cứng; sợi dây; giá đỡ 3 chân. Khi đó đặt thước AB sao cho moomen của trọng lực đi qua thước bằng không
2, Phương án 2: Dùng thước cứng;sợi dây;giá đỡ . Khi đó đặt thước AB sao cho moomen của trọng lực đi qua một điểm tựa nào đó trên thước
3, Phương án khác (nếu có)
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
4, Thực hiện thành công phương án khác như đã đề xuất
5
Có cải tiến phương án:
Trường hợp 1
Trong phương án nếu không cho lực kế ta có thể sử dụng cân đòn
Trường hợp 2 Ở phương án 2 :
Phiếu số 3.2.b: Đánh giá TDPP
Họ và tên học sinh: ………Lớp: …………. Bài tập số: 04 Điểm số GV đánh giá: ………..
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:
Trường hợp 1:
1, Hãy chỉ ra các lực tác dụng lên viên gạch? 2, Nêu điều kiện cân bằng của viên gạch? Trường hợp 2:
1, Với dụng cụ dùng thêm hãy nêu cách tiến hành bố trí thí nghiệm để xác định khối lượng viên gạch?
2, Nêu điều kiện cân bằng của viên gạch?
3, Bài toán đã giúp ta kiểm nghiệm được quy tắc nào đã học?
2
Xác định được lời giải và đánh giá lời giải: Trường hợp 1:
Dùng sợi dây nhẹ buộc viên gạch lại và móc vào lực kế. Khi đó, số chỉ của lực kế là F thì khối lượng của vật là : m = F/10
Trường hợp 2:
1, Phương án 1: Phương án này không khả thi vì lực kế có giới hạn thang đo.
2, Phương án 2:
+ Dùng lực kế treo thước AB để xác định khối lượng của thước
+ Xác định trọng tâm của thước bằng cách đặt thước lên ngón tay trỏ; di chuyển ngón tay đến vị trí sao cho thước thăng bằng -> đánh dấu trọng tâm G thước
+ Đặt thước lên giá đỡ tại một điểm bất kì trên thước; treo vật ở điểm A của thước sau đó móc lực kế vào điểm B của thước sao cho thước cân bằng theo phương ngang.
+ Dùng tay kéo lực kế sao cho thước đứng thăng bằng; ghi số chỉ của lực kế F
+ Dùng thước đo cánh tay đòn d1 = AO của trọng lực tác dụng lên viên gạch; d2 = BO của lực kế và d3 = GO của trọng lực tác dụng lên thước
+ Điều kiện cân bằng của thước theo quy tắc momen có dạng: m1gd1 = F.d2 + m2.g.d3 Trong đó: m1 là khối lượng viên gạch; m2 là khối lượng của thước
Từ PT cân bằng ta tìm được khối lượng viên gạch m1
3
Nhìn nhận lại quá trình thực hiện để tự đánh giá:
Dựa vào điều kiện cân bằng lực và quy tắc momen lực để xác định khối lượng viên gạch.
4
Đánh giá ưu và nhược điểm của mỗi phương án: Trường hợp 1:
+ Ưu điểm:Phương án thí nghiệm trên vừa đơn giản và hợp lý cho kết quả khá chính xác.
+ Nhược điểm: có sự sai số vì do cách đọc và cách mắc thí nghiệm của mỗi cá nhân trong quá trình đo.
Trường hợp 2: * Phương án 1:
+ Nhược điểm: phương án này không thể thực hiện được vì lực kế có giới hạn thang đo nhỏ *Phương án 2:
+ Ưu điểm: phương án cho kết quả khá chính xác + Nhược điểm: Vẫn có sự sai số về kết quả đo vì do cách đo cánh tay đòn
5
Đánh giá, hoàn chỉnh giải pháp:
Trường hợp 1:
- Phương án xác định khối lượng viên gạch đơn giản, dễ thực hiện đồng thời kiểm nghiệm được điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực.
Trường hợp 2:
- Phương án 1 chỉ có thể sử dụng nếu lực kế không có giới hạn thang đo
- Phương án 2 thực hiện hoàn toàn chính xác phù hợp với dữ kiện bài toán, đồng thời kiểm nghiệm được quy tắc momen lực.
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 lí.
Dưới đây là một số hình ảnh học tập của học sinh trong hai buổi thực nghiệm:
Buổi thực nghiệm thứ nhất lớp 10A1
b) Đánh giá hoạt động của học sinh qua việc giải BTTN
- Để đánh giá hoạt động của HS qua việc giải BTTN chúng tôi tiến hành kiểm tra 16 HS thực nghiệm bằng hai bài kiểm tra: Bài 1 kiểm tra trước khi tiến hành thực nghiệm, bài 2 kiểm tra sau khi dạy xong buổi thực nghiệm thứ 2.
- Hình thức kiểm tra: Kiểm tra viết chung cho 16 HS.
- Đề kiểm tra và mục đích của các bài kiểm tra:
* Đề 1 (45 phút): Kiểm tra trước khi dạy buổi thực nghiệm thứ nhất. Câu 1: Làm thế nào xác định được trọng tâm của một chiếc gậy trơn nhẵn mà không cần tới bất kì một dụng cụ nào?
Câu 2: Hãy xác định trọng tâm của một bản mỏng đồng chất hình chữ nhật dài 12cm, rộng 6cm bị cắt một mẩu hình vuông có cạnh 3cm như hình vẽ bằng phương pháp hình học. Sau đó tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng.
-Mục đích của bài kiểm tra:
Câu 1: Kiểm tra việc vận dụng phương pháp thực nghiệm để xác định trọng tâm của vật rắn đồng chất (mức độ hiểu).
Câu 2: Kiểm tra việc vận dụng quy tắc hợp lực song song cùng chiều và phương pháp hình học để xác định trọng tâm của vật phẳng, mỏng đồng chất có hình dạng bất kì (mứ c đô ̣ vận dụng).
- Đáp án và thang điểm đề số 1
Câu Đáp án hướng dẫn chấm Điểm
1 (2 điểm)
- Đặt chiếc gâ ̣y thăng bằng trên ca ̣nh của bàn tay
- Vì sự cân bằng xảy ra khi tro ̣ng tâm của vâ ̣t ở ngay trên điểm tựa của nó.
1 đ 1 đ
2 (8 điểm)
- Chia bản mỏng thành hai phần ABCD và BMNQ Ta có: 6 2 1 2 1 S S P P . Khi đó 6 1 2 2 1 GG GG P P (1) Mặt khác: GG1 + GG2 = 6,18 cm (2) Từ (1) và (2): GG1 = 0,882 cm
Trọng tâm G nằm trên đường nối G1 và G2; cách G1 một đoa ̣n 0,882 - Thí nghiê ̣m kiểm chứng
1 đ 2 đ 1 đ 1 đ 1 đ 2 đ
Đề 2 (45 phút): Kiểm tra sau khi dạy buổi thực nghiệm thứ hai
Câu 1: Trong phòng thí nghiệm vật lí có một chiếc cân đòn có giới hạn đo 1kg đã bị gãy một phần (rất nhỏ) cánh tay đòn, có thể sử dụng chiếc cân này để cân một vật khối lượng dưới 1kg hay trên 1kg được không? Tại sao?
Câu 2: Xóm của An mới làm đường bê tông; đường rộng 3m. Bạn An hiện đang học lớp 9, muốn tình nguyện làm một trạm ba-ri-e cho xóm để chắn ô tô tải nhưng vẫn