9. Cấu trúc khóa luận
1.7 Quy trình xây dựng và sử dụng bài tập nhằm phát triển năng lực nhận thức kiến
Để đánh giá kết quả học tập của người học trong đào tạo dựa vào năng lực cần dựa vào những nguyên tắc mang tính tổng quát và cụ thể.
- Đánh giá là quá trình tiến hành có hệ thống để xác định phạm vi đạt được của các mục tiêu đề ra. Vậy, phải xác định rõ mục tiêu đánh giá, khi đánh giá phải chọn mục tiêu đánh giá rõ ràng, các mục tiêu phải được biểu hiện dưới dạng những điều có thể quan sát được.
- Giáo viên cần phải biết rõ những hạn chế của từng công cụ đánh giá để sử dụng chúng có hiệu quả.
- Khi đánh giá, giáo viên phải biết nó là phương tiện để đi đến mục đích, chứ bản thân không phải là mục đích. Mục đích đánh giá là để có những quyết định đúng đắn, tối ưu nhất cho quá trình dạy học.
1.7 Quy trình xây dựng và sử dụng bài tập nhằm phát triển năng lực nhận thức kiến thức vật lý của HS vật lý của HS
Trong quá trình dạy học, tùy thuộc từng mục tiêu dạy học, từng nội dung kiến thức và đối tượng HS mà người dạy phải quyết định lựa chọn những bài tập được sử dụng một cách phù hợp nhất Như vậy, để có thể xây dựng được hệ thống bài tập phù hợp với nhu cầu bồi dưỡng năng lực nhận thức vật lí cho HS, trước hết cần xây dựng một hệ thống bài tập đảm bảo các yêu cầu cơ bản như sau: đảm bảo yêu cầu về kiến thức; hệ thống bài tập đa dạng, nhiều hình thức; hệ thống bài tập nhiều mức độ phù hợp (phù hợp về cấu trúc và các tiêu chí đánh giá): sắp xếp các bài tập thành hệ thống, định kế hoạch và phương pháp sử dụng. Trên cơ sở quy trình xây dựng hệ thống bài tập và dạy học theo định hướng phát triển năng lực chúng tôi đề xuất quy trình xây dựng hệ thống bài tập gồm các bước cơ bản sau:
- Bước 1: Xác định mục tiêu năng lực nhận thức vật lí của bài tập
- Bước 2: Xác định nội dung học tập, hiện tượng bối cảnh, các tình huống thực tiễn
- Bước 3: Tìm hiểu, nghiên cứu thực tế, thu thập thông tin có liên quan đến bài tập cần xây dựng. - Bước 4 : Chuẩn kiến thức kỹ năng, Chỉ số hành vi, Câu hỏi, bài tập, nhiệm vụ ( Chia ra làm nhiều mức )
- Bước 5 : Tiến hành soạn thảo bài tập.
- Bước 6: Thực nghiệm, chỉnh sửa và bổ sung.
Ví dụ: - Bước 1: Xác định năng lực nhận thức vật lí hiện tại của HS thông qua khảo sát đang ở
mức độ trung bình khá (mức 1 và 2, xem bảng 1). Từ đó, GV định hướng xác định mục tiêu năng lực nhận thức vật lí của bài tập cần bồi dưỡng cho HS là các bài tập được sử dụng có mức độ phù hợp với năng lực hiện tại; đồng thời, góp phần bồi dưỡng để năng lực này của HS có thể tiếp tục phát triển đến mức khá, tốt (mức 2 và mức 3).
Bước 2: Xác định nội dung kiến thức: Định luật bảo toàn động lượng. Nội dung này có các dạng bài tập như các bài toán va chạm, các bài toán chuyển động bằng phản lực, các bài toán về đạn nổ,… Một số vấn đề liên quan: hệ đang xét là hệ kín, khối lượng của các vật, vận tốc của các vật trước hoặc sau va chạm,…
- Bước 3: Trong các vấn đề trên, vấn đề phù hợp với mức độ nhận thức hiện tại của HS là bài toán va chạm. Nội dung kiến thức được chọn là bài toán va chạm giữa 2 viên bi. Khi 2 viên bi va chạm, kết quả sau va chạm như thế nào? Khi đó, HS tiến hành nghiên cứu về dữ kiện, số liệu phù hợp với thực tế.
- Bước 5: Bài toán được soạn thảo như sau: “Một viên bi thứ nhất có khối lượng 300 g chuyển động với vận tốc 2 m/s đến va chạm vào viên bi thứ hai có khối lượng 100 g đang nằm yên trên mặt phẳng ngang. Sau va chạm, cả hai viên bi cùng chuyển động về phía trước, nhưng vận tốc viên bi thứ nhất nhỏ hơn ba lần vận tốc viên bi thứ hai. Tìm vận tốc mỗi viên bi sau va chạm”. - Bước 5: Bài tập sau khi được soạn thảo sẽ áp dụng vào dạy học. Trên cơ sở thu thập các thông tin trong quá trình HS tiến hành giải bài tập để đánh giá, phân tích và điều chỉnh để có được bài tập hoàn thiện đúng yêu cầu.
- Bước 6 : chúng tôi tiến hành thực nghiệm và đánh giá bài tập theo thang đo mức độ năng lực để khảo sát bổ sung và sửa chữa
TIỂU KẾT CHƯƠNG I
Ở chương này chúng tôi đã làm rõ cơ ở lý luận và các khái niệm liên quan đến năng lực, năng lực vật lý, phân loại và các mức đánh giá, rubric năng lực được liệt kê rõ ràng ,
Chúng tôi cũng đã trình này và phân tích dữ liệu về các cuộc khảo sát thực tế về việc lựa chọn sử dụng bài tập vật lý phát triển năng lực ở trường Trung học phổ thông Phan Chu Trinh- Đà Nẵng và trường Trung học phổ thông Bắc Trà My – Quảng Nam, trường Trung học phổ thông Nguyễn Bỉnh Khiêm-Chư Sê- Gia Lai
Nhờ vậy chúng ta đã xây sựng được nguyên tác đánh giá và quỳ trình lựa chọn sử dụng bài tập phát triển năng lực và cả ý nghĩa của nó.
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ CHƯƠNG ‘CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN – VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG
LỰC NHẬN THỨC VẬT LÍ 2.1. Đặc điểm, cấu trúc chương “các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 2.1.1. Đặc điểm chương chương “các định luật bảo toàn” – Vật lý 10
2.1.1.1. Đặc điểm về nội dung chương chương “các định luật bảo toàn” – Vật lý 10
Các định luật bảo toàn (CĐLBT) đóng vai trò rất quan trọng, là nền tảng của mọi lý thuyết vật lý, chúng là cơ sở của những tính toán quan trọng trong vật lý thực nghiệm và trong kỹ thuật. Trong cơ học cổ điển, các ĐLBT không những áp dụng được cho cả thế giới vĩ mô mà còn cho phép khám phá ra những định luật đặc thù trong thế giới vi mô.
Các ĐLBT đã thực sự cung cấp thêm một phương pháp giải các bài toán cơ học rất hữu hiệu, bổ sung cho phương pháp động lực học, đôi khi nó còn cho kết quả nhanh hơn khi sử dụng phương pháp động lực học để giải. Khi áp dụng các ĐLBT, học sinh cũng cần phải nắm vững các định luật Niu-tơn, cách tính công của các lực khác nhau, định lý động năng,…mới đem lại hiệu quả cao trong quá trình giải bài tập, vì vậy, có thể nói rằng bài tập về các ĐLBT hệ thống hoá một cách đầy đủ nhất các kiến thức của cơ học.
Các ĐLBT có tính tổng quát cao hơn các định luật Niu-tơn vì chúng gắn với tính chất của không gian thời gian. Từ các tính chất này có thể dẫn tới ĐLBT, cụ thể như ĐLBT động lượng phản ánh tính chất đồng tính của không gian, ĐLBT mômen động lượng phản ánh tính chất đẳng hướng của không gian, ĐLBT năng lượng phản ánh tính chất đồng nhất của thời gian.
2.1.1.2 : Phân phối chương trình của chương “các định luật bảo toàn” – Vật lý 10
Chương “các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 được phân phối trrong 8 tiết từ tiết 37 đến tiết 45 thuộc học kì II của vật lý 12
Bảng 2.1. Phân phối chương trình của chương “các định luật bảo toàn” – Vật lý 10
HỌC KÌ 2: 17 TUẦN 34 TIẾT TUẦN TIẾT
PPCT
BÀI, CHỦ ĐỀ HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN
19 37 Bài 23: Động lượng. Định luật bảo
toàn động lượng (tiết 1)
Mục I.2. Chỉ cần nêu nội dung mục b.
Mục II.2: Chỉ cần nêu nội dung định luật và công thức (23.6) 38 Bài 23: Động lượng. Định luật bảo
toàn động lượng (tiết 2)
20 39 Bài 24: Công và công suất (Tiết 1) Mục I.3-Tự học có hướng dẫn. - Chỉ cần nêu kết luận.
40 Bài 24: Công và công suất (Tiết 2) 21 41 Bài tập
42 CĐ7: Động năng, thế năng, cơ năng
(tiết 1)
Bài 25,26,27 tích hợp thành chủ đề 7
Mục II bài 25 chỉ cần nêu công thức và kết luận
Mục I.2 bài 27 chỉ cần nêu công thức 27.5 và kết luận
22 43 CĐ7: Động năng, thế năng, cơ năng
(tiết 2)
(tiết 3)
23 45 Bài tập
BẢNG 2.2 : BẢNG MÔ TẢ CHUẨN KIẾN THỨC KỸ NĂNG VÀ HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN CHUẪN KTKN CỦA CHƯƠNG IV – CÁC ĐỊNH LUẬT
1.1. Chuẩn kiến thức kỹ năng của chương trình
CHỦ ĐỀ MỨC ĐỘ CẦN ĐẠT GHI CHÚ a) Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng. Chuyển động bằng phản lực b) Công. Công suất c) Động năng d) Thế năng. Thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi e) Cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng
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 được định nghĩa thế năng trọng trường của một vật 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 cơ năng và viết được công thức tính cơ năng.
Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của định luật này.
Kĩ năng
Vận dụng định luật bảo toàn động lượng để giải được các bài tập đối với hai vật va chạm mềm.
Vận dụng được các công thức A Fscos và A
P
t .
Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải được bài toán chuyển động của một vật.
Thế năng của một vật trong trọng trường được gọi tắt là thế năng trọng trường.
Không yêu cầu học sinh thiết lập công thức tính thế năng đàn hồi.
Bài 23: Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng. Stt Chuẩn KT, KN quy định
trong chương trình
Mức độ thể hiện cụ thể của
chuẩn KT, KN Ghi chú
1
Viết được công thức tính động lượng và nêu được đơn vị đo động lượng
[Thông hiểu]
Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc vr là đại lượng được xác
định bởi công thức :
pr mvr
Động lượng là một đại lượng vectơ cùng hướng với vận tốc của vật. Động lượng có đơn vị đo là kilôgam mét trên giây (kg.m/s).
2
Phát biểu và viết được hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai vật.
[Thông hiểu]
Định luật bảo toàn động lượng : Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn.
Hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai vật là
1 2
pr pr = không đổi.
Xét hệ cô lập gồm hai vật tương tác, thì ta có: 1 2 1 2 pr pr pr pr Trong đó: 1 2 p , pr r là các vectơ động lượng của hai vật trước khi tương tác
1 2
p' ,p'r r là các vectơ động lượng của hai vật sau khi tương tác.
Một hệ nhiều vật được gọi là hệ cô lập (hay hệ kín) khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau. Động lượng của hệ là tổng động lượng của các vật trong hệ. 3
Vận dụng định luật bảo toàn động lượng để giải được các bài tập đối với hai vật va chạm mềm.
[Vận dụng]
Biết cách giải bài tập đối với bài toán hai vật va chạm mềm:
Vật khối lượng m1 chuyển động trên mặt phẳng ngang, nhẵn với vận tốc vr1, đến va chạm với một vật khối lượng m2 đứng yên trên mặt phẳng ngang ấy. Sau va chạm, hai vật nhập làm một, chuyển động với cùng một vận tốc vr .
Va chạm này gọi là va chạm mềm. Hệ này là hệ cô lập. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có: 1 1 1 2 m vr (m m )vr , suy ra 1 1 1 2 m v v m m r r .
4
Nêu được nguyên tắc chuyển động bằng phản lực.
[Thông hiểu]
Một tên lửa lúc đầu đứng yên. Sau khi lượng khí với khối lượng m phụt ra phía sau với vận tốc v
r
, thì tên lửa với khối lượng M chuyển động với vận tốcVur.
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta được :
m
V v
M
ur r
Tên lửa bay lên phía trước ngược với hướng khí phụt ra, không phụ thuộc vào môi trường bên ngoài là không khí hay chân không. Đó là nguyên tắc của chuyển động bằng phản lực.
Bài 24: Công và công suất. Stt
Chuẩn KT, KN quy định
trong chương trình
Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn
KT, KN Ghi chú
1 Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính công và công suất. Vận dụng được các công thức A Fscos và P = [Thông hiểu]
Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát: Khi lực Fur không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một góc , thì công thực hiện bởi lực được tính theo công thức :
A Fscos
a) Nếu nhọn thì A > 0 và khi đó A gọi là công phát động.
b) Nếu =90o thì A = 0 và lực vuông góc với phương chuyển dời không sinh công.
c) Nếu tù thì A < 0 và lực có tác dụng cản trở lại chuyển động, khi đó A gọi là công cản (hay công âm).
Trong hệ SI, đơn vị công là jun (J). 1 jun là công thực hiện bởi lực có độ lớn 1 niutơn khi điểm đặt của lực có độ dời 1 mét theo phương của lực.
Ôn tập kiến thức về công ở chương trình vật lí cấp THCS. Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. Công thức tính công suất:
P =A t
Trong hệ SI, công suất đo bằng oát, kí hiệu là oát (W).
A t .
[Vận dụng]
Biết cách tính công, công suất và các đại lượng trong các công thức tính công và công suất. Bài 25: Động năng. Stt Chuẩn KT, KN quy định trong chương trình Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN Ghi chú
1 Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính động năng. Nêu được đơn vị đo động năng.
[Thông hiểu]
Năng lượng mà một vật có được do nó đang chuyển động gọi là động năng.
Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v được xác định theo công thức : Wđ = 1 2mv 2
Trong hệ SI, đơn vị của động năng là jun (J). Ôn tập kiến thức về động năng đã học ở chương trình vật lí cấp THCS. Bài 26: Thế năng. Stt Chuẩn KT, KN quy định trong chương trình Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN Ghi chú
1 Phát biểu được định nghĩa thế năng trọng trường của một vật và viết được công thức tính thế năng này.
Nêu được đơn vị đo thế năng.
[Thông hiểu]
Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật ; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Khi một vật khối Công của trọng lực không phụ thuộc hình dạng đường đi của vật mà chỉ phụ thuộc các vị trí đầu và cuối. Trọng lực được gọi là lực thế hay lực bảo toàn.
Khi tính độ cao z, ta chọn chiều của trục z hướng lên trên.
lượng m đặt ở độ cao z so với mặt đất (trong trọng trường của Trái Đất) thì thế năng trọng trường của vật được định nghĩa bằng công thức : Wt = mgz Thế năng trên mặt đất bằng không (z = 0). Ta nói, mặt đất được chọn là mốc (hay gốc) thế năng.
Trong hệ SI, đơn vị