“Tích phân trong các bài tốn về cơng

Một phần của tài liệu Dạy học tích phân theo hướng tích hợp liên môn toán vật lí ở trường THPT (Trang 84)

của lực tác dụng vào vật”

Thời gian Tiến trình

hoạt động Hoạt động của HS Hỗ trợ của GV

KQ/ sản phẩm (dự kiến) Tiết 1 Khởi động cho chủ đề, chuyển giao nhiệm vụ học tập của dự án. - Xem các video, nhận nhiệm vụ giải quyết vấn đề - Thảo luận đưa ra một số đề tài dự án - HS tự thành lập nhĩm theo khả năng và hứng thú. - Cho HS xem phần mềm mơ phỏng, hình ảnh,… về các lực cơ học. - Làm rõ nhiệm vụ học tập.

- Báo cáo của các nhĩm giải thích các hiện tượng. - Đề xuất tên đề tài dự án Tiết 2, 3 (Thực hiện sau 01 tuần tiến hành dự án) Hoạt động hình thành kiến thức - HS làm việc cá nhân và làm việc nhĩm đọc tài liệu Giao nhiệm vụ trực tiếp hoặc phiếu học tập Báo cáo KQ của các nhĩm khi tìm hiểu các nội dung Tiết 4 - Hoạt động luyện tập - Hoạt động vận dụng - Nhận nhiệm vụ theo tài liệu học tập

Giao nhiệm vụ trực tiếp hoặc phiếu học tập

Báo cáo KQ của các nhĩm

Tiến trình

Tiết 1- Khởi động cho chủ đề, chuyển giao nhiệm vụ học tập của dự án.

Hoạt động 1 (10 phút): Giới thiệu phương pháp dạy học theo dự án

Giáo viên giới thiệu khái niệm và các bước tiến hành theo phương pháp học theo dự án .

Hình 2.5. Sơ đồ quy trình DHDA trong dạy học Giai đoạn 1: Chuẩn bị dự án

- Đề tài dự án cĩ thể nảy sinh từ sáng kiến của GV, HS hoặc của nhĩm HS. Quyết định lựa chọn đề tài là HS, nhưng nội dung phải đảm bảo phù hợp với mục đích học tập, phù hợp chương trình và điều kiện thực tế.

- GV chia nhĩm, giao nhiệm vụ cho các nhĩm HS và những yếu tố khác liên quan đến dự án. Trong phần này, GV cĩ thể tạo điều kiện cho HS tự chọn nhĩm làm việc.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ các nhĩm HS lập kế hoạch thực hiện dự án. HS cần xác định chính xác mục tiêu, những cơng việc cần làm, kinh phí, thời gian và PP thực hiện chủ đề. Trong giai đoạn này, địi hỏi HS cĩ tính tự giác và cộng tác để xây dựng kế hoạch chung của nhĩm. Sản phẩm tạo ra ở giai đoạn này là bản kế hoạch dự án.

CHUẨN BỊ DỰ ÁN

GV/HS đề xuất chủ đề, xác định mục đích của dự án. HS lập kế hoạch dự án, phân cơng nhiệm vụ.

THỰC HIỆN DỰ ÁN

HS làm việc cá nhân và nhĩm theo kế hoạch. Kết hợp lí thuyết và thực hành, tạo sản phẩm.

ĐÁNH GIÁ DỰ ÁN

HS thu thập KQ, giới thiệu sản phẩm dự án. GV/HS đánh giá KQ và quá trình thực hiện. Rút kinh nghiệm.

Giai đoạn 2: Thực hiện dự án

Ở giai đoạn này, với sự giúp đỡ của GV, HS tập trung vào việc thực hiện nhiệm vụ được giao như: Cùng thảo luận đề xuất các phương án giải quyết, kiểm tra, nghiên cứu tài liệu, tiến hành các thí nghiệm, hợp tác với các thành viên trong nhĩm.

Trong dự án, GV tơn trọng kế hoạch đã xây dựng của các nhĩm, tạo điều kiện thuận lợi và cĩ định hướng (nếu cần) cho HS trao đổi, thu thập tài liệu, tìm kiếm thơng tin. Các nhĩm thường xuyên cùng nhau đánh giá cơng việc, chỉnh sửa để đi tới đích. GV cũng cần tơn trong việc làm chủ hoạt động học tập của HS và nhĩm HS, quan tâm đến phương pháp học của HS,…và khích lệ HS tạo ra một sản phẩm cụ thể, cĩ chất lượng.

Giai đoạn 3: Đánh giá dự án

HS thu thập KQ, trình bày sản phẩm, cơng bố sản phẩm trước lớp. GV và HS tiến hành đánh giá, bao gồm:

- HS tự đánh giá: HS tự nhận xét quá trình thực hiện dự án của mình, của nhĩm mình và tự đánh giá sản phẩm của mình;

- GV đánh giá: GV đánh giá tồn bộ quá trình thực hiện dự án của HS, của nhĩm HS, đánh giá sản phẩm và rút kinh nghiệm để thực hiện những dự án tiếp theo.

Hoạt động 2 (15 phút): Đánh giá nhu cầu; Xác định nhiệm vụ

Giáo viên yêu cầu HS điền vào cột K và cột W ở bảng K-W-L.

Dựa vào bảng K-W-L với bộ câu hỏi định hướng, GV định hướng cho học sinh các nhiệm vụ phải làm để thực hiện dự án.

Biểu đồ K-W-L K

(Những điều đã biết)

W

(Những điều muốn biết)

L (Những điều đã học được) ………. ………. ………. ………. ………. ……….

Hoạt động 3 (5 phút): Tổ chức nhĩm hợp tác

GV hướng dẫn HS

- Thành lập các 4 nhĩm học tập theo hình thức bốc thăm, sắp xếp vị trí của các nhĩm.

- Phân cơng nhĩm trưởng, thư kí, cịn lại là các thành viên.

Hoạt động 4 (15 phút): Chuyển giao nhiệm vụ học tập dự án - lập kế hoạch cho dự án

Tiến trình Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Xác định tên dự án, chủ đề

GV giới thiệu các video và hình ảnh liên quan đến chủ đề, yêu cầu HS tự chọn Tên chủ đề: và GV nhận xét, lựa chọn tên nào gần gũi nhất với chủ đề. Sau đĩ đưa ra Tên chủ đề: “Tích phân trong các bài tốn về cơng của lực tác dụng vào vật”

HS thảo luận nhĩm rồi thống nhất đưa ra tên chủ đề mà nhĩm lựa chọn.

Xây dựng các tiểu chủ đề/ ý tưởng.

- Tổ chức cho các nhĩm HS thảo luận, đề xuất ý tưởng, các câu hỏi nghiên cứu hình thành các tiểu chủ đề. - Thống nhất ý tưởng và lựa chọn các tiểu chủ đề. - Hoạt động nhĩm chia sẻ các ý tưởng. - Thống nhất ý tưởng. - Cùng GV thống nhất tên các tiểu chủ đề nhỏ.

+Tiểu chủ đề 1: Khái quát về tích phân.

+Tiểu chủ đề 2: Tích phân cĩ những ứng dụng gì trong bộ mơn vật lí.

+Tiểu chủ đề 3: Khái quát về các lực cơ.

+ Tiểu chủ đề 4: Khái quát về cơng và cơng suất

GV gợi ý HS cùng đưa ra bộ câu hỏi định hướng và phân cơng nhiệm vụ cho từng nhĩm theo tên

- HS nêu ra các nhiệm vụ phải thực hiện căn cứ vào chủ đề học tập và gợi ý của GV.

Lập kế hoạch thực hiện

các tiểu chủ đề đã thống nhất. - Thảo luận nhĩm và lên kế hoạch thực hiện nhiệm vụ.

- Phân cơng cơng việc cho mỗi thành viên trong nhĩm, ghi vào phiếu phân cơng nhiệm vụ.

Các câu hỏi định hướng cho các nhĩm thực hiện hoạt động hợp tác theo các dự án học tập

* Nhĩm 1: Khái quát về tích phân.

Câu 1. Vẽ sơ đồ tư duy về các kiến thức liên quan đến tích phân gồm: Khái niệm, các tính chất và các phương pháp tính tích phân ?

Câu 2. Nêu dấu hiệu nhận biết bài tốn tích phân tính theo phương pháp đổi biến số.

Câu 3. Nêu dấu hiệu nhận biết bài tốn tích phân tính theo phương pháp tích phân từng phần.

Câu 4. Đạo hàm – nguyên hàm – tích phân cĩ mối quan hệ như thế nào? Nhiệm vụ:

- Tìm hiểu về Khái niệm, tính chất, phương pháp tính tích phân. - Vẽ sơ đồ tư duy.

- Trình bày powerpoit.

* Nhĩm 2: Ứng dụng của tích phân trong thực tiễn.

Câu 5. Chúng ta đã được học các cơng thức tính diện tích tam giác, diện tích hình thang, diện tích hình vuơng, diện tích hình chữ nhật. Nhưng trong thực tế, khơng phải hình phẳng nào chúng ta cần tính diện tích cũng cĩ hình dáng như các hình đã cĩ cơng thức tính sẵn. Theo ý kiến của em, khi cần tính diện tích một hình phẳng cĩ hình dạng bất kì, em sẽ làm như thế nào ?

Câu 6. Chúng ta đã được học các cơng thức tính thể tích khối chĩp, khối lăng trụ, khối nĩn, khối trụ, khối cầu. Nhưng trong thực tế, khơng phải khối nào chúng ta cần tính thể tích cũng cĩ hình dáng như các hình đã cĩ cơng thức tính sẵn. Theo ý kiến của em, khi cần tính thể tích một khối cĩ hình dạng bất kì, em sẽ phân chia các khối đĩ thành những loại nào? Em sẽ làm như thế nào để tính được thể tích của các khối đĩ ?

chất điểm, động lực học chất điểm, cường độ điện trường, điện trở, từ trường, điện xoay chiều, cơng, lực – áp suất, phân hủy – phĩng xạ. Những ứng dụng này dựa trên điểm chung cơ bản nào của tích phân ? Câu 8. Trong thực tế, khơng phải lúc nào lực tác dụng vào vật cũng cĩ cường độ khơng đổi trong suốt quá trình thực hiện cơng. Em hãy lấy 5 ví dụ thực tế em thường gặp về việc cần thiết phải tính cơng của lực lực

F biến thiên trong suốt quá trình thực hiện cơng ? Nhiệm vụ:

- Tìm hiểu những ứng dụng của tích phân đối với bộ mơn vật lí, qua đĩ ứng dụng trong các tình huống thực tiễn.

- Trình bày bằng powerpoit.

* Nhĩm 3: Khái quát về các lực cơ.

Câu 9. Vẽ sơ đồ tư duy về các loại lực cơ học em đã được học: Khái niệm, đặc điểm, cơng thức tính.

Câu 10. Đặt một vật trên mặt bàn nằm ngang rồi tác dụng vào vật một lực theo phương ngang, ta thấy vật khơng chuyển động. Hãy giải thích tại sao? Vì sao đế dép, lốp ơ tơ, lốp xe máy phải được khía ở mặt cao su? Vì sao quần áo là lâu bẩn hơn quần áo khơng là?

Câu 11. Em hãy giải thích các hiện tượng sau:

- Cho rau đã rửa vào rổ rồi vẩy một lúc thì rau ráo nước.

- Thùng giặt quần áo của máy giặt cĩ nhiều lỗ thủng nhỏ ở thành xung quanh. Ở cơng đoạn vắt nước, van xả nước mở ra và thùng quay nhanh làm quần áo ráo nước.

Câu 12. Cĩ thể bạn biết rằng đỉnh Everest là đỉnh núi cao nhất thế giới với độ cao 7.2 km (tính từ mặt nước biển; đỉnh Everest thua rất nhiều đỉnh khác ví dụ như đỉnh Chimborazo tại Ecuador nếu tính từ tâm trái đất). Thế nhưng nĩ vẫn chưa là gì so với đỉnh Olympic Mons trên sao hỏa (Mars) với độ cao xấp xỉ 25 km. Tại sao độ cao các đỉnh núi trên trái đất lại thua các đỉnh núi trên sao Hỏa xa đến vậy ?

Nhiệm vụ:

- Tìm hiểu các lực cơ học đã được học trong chương trình vật lí 10. - Vẽ sơ đồ tư duy.

Câu 13. Nêu Định nghĩa cơng trong trường hợp tổng quát. Thế nào là cơng phát động, cơng cản, cơng suất ?

Câu 14. Khi ơ tơ, xe máy chạy qua những đoạn đường khĩ đi (lên dốc, ma sát lớn) thì cường độ lực F phải tăng lên, do đĩ vận tốc v phải giảm xuống. Ngược lại, ở những đoạn đường dễ đi (xuống dốc, ma sát nhỏ), cường độ lực F giảm và vận tốc v sẽ tăng lên (việc điều chỉnh v tăng hay giảm được thực hiện bởi một thiết bị gọi là hộp số). Em hãy giải thích điều này ?

Câu 15. Giả sử lực F tác dụng lên vật chuyển dời một đoạn AB theo hướng của lực. Trong quá trình chuyển dời, độ lớn của lực F thay đổi. Khi đĩ, ta tính cơng của lực F trong chuyển dời AB được tính như thế nào? Cơng thức tính cơng?

Nhiệm vụ:

- Tìm hiểu về cơng, cơng suất ? - Trình bày powerpoit Dự kiến sản phẩm GV gợi ý giúp HS xác định sản phẩm phù hợp từ nhiệm vụ của dự án để trình bày nhiệm vụ đã thực hiện. HS xác định sản phẩm báo cáo. Các nhĩm làm báo cáo bằng powerpoint hoặc trên giấy A0. - Nhĩm 1: Báo cáo bằng powerpoint cùng sơ đồ tư duy câu 1.

- Nhĩm 2: Báo cáo bằng powerpoint cùng sơ đồ tư duy câu 7.

- Nhĩm 3: Báo cáo bằng powerpoint cùng sơ đồ tư duy câu 9.

- Nhĩm 4: Báo cáo bằng powerpoint cùng hình ảnh minh họa cho câu 15.

Tiết 2. Thực hiện dự án

Nội dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- Thu thập thơng tin.

Theo dõi, hướng dẫn, giúp đỡ HS (cách tìm kiếm thơng tin, kĩ năng trình bày,… hỗ trợ cho

Cá nhân thực hiện nhiệm vụ theo kế hoạch đã được phân cơng.

HS khi cần thiết)

- Các nhĩm thảo luận thảo luận thống nhất để lập dàn ý báo cáo.

- Hồn thành báo cáo chung của cả nhĩm.

Theo dõi, giúp đỡ các nhĩm (tư vẫn, giúp đỡ các nhĩm xử lí thơng tin, cách trình bày sản phẩm của các nhĩm). - Các nhĩm tổng hợp, phân tích KQ thu thập được từ các cá nhân trên cơ sở đã phân cơng và trao đổi, thống nhất về cách trình bày sản phẩm chung.

- Hồn thiện báo cáo sản phẩm của nhĩm.

Tiết 3: Trình bày sản phẩm dự án.

Nội dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Hoạt động 1: Báo cáo KQ

(30p)

- Tổ chức các nhĩm báo cáo KQ của nhĩm mình. - Gợi ý các nhĩm khác nhận xét, bổ sung cho các nhĩm bạn. - Tổng hợp kiến thức trọng tâm từ KQ từ các nhĩm. - Các nhĩm báo cáo KQ dưới dạng các sản phẩm đã dự kiến. - Các nhĩm tham gia nhận xét, phản biện về KQ phần trình bày của nhĩm bạn. - Ghi lại nội dung kiến thức cần thu thập. Hoạt động 2: Đánh giá - Rút kinh nghiệm (15p) - GV đánh giá sản phẩm nhĩm thơng qua Phiếu đánh giá sản phẩm nhĩm. - Tuyên dương cá nhân, nhĩm cĩ ý thức hợp tác tốt trong học tập, nhĩm cĩ sản phẩm chất lượng cao.

Các nhĩm tự đánh giá, đánh giá lẫn nhau bằng cách ghi thơng tin đánh giá vào Phiếu.

Tiết 4. Hoạt động luyện tập

Nội dung Hoạt động của GV Hoạt động của HS

Bài tốn 1. Một lực 10N cần thiết để kéo căng một chiếc lị xo cĩ độ dài tự nhiên từ 10cm đến 15cm. Tính cơng sinh ra khi kéo lị xo từ độ dài 15cm

đến 18 .cm

Hình 2.6. Giải

Hình 2.7.

Chọn trục như hình vẽ (H2.6) .

Khi lị xo bị biến dạng (nén hoặc giãn) với độ dài x x 0 so với độ dài tự nhiên của lị xo thì nĩ sinh ra một lực đàn hồi cĩ độ lớn f x kx, trong đĩ k là hệ số đàn hồi (hoặc độ cứng) của lị xo.

Theo đề bài ta cĩ

- Hướng dẫn HS giải bài tốn 1 thơng qua các câu hỏi định hướng 1. Khi lị xo bị biến dạng (bị nén hoặc bị kéo dãn) thì lị xo sẽ sinh ra lực nào? 2. Lực mà lị xo sinh ra cĩ tác dụng gì ? 3. Lực lị xo sinh ra cĩ cường độ cố định hay thay đổi?

- Gọi 1 HS lên bảng giải bài tập 1. - GV mời 1 HS bên dưới nhận xét bài làm của bạn và sửa bài cho HS. - GV nhận xét phần bài làm của HS. - Học sinh suy nghĩ, phân tích bài tốn và trả lời các câu hỏi gợi ý của GV 1. Lị xo sẽ sinh ra lực đàn hồi. 2. Lực đàn hồi này chống lại sự biến dạng, giúp lị xo trở lại hình dáng như ban đầu. 3. Cường độ lực thay đổi. - Học sinh suy nghĩ giải bài tập 1. - 1 HS lên bảng giải bài tập, các HS khác theo dõi lời giải của bạn và nhận xét.

0,05 40 0,05 40 800 f k k      Suy ra f x 800 .x

Vậy cơng sinh ra khi kéo căng lị xo từ 15cm đến 18cm bằng   0,08 0,05 800 1,56 W   xdxJ Bài tốn 2.

Một người thợ hồ nâng xơ nước lên cao 20m với tốc độ cố định (tham khảo hình vẽ). Biết trọng lượng của xơ là 3 ,N trọng lượng ban đầu của nước là 10 .N Xơ nước bị rị nên nước trong xơ sẽ chảy ra với tốc độ khơng đổi trong thời gian nâng xơ nước lên. Lượng nước trong xơ theo đổi theo đồ thị dưới đây. Hỏi người thợ hồ đã thực hiện một cơng bằng bao nhiêu (bỏ qua

Một phần của tài liệu Dạy học tích phân theo hướng tích hợp liên môn toán vật lí ở trường THPT (Trang 84)