Nội dung 5. Lực ma sát
1. Lực
ma sát nghỉ
- Lực ma sát nghỉ chỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng lên vật, ngoại
lực này có xu hướng làm cho vật chuyển động nhưng chưa đủ để thắng
lực ma sát.
- Giá của lực ma sát nghỉ nằm trong mặt phẳng tiếp xúc giữa hai vật.
Lực ma sát luôn ngược chiều với ngoại lực.
- Lực ma sát nghỉ luôn cân bằng với ngoại lực. Độ lớn của ngoại lực tăng thì lực ma sát nghỉ tăng.
- Cơng thức tính lực ma sát nghỉ cực đại là FM= nN ;
2. Lực
ma sát
trượt
- Lực ma sát trượt xuất hiện trên bề mặt tiếp xúc khi hai vật A và B
trượt trên bề mặt của nhau.
- B tác dụng lên A một lực Frmst ngược chiều với vận tốc của A đối với B
mst
Fr , ngược chiều với vận tốc của B đối với A (vrBA). - Cơng thức tính lực ma sát trượt là Fmst = tN;
trong đó N là độ lớn áp lực lên bề mặt tiếp xúc, t là hệ số ma sát trượt (khơng có đơn vị) và hầu như khơng phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp
xúc chỉ phụ thuộc vào tính chất của cặp vật liệu tiếp xúc.
3. Lực
ma sát
lăn
- Lực ma sát lăn xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi một vật lăn trên bề mặt vật
khác và có tác dụng cản trở chuyển động lăn.
- Lực ma sát lăn có độ lớn tỉ lệ với áp lực giống như lực ma sát trượt, nhưng hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt nhiều lần.
Kết luận chương 2
Trong chương 2 chúng tôi đã :
- Thực hiện nghiên cứu nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 nâng cao.
- Xác định mục tiêu kiến thức, kỹ năng cần đạt được sau khi dạy học xong chương “ Động lực học chất điểm”.
- Vận dụng cơ sở lý luận của việc xây dựng tài liệu và tổ chức hướng dẫn
dẫn HS tự học đã trình bày ở chương 1 để soạn 18 phiếu hướng dẫn HS tự học trên lớp cũng như ở nhà khi dạy học các kiến thức của chương “ Động lực học chất điểm”, với thời ở nhà tối đa 40 phút, thời gian ở lớp là 45 phút.Tuy nhiên, trong khn khổ luận văn này chúng tơi trình bày 16 phiếu hướng dẫn HS tự học với thời gian tương ứng là 8 tiết dạy trên lớp.
- Các phiếu hướng dẫn HS tự học được biên soạn kèm theo kế hoạch tự học
và các phiếu hướng đảm bảo cho GV và HS chủ động trong dạy và học.
Tất cả các kế hoạch và các phiếu học tập đã thiết kế được chúng tôi triển khai
CHƯƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích thực nghiệm
Trên cơ sở tài liệu đã thiết kế ở chương 2. Chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm (TNSP) ở trường THPT nhằm đánh giá giả thuyết khoa học của đề tài, cụ
thể là:
- Đánh giá tính khả thi của tài liệu hướng dẫn tự học đã được xây dựng và việc sử dụng nó trong q trình dạy học góp phần tăng cường năng lực tự học, tự
nghiên cứu, tự kiểm tra đánh giá cho HS THPT.
- So sánh, đối chiếu lớp thực nghiệm với lớp đối chứng để sơ bộ đánh giá về
hiệu quả của tài liệu hướng dẫn tự học đã được xây dựng.
- Từ thực nghiệm tìm ra những thiếu sót để rút kinh nghiệm, kịp thời chỉnh lí
bổ sung để đề tài đạt kết quả tốt nhất.
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm
- Hướng dẫn GV thực hiện theo nội dung và phương pháp của tài liệu.
- Kiểm tra, đánh giá hiệu quả của tài liệu TN và cách sử dụng nó trong dạy học.
- Xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm, từ đó rút ra kết luận
3.3. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Việc thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại trường THPT Nguyễn Huệ - Yên Bái. Lớp thực nghiệm là lớp 10T3 có 46 HS. Lớp đối chứng là lớp 10T4 có 46
HS. Trình độ học tập mơn Vật lý của 2 lớp là gần như nhau.
3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm- Lớp TN dạy theo tiến trình đã soạn thảo. - Lớp TN dạy theo tiến trình đã soạn thảo.
- Lớp ĐC dạy bình thường, HS không được tổ chức hướng dẫn tự học.
-Ở lớp ĐC, chúng tơi ghi hình lại mọi hoạt động của GV và HS diễn ra trong
tiết học.Ở lớp TN, chúng tơi cũng ghi hình tồn bộ tiết học, sau đó phân tích tiết học để rút kinh nghiệm, đánh giá tính khả thi của tiến trình đã soạn thảo, chỉ ra những điều chưa phù hợp của tiến trình soạn thảo, bổ sung, sửa đổi những điều cần thiết.
Trong q trình TNSP, chúng tơi chú ý quan sát thái độ, ý thức học tập của
hoạt động hướng dẫn HS tự học. Sau mỗi tiết dạy tổ chức bài kiểm tra từ 5 phút để đánh giá khả năng tự học của HS và trao đổi để rút kinh nghiệm cho các phiếu học
tập sau.
Cuối đợt TN, chúng tôi đã giao cho HS một bài kiểm tra để sơ bộ đánh giá
hiệu quả của việc tổ chức hoạt động tự học trên lớp và ở nhà và tiến trình dạy học đã soạn thảo đối với việc nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và phát huy tính tích cực, tự chủ, sáng tạo của HS sau khi học phần này.
3.5. Tiến trình thực nghiệm sư phạm
Với những yêu cầu đặt ra như trên, tiến trình TNSP diễn ra bắt đầu từ ngày
20/10/2012 đến ngày 18/11/2012 tại trường THPT Nguyễn Huệ - Yên Bái theo các
bước như sau:
Bước 1: Chuẩn bị
- Trao đổi và thống nhất với các GV về phương pháp dạy học và cách thức tổ
chức hoạt động cho các lớp.
Bước 2: Triển khai hoạt động dạy học trong 9 tiết lên lớp theo chương trình qui
định.
- Nhóm TN: GV tổ chức các hoạt động để HS tự học theo tài liệu.
- Nhóm ĐC: GV dạy học như bình thường.
Bước 3: Kiểm tra
- Tiến hành kiểm tra cả hai nhóm TN và ĐC bằng đề kiểm tra được dùng chung.
- Đề kiểm tra: gồm 10 đề (xem phụ lục). Các đề từ số 1 đến số 9 : thực hiện
ngay sau khi học xong mỗi nội dung tương ứng. Đề số 10 (kiểm tra 45 phút): thực
hiện sau khi học xong chương “Động lực học chất điểm”.
- Giáo viên chấm bài kiểm tra, nhập điểm.
Bước 4: Xử lý, phân tích và đánh giá kết quả
- Để đánh giá kết quả thực nghiệm, chúng tơi áp dụng tốn học thống kê: xử
3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm
3.6.1. Cơ sở để đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
- Dựa vào các nhận xét, ý kiến đóng góp của GV dự giờ lớp TN
- Dựa vào kết quả bài kiểm tra của HS sau các giờ học và bài kiểm tra cuối chương. Các lớp ĐC và lớp TN đều được kiểm tra đề giống nhau ở cuối mỗi tiết
học .
- Các số liệu thu được từ điều tra và TNSP sẽ được xử lí thống kê tốn học:
tính các tham số đặc trưng: X, S2 , S, V, vẽ đồ thị phân bố tần suất và tần suất luỹ
tích hội tụ lùi.
+ Điểm trung bình cộng (X) : là tham số xác định giá trị trung bình của dãy số thống kê, được tính theo cơng thức : 1
1 1 n . i i X f X N = = å
Với Xi là điểm số; fi là tần số; N là tổng số HS của lớp.
+ Phương sai S2 và độ lệch chuẩn S là các tham số đo mức độ phân tán của các số
liệu quanh trị số trung bình của nó. S càng nhỏ chứng tỏ số liệu càng ít phân tán.
2 2 1 1 ( ) 1 n i i i S f X X N = = - - å và S = S2
+ Hệ số biến thiên V chỉ mức độ phân tán : V S .100% X
=
3.6.2. Đánh giá định tính kết quả thực nghiệm sư phạm
- Ở lớp TN: HS tích cực chuẩn bị bài, chủ động giải quyết các vấn đề học
tập. Các em rất hào hứng, thích thú hồn thành các nhiệm vụ được giao trong các
Hình 3.1. Học sinh thảo luận nhóm
- Điều đó cho thấy phương pháp hướng dẫn HS tự học bằng các phiếu học
tập và các phiếu hướng dẫn đã lôi cuốn các em.
- Tuy nhiên vẫn còn một số HS do học lực yếu hoặc do bản tính nhút nhát
vẫn chưa mạnh dạn đưa ra ý kiến. Xét về độ bền kiến thức thì do ở lớp TN, HS phải
liên tục hoạt động, được rèn kĩ năng hoạt động trí tuệ nên các em nhớ lâu hơn, chính xác hơn, cách làm bài đa dạng hơn.
-Ở lớp ĐC khơng khí lớp học trầm hơn, đa số các em thụ động ngồi nghe và trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra. Kết quả làm bài cho thấy độ bền kiến thức của các
em khơng cao. Bài làm thiếu chắc chắn, thiếu tính đa dạng, thiếu tính sáng tạo.
3.6.3. Đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm
3.6.3.1. Đánh giá kết quả thông qua các bài kiểm tra sau mỗi bài
Bảng 3.1. Kết quả bài kiểm tra số 1 Điểm Lớp Số HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tổng điểm Điểm TB TN 46 0 0 0 0 3 9 8 10 9 7 0 310 6,7 ĐC 46 0 0 0 1 3 11 10 8 7 6 0 296 6,4 Bảng 3.2. Kết quả bài kiểm tra số 3
Điểm Lớp Số HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tổng điểm Điểm TB TN 46 0 0 0 0 1 6 7 13 10 9 0 328 7,1 ĐC 46 0 0 0 0 3 10 11 7 8 7 0 304 6,6
Bảng 3.3. Kết quả bài kiểm tra số 5Điểm Điểm Lớp Số HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tổng điểm Điểm TB TN 46 0 0 0 0 0 8 7 11 10 9 1 330 7,2 ĐC 46 0 0 0 2 2 8 11 9 7 7 0 305 6,6 Bảng 3.4. Kết quả bài kiểm tra số 7
Điểm Lớp Số HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tổng điểm Điểm TB TN 46 0 0 0 0 0 8 6 8 11 9 4 341 7,4 ĐC 46 0 0 0 1 2 9 10 9 7 8 0 307 6,7
Bảng 3.5. Kết quả bài kiểm tra số 8Điểm Điểm Lớp SHSố 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tổng điểm Điểm TB TN 46 0 0 0 0 0 2 5 17 8 10 4 353 7,7 ĐC 46 0 0 0 0 3 6 15 6 8 8 0 310 6,7
*Trong khuôn khổ của luận văn này, chúng tôi nêu ra kết quả của 5 bài kiểm
tra sau tiết học như các bảng trên. Từ các kết quả trên có thể sơ bộ rút ra một số
nhận xét như sau :
- Việc đưa ra các phiếu học tập để HS học ở nhà và trên lớp tại lớp TN có
hiệu quả cao hơn lớp ĐC.
-Ở bài đầu tiên, sự chênh lệch giữa lớp TN và lớp ĐC là không nhiều nhưng
các bài kiểm tra về sau điểm số của lớp TN cao hơn hẳn so với lớp ĐC. Chứng tỏ các em đã dần làm quen với cách học và biết cách tự học thông qua các phiếu hướng dẫn tự học ở nhà và trên lớp.
Hình 3.3. Học sinh làm việc cá nhân
3.6.3.2. Đánh giá kết quả thông qua bài kiểm cuối chương
Bảng 3.6. Thống kê kết quả điểm kiểm traĐiểm Điểm Lớp Sĩ số 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Điểm TB TN 46 0 0 0 0 1 7 9 9 10 7 3 7,2 ĐC 46 0 0 0 2 6 8 9 8 8 5 0 6,3
Bảng 3.7. Xử lí kết quả để tính các tham sốLớp TN Lớp ĐC Lớp TN Lớp ĐC Điểm xi fi 2 ) (xi -x (xi -x)2.fi fi 2 ) (xi -x (xi -x)2.fi 0 0 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 2 10,89 21,78 4 1 10,24 10,24 6 5,29 31,74 5 7 4,84 33,88 8 1,69 13,52 6 9 1,44 12,96 9 0,09 0,81 7 9 0,04 0,36 8 0,49 3,92 8 10 0,64 6,4 8 2,89 23,12 9 7 3,24 22,68 5 7,29 36,45 10 3 7,84 23,52 0 13,69 0 S 46 110,04 46 131,34 Bảng 3.8. Tổng hợp các tham số x, S2, S, V Tham số Lớp x S2 S V (%) TN 7,2 2,45 1,57 21,81 ĐC 6,3 2,92 1,71 27,50
Bảng 3.9.Tính tần suất và tần suất luỹ tích hội tụ lùi
Lớp TN Lớp ĐC Điểm xi Tần số fi Tần suất i f (%) N i= Tần suất luỹ tích ( ) i £ (%) Tần số fi Tần suất Tần suất luỹ tích ( ) i £ (%) 0 0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 2 4,35 4,35 4 1 2,17 2,17 6 13,04 17,39 5 7 15,22 17,39 8 17,39 34,78 6 9 19,57 36,96 9 19,57 54,35 7 9 19,57 56,53 8 17,39 71,74 8 10 21,74 78,26 8 17,39 89,13 9 7 15,22 93,48 5 10,87 100 10 3 6,52 100 0 0 100
Từ bảng trên ta vẽ được đường phân bố tần suất và đường phân bố tần suất
Đồ thị 3.1. Đường phân bố tần suất
Đồ thị 3.2. Đường phân bố tần suất luỹ tích hội tụ lùi
2 4 6 8 10 xi 5 10 15 20 25 i(%) Đối chứng Thực nghiệm 2 4 6 8 10 xi 20 40 60 80 100 ( ) i £ (%) Thực nghiệm Đối chứng
*Đánh giá kết quả
- Điểm trung bình của lớp TN (7,2) cao hơn lớp ĐC (6,3).
- Hệ số biến thiên giá trị điểm số của lớp TN (21,81%) nhỏ hơn lớp ĐC
(27,5%) nghĩa là độ phân tán về điểm số quanh điểm trung bình của lớp TN là nhỏ hơn lớp ĐC.
- Đường tần suất và đường tần suất luỹ tích hội tụ lùi của lớp TN nằm bên phải và ở phía dưới của đường tần suất và đường tần suất luỹ tích hội tụ lùi của lớp đối ĐC, chứng tỏ chất lượng nắm vững và vận dụng kiến thức của HS lớp TN cao hơn lớp ĐC.
Qua kết quả phân tích bằng cả định tính và định lượng chúng tơi nhận thấy
kết quả học tập ở lớp TN khá hơn lớp ĐC. Điều đó chứng tỏ chất lượng nắm vững
kiến thức của HS lớp TN cao hơn lớp ĐC.
Kết luận chương 3
Trong quá trình thực nghiệm sư phạm, qua việc tổ chức, theo dõi và phân tích diễn biến các giờ thực nghiệm sư phạm, đồng thời thông qua các bài kiểm tra
của HS và kết quả xử lý bằng phương pháp thống kê tốn học, chúng tơi có một vài nhận xét sau đây:
- Các phiếu hướng dẫn HS tự học đã soạn thảo tương đối phù hợp với thực tế
dạy học. Các phiếu hướng dẫn HS tự học trên lớp và ở nhà giúp HS có thể tự lực
chiếm lĩnh kiến , giải được các bài tập liên quan một cách dễ dàng. Đồng thời giúp
hình thành ở HS các năng lực tư duy như tổng hợp, phân tích, so sánh...
- Qua nghiên cứu và thực nghiệm sư phạm chúng tơi nhận thấy rằng có thể
áp dụng phương pháp đã làm để soạn thảo các phiếu hướng dẫn HS tự học cho các
phần khác nhau của chương trình Vật lý phổ thơng.
- Trong quá trình học tập, HS được thường xuyên trao đổi, diễn đạt ý kiến
của mình thơng qua thảo luận nhóm do đó giúp các em tự tin hơn trong giao tiếp, đồng khả năng tư duy logic của các em được phát triển.
- Tự học bằng các phiếu hướng dẫn giúp HS biết hình thành một kiến thức
Vật lí theo con đường nhận thức khoa học.
+ Các phiếu học tập và hướng dẫn học sinh tự học giao cho HS bám sát mục
tiêu dạy học và trình độ chung của lớp, chưa bám sát trình độ từng HS nên chưa có
sự phân hố cao.
+ Chúng tơi mới chỉ tiến hành thực nghiệm ở các đối tượng HS có trình độ
nhận thức tương đương nhau. Do đó cần phải tiếp tục thực nghiệm trên các đối