1.3.5.1 .Chuẩn bị dự án
2.1. Nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm”
2.1.3. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Động lực học chất điểm”
Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “ Động lực học chất điểm ” 2.1.4. Tìm hiểu tình hình dạy học và tổ chức hoạt động ngoại khóa chương “ Động lực học chất điểm”
Để có cơ sở thực tế cho đề tài, chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu về: + Tình hình thực tế dạy của GV + Tình hình học tập của HS + Việc tổ chức HĐNK cho HS. Định luật vạn vật hấp dẫn Trọng lực Định luật Húc Ma sát trượt Ma sát nghỉ Ma sát lăn Chuyển động của vật bị ném Hệ quy chiếu có gia tốc Lực quán tính Chuyển động của hệ vật Lực hướng tâm và lực quán trính li tâm. Hiện tượng tặng giảm mất trọng lượng Lực hấp dẫn Lực đàn hồi Lực ma sát Phương pháp động lực học Các lực cơ học Các định luật Niu- ton Lực. tổng hợp và phân tích lực
+ Những khó khăn trong dạy và học nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm”.
Các phương pháp điều tra mà chúng tôi đã sử dụng như:
+ Tìm hiểu thơng qua ban giám hiệu nhà trường, tham quan phịng thí nghiệm, phịng máy tính, máy chiếu của nhà trường.
+ Trao đổi, phỏng vấn 12 GV bộ mơn vật lí ở 6 trường THPT trong huyện Quốc Oai và huyện Thạch Thất – TP Hà Nội (THPT Minh Khai, THPT Cao Bá Quát, THPT Thạch Thất, THPT Phùng Khắc Khoan, THPT Hai Bà Trưng, THPT Bắc Lương Sơn) và phỏng vấn 42 HS của mỗi trường này.
+ Dự giờ 6 tiết ở 6 trường (THPT Minh Khai, THPT Cao Bá Quát, THPT Thạch Thất, THPT Phùng Khắc Khoan, THPT Hai Bà Trưng, THPT Bắc Lương Sơn), chúng tôi thu nhận kết quả và đánh giá như sau:
* Về tình hình thực tế dạy học kiến thức của chương “Động lực học chất điểm”
+ Phương pháp dạy học mà GV sử dụng chủ yếu là thuyết trình. Trong các tiết học GV thường là người nêu vấn đề sau đó thuyết trình theo trình tự SGK. Một số GV cũng đã tiến hành cho HS tham gia hoạt động nhóm nhưng nói chung cịn q ít và cịn mang tính hình thức (ví dụ các nhóm HS cùng tham gia giải một bài tập hoặc trả lời một số câu hỏi trắc nghiệm khách quan trên phiếu học tập) nên chưa phát huy hiệu quả của hoạt động nhóm. Các hình thức dạy học mới nhiều thày cô giáo hầu như chưa áp dụng hoặc áp dụng chưa hiệu quả. Đặc biệt khi được phỏng hầu như các thầy cô giáo chưa biết tới DHDA hoặc ở mức độ có nghe đến mặc dù đã có nhiều thơng tin trên mạng internet hay thơng tin qua báo chí.
+ Các câu hỏi mà GV đưa ra ít chú ý đến việc gợi mở để HS tìm tịi, tự lực giải quyết vấn đề hoặc thảo luận ý kiến xây dựng bài mà chỉ đòi hỏi HS ở sự tái hiện thơng thường, tìm hiểu nội dung trong sách giáo khoa.
+ Chương “Động lực học chất điểm” có nhiều kiến thức mang tính trừu tượng khơng tiến hành được bằng thực nghiệm, có một số thí nghiệm có thể
làm được trong quá trình dạy nhưng chủ yếu GV chỉ mô tả lại thí nghiệm bằng hình vẽ hoặc miêu tả lại theo trình tự SGK đã trình bày, do đó khả năng thực hành đối với HS rất hạn chế.
+ Các bài tập áp dụng các kiến thức đã học cho HS thường là các bài tập trừu tượng mang tính định lượng áp dụng các cơng thức đã học, ít các bài tập định tính, các bài tập thí nghiệm hoặc giải thích các hiện tượng, ứng dụng trong thực tế.
+ Việc tích hợp cơng nghệ thông tin vào dạy học còn hạn chế. Một số GV sử dụng bài giảng điện tử nhưng những bài giảng này chỉ giúp mang tính hình thức, chỉ thay việc viết bằng tay hoặc giảm bớt được thời gian vẽ hình, sử dụng các phương tiện hỗ trợ chưa hiệu quả. Có rất nhiều HS có khả năng tốt về tin học nhất là khi mơn Tin học được đưa vào chương trình chính khố nhưng GV chưa tận dụng được khả năng này để đổi mới các phương pháp dạy học của mình.
+ KTĐG chỉ dừng lại ở việc đánh giá kết quả học tập của HS thông qua các bài kiểm tra miệng, kiểm tra 15 phút hay 45 phút trên lớp dưới hình thức trắc nghiệm khách quan hoặc tự luận chưa cho HS tham gia tự đánh giá và đánh giá các HS khác.
* Về tình hình thực tế học tập kiến thức của chương “Động lực học chất điểm”
+ Về kiến thức, HS gặp nhiều khó khăn khi phải vận dụng kiến thức vectơ vào việc tổng hợp và phân tích lực. Đối với HS, mặc dù đã được học về vectơ trong mơn tốn nhưng với thời lượng và kiến thức cịn hạn chế, trong khi đó để giải thích các hiện tượng, các bài tốn vật lí cần nắm chắc và thành thạo các kiến thức vectơ( như tích vơ hướng, định lí hàm số sin, cosin trong tam giác …), đây cũng là những kiến thức cần thiết xuyên suốt khi học rất nhiều kiến thức vật lí.
+ Nội dung các định luật mang tính trừu tượng, tổng quát. Ví dụ, định luật I Niu-tơn; định luật vạn vật hấp dẫn không thể tiến hành thực nghiệm kiểm chứng mà chỉ được chấp nhận thông qua lập luận, suy diễn.
+ Một số khái niệm khó, dễ nhầm lần như hệ quy chiếu quán tính, phi qn tính; khi nào có lực qn tính, khi nào thì khơng.
+ Các bài tập liên quan đến lực ma sát rất phức tạp liên quan đến xác định áp lực do vật tác dụng lên mặt đỡ, thường HS không biết làm hoặc xác định sai.
+ Chuyển động hướng tâm rất đa dạng, khó hiểu đối với HS, nhất là các trường hợp lực hướng tâm là hợp lực của hai hay nhiều lực.
+ Về phương pháp học, nhiều HS quan niệm về tích cực trong học tập là ngồi trật tự nghe giảng, hăng hái giơ tay phát biểu ý kiến, học bài và làm đầy đủ bài tập trước khi tới lớp.
+ HS chú ý nhiều tới công thức được trong bài học và ý nghĩa của các đại lượng trong công thức để áp dụng vào làm bài tập, ít chú ý tới bản chất các hiện tượng vật lí.
+ HS tỏ ra lúng túng khi trình bày một vấn đề nào đó, biểu hiện trong việc dùng từ chưa chính xác, chưa đúng với ý nghĩa vật lí, câu văn trình bày nhiều khi chưa đúng ngữ pháp, đặc biệt HS e ngại trình bày quan điểm riêng trước vấn đề phải lựa chọn.
Tóm lại, việc học tập các kiến thức trong chương “Động lực học chất điểm” của HS chỉ dừng lại ở mức ghi nhớ, áp dụng các bài tập đơn giản, tương tự mà chưa hiểu rõ bản chất các hiện tượng vật lí cũng như chưa áp dụng được vào thực tiễn.
* Về tổ chức hoạt động ngoại khoá cho học sinh
+ Ngoại khoá là một hoạt động nằm trong kế hoạch của nhà trường. Tuy nhiên, việc tổ chức ngoại khố nói chung và ngoại khố vật lí nói riêng là rất hạn chế, thậm chí nhiều trường chúng tơi phỏng vấn cịn chưa một lần tổ chức các buổi học ngoại khóa chuyên môn. Thực tế, nhà trường thường tổ chức
ngoại khoá cho HS theo các chủ đề như hướng nghiệp cho HS, các vấn đề xã hội, học đường… Nói chung, việc tổ chức HĐNK vật lí cho HS cịn rất hạn chế và HĐNK chưa phát huy được vai trò, tác dụng vốn có của nó trong q trình dạy học vật lí.
+ Lãnh đạo nhà trường cũng như các GV bộ môn chưa chú trọng đến việc tổ chức HĐNK, vì đây khơng phải là nội dung bắt buộc và khơng có trong các kì thi nên GV chưa có sự đầu tư cho hoạt động này. Khi được hỏi về việc tổ chức HĐNK cho HS nhiều GV trả lời tổ chức HĐNK do Đoàn thanh niên nhà trường phụ trách chứ không phải của tổ bộ môn.
+ Kinh phí dành cho tổ chức HĐNK cịn ít hoặc khơng có. + GV chưa có nhiều kinh nghiệm và kĩ năng tổ chức HĐNK.
+ Tuy nhiên, đối với HS đa số các em rất thích được tham gia HĐNK đặc biệt là ngoại khố vật lí. Có em cịn cho biết mơn vật lí là mơn học rất hay, có nhiều ứng dụng trong thực tiễn nhưng thực tế khối lượng kiến thức SGK quá nhiều, các giờ dạy của các thày/cô giáo thường vừa đủ hoặc thiếu thời gian, khơng cịn chỗ cho áp dụng vào giải thích các hiện tượng thực tiễn.
* Nguyên nhân
+ GV chưa thực hiện đổi mới phương pháp dạy học một cách tích cực, nhiều GV chưa hiểu thực sự thế nào là đổi mới.
+ HS chưa có kĩ năng thảo luận nhóm khiến cho GV mất nhiều thời gian trong việc tổ chức cho HS tham gia làm việc nhóm.
+ Các kĩ năng tiến hành thí nghiệm của GV còn hạn chế, dụng cụ thí nghiệm cịn thiếu, các trường chưa có phụ tá thí nghiệm mà đều do các GV trong tổ bộ môn kiêm nhiệm nên nhiều GV ít tiến hành các thí nghiệm trên lớp.
+ Các hình thức KTĐG hiện nay ảnh hưởng lớn tới phương pháp dạy học của GV, GV bị chịu áp lực làm thế nào để HS thi phải điểm cao, thành tích học tập tốt nên luyện cho HS giải nhiều dạng bài tập mà ít chú ý đến bản chất vật lí của hiện tượng. Thời gian học của HS nhiều, họ ít có thời gian tự học, tự
nghiên cứu tài liệu dẫn đến học thụ động đồng thời khơng có nhiều thời gian cho việc tổ chức các HĐNK.
* Đề xuất giải pháp:
+ Để khắc phục những khó khăn, hạn chế trong việc dạy và học như đã
tìm hiểu thực trạng ở một số trường chúng nêu trên chúng tôi thấy tổ chức
HĐNK vật lí để sẽ góp phần:
- Kích thích hứng thú học tập của HS.
- Phát huy được tính tích cực, chủ động của HS trong học tập. - HS vận dụng được kiến thức vật lí vào thực tế cuộc sống.
2.2. Thiết kế dự án khi vận dụng kiến thức chương “ Động lực học chất điểm ”
Trên cơ sở phân tích nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm” Vật lí lớp 10, chúng tơi thấy nội dung kiến thức của chương có nhiều ứng dụng thực tế, có rất nhiều hiện tượng xung quanh ta đang diễn ra tuân theo các định luật của Niu-tơn và liên quan đến các lực cơ học đã học. Chính vì vậy, GV hồn tồn có thể tổ chức DHDA thơng qua hình thức HĐNK sau khi HS đã học xong nội dung kiến thức của chương với mục đích củng cố, khắc sâu nội dung kiến thức đồng thời HS biết vận dụng các kiến thức “Động lực học chất điểm” vào thực tiễn đời sống. Trên cơ sở đó chúng tơi đưa ra các dự án gợi ý sau:
2.2.1. Dự án 1: Chế tạo “Bộ kiểm soát tốc độ” 2.2.1.1. Ý tưởng dự án
Trong thực tế cuộc sống có rất nhiều hiện tượng liên quan đến lực đàn hồi và nhiều rất nhiều thiết bị, máy móc hoạt động dựa vào ứng dụng của lực đàn hồi. HS đóng vai trị một kỹ sư, một nhà sản xuất tìm hiểu các ứng dụng về lực đàn hồi trong cuộc sống và thiết kế một mơ hình ứng dụng lực đàn hồi. Đề xuất HS thiết kế mơ hình “Bộ kiểm sốt tốc độ” dùng cho các phương tiện tham gia giao thông nhằm hạn chế tai nạn giao thông do người điều khiển không làm chủ được tốc độ khi chạy với tốc độ quá nhanh.
2.2.1.2. Mục tiêu của dự án * Kiến thức : * Kiến thức :
+ Khắc sâu kiến thức về lực đàn hồi(như điểm đặt, hướng ,độ lớn) . + Nêu được một số ứng dụng của lực đàn hồi thường gặp trong thực tế . + Biết vận dụng tổng hợp các kiến thức về lực đàn hồi của lò xo để chế tạo “Bộ kiểm sốt tốc độ” và giải thích được ngun tắc hoạt động của “Bộ kiểm sốt tốc độ”.
* Kĩ năng:
+ Biết đề xuất các giải pháp và lập kế hoạch thực hiện chúng. + Biết thu thập và xử lý thông tin.
+ Biết tổng hợp các kết quả thu được. + Biết trình bày báo cáo.
+ Biết hợp tác trong cơng việc, làm việc theo nhóm.
+ Phát triển nhiều kỹ năng khác như: Chế tạo, phân tích, tổng hợp, thuyết trình, kỹ năng sống, giao tiếp…
* Thái độ:
+ u thích mơn học, ham tìm tịi, khám phá, sáng tạo.
2.2.1.3. Bộ câu hỏi định hướng của dự án * Câu hỏi khái quát: * Câu hỏi khái quát:
+ Lực đàn hồi có vai trị như thế nào trong cuộc sống?
* Câu hỏi bài học:
+ Lực đàn hồi có những ứng dụng gì trong một số thiết bị, máy móc trong khoa học và trong đời sống?
+ Lực đàn hồi có làm hạn chế được tai nạn giao thông không ?
* Câu hỏi nội dung:
+ Lực đàn hồi xuất hiện trong trường hợp nào ? Nêu những đặc điểm (về phương, chiều, điểm đặt) của lực đàn hồi của lò xo?
+ Phát biểu định luật Húc? + Ứng dụng của lực đàn hồi?
2.2.1.4. Nhiệm vụ của giáo viên và học sinh trong quá trình thực hiện dự án * Giáo viên: * Giáo viên:
+ Yêu cầu HS tìm câu trả lời cho câu hỏi khái quát và minh họa trên bài trình chiếu PowerPoint.
+ Đề xuất HS thực hiện nhiệm vụ tìm hiểu về các ứng dụng của lực cơ học và chế tạo “ Bộ kiểm soát tốc độ ” nhằm hạn chế tai nạn giao thông ứng dụng các đặc điểm về lực đàn hồi của lò xo.
+ Sử dụng kỹ thuật “Khăn trải bàn” và “Sơ đồ tư duy” để giúp HS xác định rõ các nhiệm vụ phải làm và các bước thực hiện DA.
+ Giúp đỡ và định hướng cho HS tháo gỡ các khó khăn khi thực hiện DA.
+ Hỗ trợ HS tìm kiếm thơng tin trong q trình thực hiện DA.
+ Tham gia đánh giá HS qua sản phẩm DA, thuyết trình sản phẩm, trình diễn sản phẩm, sổ theo dõi DA.
* Học sinh:
- Làm việc theo nhóm để:
+ Nghiên cứu các kiến thức liên quan đến lực đàn hồi của lò xo.
+ Sưu tầm các ứng dụng của lực đàn hồi trong tự nhiên và trong thực tế. Đồng thời phân công các thành viên phụ trách phần trình chiếu.
+ Nghiên cứu và đề xuất cấu tạo “Bộ kiểm soát tốc độ” nhằm điều khiển, khống chế tốc độ của các phương tiện tham gia giao thông, hạn chế tai nạn giao thông khi người điều khiển các phương tiện chạy với tốc độ quá cao và mất khả năng tự chủ .
+ Lập kế hoạch thực hiện DA.
+ Phân cơng nhiệm vụ cho từng thành viên trong nhóm .
+ Lấy ý kiến các thành viên trong nhóm để lấy ý tưởng sáng tạo thực hiện nhiệm vụ.
- Làm việc cá nhân để thu thập thông tin theo sự phân cơng của nhóm, báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ đã được phân công.
- Làm việc theo nhóm để:
+ Thảo luận các thơng tin thu được từ cá nhân. + Đưa ra phương án chế tạo phù hợp.
+ Chế tạo và giải thích được ngun tắc hoạt động của “Bộ kiểm sốt tốc độ”.
+ Sử dụng Powerpoint để thiết kế bài trình bày đa phương tiện.
+ Đánh giá sản phẩm, những khó khăn gặp phải khi thực hiện, những kiến thức, kỹ năng thu được từ DA, hướng mở rộng của DA…
+ Hoàn thành sổ theo dõi DA.
2.2.2. Dự án 2: Chế tạo “Thuyền chạy bằng động cơ hơi nước” 2.2.2.1. Ý tưởng dự án
Lực và phản lực có vai trị rất lớn trong thực tiễn, liên quan đến rất nhiều hiện tượng, ứng dụng trong khoa học kĩ thuật, cũng như trong đời sống hàng ngày. HS đóng vai trị là một kĩ sư, một nhà sản xuất đi tìm hiểu các ứng dụng của lực và phản lực, tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại chuyển động bằng phản lực, đặc biệt là động cơ hơi nước. Thiết kế một mơ hình chuyển động được bằng phản lực nhờ động cơ hơi nước.
2.2.2.2. Mục tiêu của dự án * Kiến thức : * Kiến thức :
+ Củng cố và khắc sâu kiến thức về lực và phản lực .
+ Nêu được một số ứng dụng của lực và phản lực trong thực tế .