1. Em hãy giải thích sự thay đổi của vận tốc của ngƣời lính nhảy dù theo thời
gian.
2. Nếu ngƣời lính thực hiện cú nhảy khơng có dù thì đồ thị thu đƣợc sẽ thay
đổi nhƣ thế nào?
Câu 5.
Năm 2009, diễn viên đóng thế ngƣời Anh Steve Truglia đã nhận lời tham gia thử thách trình diễn pha mạo hiểm trên vịng trịn nhào lộn bằng ơ tơ. Đó là một quyết định táo bạo bởi “đây là vòng tròn nhào lộn lớn nhất và
cao nhất từ trước đến nay. Chỉ cần một sai sót nhỏ, chiếc ơ tơ của Steve có thể rơi xuống nhanh như một hòn đá”. Tuy nhiên nhờ sự giúp đỡ của các chun gia Vật lí, Steve Truglia đã có màn trình diễn hồn hảo. Biết rằng vịng trịn nhào lộn này có bán kính là R = 6m, cho gia tốc trọng trƣờng là g = 10m/s2.
Em hãy trình bày cơ sở Vật lí để chiếc ơ tơ có thể thực hiện màn trình diễn thành cơng.
2.3.3. Xây dựng Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề
Trong đáp án đề kiểm tra đánh giá năng lực GQVĐ, các câu hỏi ở mức
3 chúng tôi đƣa ra 3 mức độ đánh giá, các câu hỏi ở mức 2 sẽ có 2 mức độ đánh giá và các câu hỏi ở mức 1 sẽ chỉ có 1 mức độ đánh giá. Đó cũng là căn cứ để cho điểm.
Cụ thể Rubric đánh giá của đề kiểm tra đã xây dựng ở trên nhƣ sau:
Câu Chỉ số hành vi đƣợc đánh giá Nội dung Tiêu chí chất lƣợng Điểm 1
Đồn tàu có khối lƣợng lớn hơn các phƣơng tiện giao thông đƣờng bộ rất nhiều nên có mức quán tính lớn hơn, tức là khó
làm thay đổi vận tốc. Khi ngƣời lái tàu 1 điểm
Bảng 2.4. Rubric đánh giá đề kiểm tra (Nguồn: https://dantri.com.vn)
Tìm hiểu tình huống vấn đề
phanh gấp thì đồn tàu không thể dừng lại ngay lập tức mà phải tiếp tục đi thêm một khoảng thời gian nào đó rồi mới dừng lại đƣợc. 2 Đề xuất giải pháp GQVĐ - Cơ sở lí thuyết:
+ Khi một vật đƣợc kéo cho chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng nằm ngang bằng một lực nằm ngang thì lực ma sát trƣợt có độ lớn bằng lực kéo, áp lực của vật lên mặt phẳng ngang có độ lớn bằng trọng lƣợng của khối hộp. + Hệ số ma sát đƣợc xác định bởi công thức: Fmst F N P
Nhƣ vậy chúng ta cần đo lực kéo F và trọng lƣợng P của vật. 1 điểm Lập kế hoạch cụ thể để thực hiện giải pháp - Cách thức tiến hành thí nghiệm: + Đặt vật trên tấm gỗ nằm ngang, móc lực kế vào vật
+ Dùng lực kế kéo khối hộp chuyển động gần nhƣ thẳng đều thì số chỉ của lực kế chính là độ lớn của lực ma sát trƣợt.
+ Dùng lực kế đo trọng lƣợng của khối hộp. + Tính hệ số ma sát trƣợt bằng công thức
1 điểm
F
mst F
mst
F F
N P
-Bảng giá trị các đại lượng cần đo:
n P(N) F(N) F P 1 2 3 4 5 Giá trị trung bình 3 Thực hiện giải pháp GQVĐ Mức 2 Giải thích: - Từ t=0 đến t=5s: Lực cản khơng đáng kể,
ngƣời lính coi nhƣ chỉ chịu tác dụng của trọng lực nên vận tốc tăng gần nhƣ đều theo thời gian.
- Từ t=5s đến t=10s: Vận tốc đã lớn, lực cản
ngƣợc chiều chuyển động, độ lớn tăng theo vận tốc nhƣng vẫn còn nhỏ hơn trọng lƣợng nên hợp lực tác dụng lên ngƣời vẫn hƣớng xuống nhƣng độ lớn giảm nên gia tốc giảm và vận tốc tăng chậm theo thời gian.
- Từ t =10s đến t= 20s: Dù đƣợc mở ra từ
thời điểm t = 10s. Do diện tích tiếp xúc của
dù với khơng khí lớn nên tạo ra lực cản lớn hơn cả trọng lƣợng của ngƣời nên hợp lực tác dụng lên ngƣời hƣớng lên. Gia tốc ngƣợc hƣớng với vận tốc nên ngƣời lính chuyển động chậm dần, vận tốc giảm dần theo thời gian
- Từ thời điểm t = 20s: lực cản cân bằng với trọng lực nên hợp lực tác dụng lên ngƣời lính bằng 0, do đó ngƣời lính chuyển động với vận tốc khơng đổi
Mức 1
Giải thích đƣợc nhƣng chƣa đầy đủ
1 điểm Phát hiện vấn đề mới cần giải quyết Mức 2
Nếu ngƣời lính thực hiện cú nhảy không dù thì:
- Từ 0 đến 10s: vận tốc của vật vẫn tăng nhƣ trƣờng hợp trƣớc.
- Từ thời điểm t=10s vận tốc của ngƣời lính vẫn tăng chậm theo thời gian, cho đến khi lực cản có độ lớn bằng trọng lƣợng của ngƣời thì ngƣời lính sẽ rơi với tốc độ khơng đổi.
Vì vậy trên đồ thị sẽ khơng có giai đoạn vận tốc giảm dần
Mức 1
Nêu đƣợc sự khác nhau nhƣng chƣa đầy đủ
2 điểm
4
Thực hiện giải pháp
GQVĐ
Mức 3
- Để màn trình diễn thành cơng thì tại điểm cao nhất của vịng trịn Steve phải điều khiển ơ tơ với vận tốc đủ lớn để duy trì áp lực của xe lên vòng tròn ( tức là tại điểm cao nhất thì phản lực của vịng trịn tác dụng lên ơ tô phải lớn hơn hoặc bằng 0).
- Tại điểm cao nhất của vòng tròn: hợp lực
của trọng lực và phản lực của vòng tròn lên xe đóng vai trị lực hƣớng tâm: mv2 mg N R mv2 N mg R Điều kiện: N 0 v gR Thay số: v 9,8.6 7,7m / s 27,7km / h
Vậy Steve Truglia phải điều khiển ô tô chạy
với vận tốc tối thiểu bằng 27,7km / h
Mức 2
Trình bày đƣợc 2 ý đầu nhƣng chƣa tính tốn ra kết quả cuối cùng
Mức 1
Chỉ trình bày đƣợc 1 trong 2 ý đầu tiên
3 điểm
2 điểm
1 điểm
Học sinh có các mức độ đạt đƣợc về NL GQVĐ nhƣ sau:
- Mức 2: Học sinh đạt từ 5,0 điểm đến dƣới 8,0 điểm là HS có năng lực GQVĐ trung bình.
- Mức 3: Học sinh đạt dƣới 5,0 điểm là HS có năng lực GQVĐ kém.
Tiểu kết chƣơng 2
Từ cơ sở lý luận đã trình bày ở chƣơng 1, ở chƣơng 2 chúng tôi đã tiến hành các nội dung sau đây:
- Phân tích nội dung kiến thức, xác định các khó khăn và sai lầm mà HS thƣờng gặp trong dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm”.
- Soạn thảo đƣợc hệ thống bài tập đánh giá năng lực GQVĐ dựa trên cấu trúc của NL GQVĐ. Hệ thống bài tập đƣợc xây dựng xây dựng sát với chƣơng trình mơn học Vật lí hiện hành. Mỗi bài tập đƣợc xây dựng theo 3 mức: mức 1, mức 2 và mức 3 với tiêu chí chất lƣợng hành vi giảm dần. - Từ hệ thống bài tập biên soạn đề kiểm tra để đánh giá năng lực GQVĐ của HS trong dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm”.
Hệ thống bài tập và đề kiểm tra sẽ đƣợc chúng tôi tiến hành thực nghiệm ở trƣờng THPT và kết quả của quá trình thực nghiệm sẽ đƣợc làm rõ trong chƣơng 3 của luận văn này.
CHƢƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích thực nghiệm sƣ phạm
Thực nghiệm sƣ phạm nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài, hiệu quả của việc sử dụng hệ thống bài tập để đánh giá năng lực GQVĐ trong dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm”
3.2. Đối tƣợng, thời gian và địa điểm thực nghiệm sƣ phạm
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
3.2.1.1. Từ phía các chuyên gia
Chúng tôi lấy ý kiến phản hồi, góp ý của các chuyên gia là các GV Vật lí có nhiều kinh nghiệm đang trực tiếp giảng dạy tại một số trƣờng THPT trên địa bàn tỉnh Ninh Bình về hệ thống bài tập đánh giá năng lực GQVĐ chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 đƣợc soạn thảo trong đề tài.
3.2.1.2. Thực nghiệm trên học sinh
Đối tƣợng của TNSP là HS lớp 10 trƣờng THPT chuyên Lƣơng Văn Tụy, thành phố Ninh Bình, tỉnh Ninh Bình.
3.2.2. Thời gian và địa điểm thực nghiệm sư phạm
Chúng tôi tiến hành TNSP vào tháng 10 và 11, năm học 2019 - 2020 tại trƣờng THPT chuyên Lƣơng Văn Tụy, thành phố Ninh Bình, tỉnh Ninh Bình.
3.3. Nội dung thực nghiệm sƣ phạm Nội dung 1: Nội dung 1:
Xin ý kiến phản hồi, góp ý của các chuyên gia là các GV có nhiều kinh nghiệm về hệ thống bài tập đánh giá năng lực GQVĐ chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 đƣợc soạn thảo trong đề tài.
Nội dung 2:
- Thử nghiệm và phân tích đánh giá 16 bài tập đánh giá năng lực GQVĐ chƣơng “ Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 đối với học sinh của một số lớp - trƣờng THPT chuyên Lƣơng Văn Tụy, Ninh Bình.
- Sử dụng đề kiểm tra đã soạn thảo để đánh giá NL GQVĐ của HS
3.4. Phƣơng pháp tiến hành thực nghiệm sƣ phạm
- Lấy ý kiến chuyên gia: bằng hình thức phiếu trả lời
- Thực nghiệm sƣ phạm đối với HS lớp 10, sau đó dùng phƣơng pháp thống kê tốn học để phân tích kết quả thu đƣợc khi sử dụng hệ thống bài tập chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 để đánh giá năng lực GQVĐ đối với HS lớp 10 của trƣờng THPT chuyên Lƣơng Văn Tụy.
3.5. Diễn biến của quá trình thực nghiệm sƣ phạm
3.5.1. Đối với việc lấy ý kiến chuyên gia
3.5.1.1. Chuẩn bị
- Báo cáo, xin phép các cơ quan, đơn vị có thẩm quyền - Phiếu lấy ý kiến chuyên gia
- Tài liệu về cấu trúc của năng lực GQVĐ - Hệ thống bài tập đánh giá năng lực GQVĐ
3.5.1.2. Lập kế hoạch thực hiện
- Thời gian: từ 15-25 tháng 10 năm 2019
- Nội dung: Xin ý kiến phản hồi, góp ý về hệ thống BT đã soạn thảo để
đánh giá năng lực GQVĐ của HS
- Đối tƣợng: 13 GV Vật lí có nhiều kinh nghiệm đang giảng dạy tại một số trƣờng THPT
- Chuẩn bị:
+ Tài liệu về cấu trúc của năng lực GQVĐ
+ Các bài tập đã soạn thảo trong đề tài + Phiếu lấy ý kiến chuyên gia
3.5.1.3. Tiến hành
- Cung cấp cho mỗi GV các tài liệu: + Cấu trúc của NLGQVĐ
+ 16 bài tập đánh giá NLGQVĐ chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10
+ Phiếu lấy ý kiến chuyên gia
- Thu phiếu lấy ý kiến chuyên gia và tổng hợp ý kiến
3.5.2. Đối với việc thực nghiệm trên học sinh
3.5.2.1. Chuẩn bị
- Xin phép Ban giám hiệu trƣờng THPT chuyên Lƣơng Văn Tụy, Ninh Bình. - Trao đổi với giáo viên chủ nhiệm, GV Vật lí dạy ở các lớp thực nghiệm về lí do, mục đích và thống nhất thời gian, địa điểm, cách thức thực nghiệm - Hệ thống bài tập đánh giá NLGQVĐ chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10.
3.5.2.2. Lập kế hoạch thực hiện
- Thời gian: từ 1/11 đến 25/11 năm 2019 - Nội dung:
+ Thử nghiệm và phân tích đánh giá 16 bài tập đã soạn thảo chƣơng “Động lực học chất điểm”
+ Sử dụng đề kiểm tra đã soạn thảo để đánh giá NL GQVĐ của HS
- Đối tượng: 60 HS các lớp 10 chun Tốn 2, lớp 10 chun Hóa và lớp 10
chuyên Tin trƣờng THPT chuyên Lƣơng Văn Tụy, Ninh Bình. Học lực của HS 3 lớp thực nghiệm đều ở mức khá trở lên, các HS đều có ý thức kỉ luật tốt
- Chuẩn bị:
+ 16 bài tập chƣơng “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 đƣợc biên soạn theo 3 mức.
3.5.2.3. Tiến hành
- Đối với 16 bài tập đã soạn thảo: Giao cho HS các lớp 10 chuyên Hóa và 10
chun Tốn 2 làm theo thời gian quy định và thu lại phiếu. Tiến hành lần lƣợt từ mức 3 đến mức 2, cuối cùng là mức 1.
- Dùng đề kiểm tra đã soạn thảo để đánh giá NL GQVĐ của HS lớp 10 chuyên Tin.
3.6. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm
3.6.1. Kết quả hỏi ý kiến chuyên gia
Qua tổng hợp ý kiến của các chuyên gia, chúng tôi nhận thấy:
- Có 12/13 (92,3%) chuyên gia cho rằng hệ thống bài tập đã xây dựng tƣơng đối phù hợp với trình độ năng lực nhận thức của hầu hết các học sinh có lực học khá trở lên.
- Có 13/13 (100%) chuyên gia đồng ý với cách thức phân mức độ cho các bài tập đã xây dựng.
- Có 12/13 (92,3%) chuyên gia cho rằng hệ thống bài tập có thể giúp phát triển và đánh giá năng lực GQVĐ của HS.
Đa số các chuyên gia cho rằng nhìn chung hệ thống bài tập các bài tập đã xây dựng có tính thực tiễn, gần gũi với cuộc sống, các bài tập tƣơng đối đa dạng. Tuy nhiên, các chuyên gia cũng góp ý một số vấn đề sau đây:
- Hệ thống bài tập chủ yếu mới phù hợp để đánh giá các HS có lực
học khá. Cần soạn thảo thêm các bài tập ở mức độ 1 và 2 để đánh giá đƣợc nhiều đối tƣợng HS
- Khi xây dựng đề kiểm tra cần lƣu ý lựa chọn các mức bài tập phù
hợp với từng đối tƣợng HS.
- Hiện nay đa số các GV chỉ chú trọng đánh giá KT, KN của HS, vì
vậy HS chƣa quen với cách thức đánh giá NL. Để việc sử dụng bài tập đánh giá NL GQVĐ của HS đem lại hiệu quả cao thì trong quá trình giảng dạy, GV cần soạn thảo các bài tập tƣơng tự để giúp HS phát triển NL GQVĐ
- Cần soạn thảo thêm các bài tập gắn với thực tiễn, gắn với KHKT để
hệ thống bài tập thêm phong phú.
3.6.2. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm với học sinh
3.6.2.1. Đánh giá hệ thống bài tập đã soạn thảo
Về việc phân mức độ cho các bài tập
Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sƣ phạm đối với 60 HS thuộc các
lớp 10 chuyên Toán 2 và lớp 10 chuyên Hóa. Sau khi chấm, chúng tơi mã hóa kết quả bài. Chúng tôi mã hóa HS làm đƣợc bài là 1, HS không làm đƣợc là 0, sau đó chúng tơi nhập kết quả vào phần mềm Excel và thống kê số HS làm đƣợc bài trong mỗi mức, kết quả nhƣ sau:
Bảng 3.1. Thống kê số học sinh làm được các mức theo mỗi bài
Bài Số HS làm đƣợc Mức 1 Mức 2 Mức 3 1 54 39 8 2 50 30 8 3 54 49 25 4 55 53 27 5 53 15 8 6 54 48 15 7 52 46 13 8 54 33 8 9 52 42 15 10 55 42 9 11 54 53 21 12 55 28 15 13 53 48 20 14 41 16 6
15 56 40 9
16 55 49 16
Tổng số lƣợt 847 631 223
Phần trăm 88,2% 65,7% 23,2%
Biểu đồ 3.1. Thống kê số HS làm được các mức theo mỗi bài
Bảng thống kê và biểu đồ thống kê số HS làm đƣợc các mức theo mỗi bài cho thấy:
- Ở mỗi bài tập số HS làm đƣợc mức 1 là nhiều nhất, và ở mức 3 là ít nhất. Tuy nhiên ở các bài tập 1, 4, 11, 16 số HS làm đƣợc mức 1 và mức 2 chênh nhau không nhiều. Các bài tập này cần điều chỉnh độ khó ở mức 2 tăng lên để tăng hiệu quả sử dụng của bài tập.
- Số lƣợt HS làm đƣợc các bài ở mức 1 – mức thấp nhất là nhiều nhất: 847/960 lƣợt (đạt 88,2%), số lƣợt HS làm đƣợc các bài ở mức 2 – mức trung bình là 631/960 lƣợt (đạt 65,7%), số HS làm đƣợc các bài ở mức 3 – mức cao là ít nhất: 223/960 lƣợt (đạt 23,2%).
Nhƣ vậy, có thể thấy việc phân mức độ cho hệ thống các bài tập đã soạn thảo trong đề tài là tƣơng đối phù hợp.
Về khả năng đánh giá NL GQVĐ của hệ thống bài tập
Mỗi bài làm đúng ở mỗi mức của HS đƣợc đánh giá là 1 điểm, bài khơng làm đƣợc thì đánh giá là 0 điểm. Sau khi tính điểm của mỗi HS chúng