Mức độ Số GV lựa chọn Tỉ lệ
Rất thƣờng xuyên 0 0,0%
Thƣờng xuyên 0 0,0%
Thỉnh thoảng 9 40,9%
Chƣa bao giờ 13 59,1 %
Nhƣ vậy, khi điều tra về nhận thức thì các GV đều cho rằng đánh giá NL là rất cần thiết, tuy nhiên 100% GV lại chỉ thỉnh thoảng hoặc chƣa bao giờ soạn thảo BT để đánh giá NL GQVĐ. Qua phỏng vấn sâu, chúng tôi xin đƣợc đƣa ra một số nguyên nhân của thực trạng trên nhƣ sau:
- Hoạt động kiểm tra, đánh giá hiện nay chỉ chú trọng đến đánh giá cuối kì mà chƣa chú trọng đến việc đánh giá thƣờng xuyên trong quá trình dạy học. Nội dung kiểm tra, đánh giá chủ yếu yêu cầu vận dụng kiến thức để giải các BT định lƣợng, ít ứng dụng thực tiễn. Do vậy thực tế khi soạn thảo các đề kiểm tra, đánh giá GV chỉ chú trọng lựa chọn các bài tập tính tốn để đánh giá HS.
- Phần lớn các GV chƣa đƣợc tập huấn hoặc chƣa có tài liệu hƣớng dẫn cụ thể về việc soạn thảo BT đánh giá NL GQVĐ. Do vậy việc soạn thảo BT đánh giá NL GQVĐ gặp rất nhiều khó khăn.
Từ các nguyên nhân trên, theo chúng tơi cần phải có những nghiên cứu về việc soạn thảo BT đánh giá NL GQVĐ dựa trên cấu trúc của NL GQVĐ. Các bài tập này đƣợc sử dụng trong mọi giai đoạn của quá trình dạy học nhằm bồi dƣỡng, phát triển và đánh giá NL của HS.
Tiểu kết chƣơng 1
Trong chƣơng 1, luận văn đã nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài, cụ thể nhƣ sau:
- Chúng tôi đã làm rõ khái niệm NL, năng lực GQVĐ, cấu trúc NL GQVĐ và đánh giá NL.
- Chúng tôi cũng đã làm rõ khái niệm BT Vật lí, vai trị, phân loại BT Vật lí
- Trình bày nguyên tắc soạn thảo BT đánh giá NL GQVĐ, quy trình soạn thảo BT đánh giá NL GQVĐ.
- Khảo sát thực trạng về việc ĐG NL, việc đánh giá NLGQVĐ và về
việc soạn thảo BT đánh giá NL GQVĐ của học sinh thông qua phiếu khảo sát 22 GV ở hai trƣờng THPT trên địa bàn Ninh Bình.
Các kết quả thu đƣợc là cơ sở khoa học để chúng tôi tiến hành xây dựng chƣơng 2 - Soạn thảo bài tập chƣơng “ Động lực học chất điểm”, Vật lí 10 và sử dụng trong đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh.
CHƢƠNG 2
SOẠN THẢO BÀI TẬP CHƢƠNG „„ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM‟‟ VẬT LÍ 10 VÀ SỬ DỤNG TRONG ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC GIẢI
QUYẾT VẤN ĐỀ CỦA HỌC SINH
2.1. Phân tích nội dung kiến thức chƣơng “Động lực học chất điểm” Vật lí 10 Vật lí 10
2.1.1. Vị trí và nhiệm vụ của chương “Động lực học chất điểm”
Chƣơng trình Vật lí lớp 10 gồm hai phần, đó là Cơ học và Nhiệt học, trong đó phần Cơ học gồm 4 chƣơng. Chƣơng “Động lực học chất điểm” là chƣơng thứ hai trong chƣơng trình. Nếu nhƣ chƣơng thứ nhất của phần Cơ học nghiên cứu cách xác định vị trí của các vật trong khơng gian tại các thời điểm khác nhau và mơ tả các tính chất của chuyển động của các vật bằng các phƣơng trình tốn học, nhƣng chƣa xét đến nguyên nhân chuyển động thì chƣơng này nghiên cứu mối quan hệ giữa chuyển động và lực. Qua đó chúng ta sẽ trả lời đƣợc các câu hỏi: Vì sao vật này đứng yên, vật kia chuyển động? Vì sao vật này chuyển động thẳng đều, vật kia chuyển động có gia tốc?
Chƣơng “Động lực học chất điểm” trình bày ba định luật Niu –tơn. Đây là các định luật nền tảng của Cơ học. Ngồi ra, chƣơng này cịn đề cập đến các lực thƣờng gặp trong Cơ học: lực hấp dẫn, lực đàn hồi và lực ma sát. Bên cạnh đó, các định luật Niu – tơn đƣợc vận dụng để khảo sát một số chuyển động đơn giản dƣới tác dụng của các lực nói trên.
2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Động lực học chất điểm”
2.1.2.1. Sơ đồ cấu trúc lô gic nội dung
Chƣơng “Động lực học chất điểm”, Vật lí 10 đƣợc xây dựng theo nguyên tắc kế thừa những kiến thức mà học sinh đã đƣợc học ở cấp THCS, bên cạnh đó có bổ sung, hồn thiện các khái niệm lực và khối lƣợng. Nhìn
một cách tổng quát thì chƣơng “Động lực học chất điểm” đƣợc mơ tả bởi sơ đồ dƣới đây:
Sơ đồ 2.1. Cấu trúc lô gic nội dung chương “Động lực học chất điểm
2.1.2.2. Nội dung
Mở đầu chƣơng là định nghĩa về lực và các lực cân bằng. Ở cấp THCS, học sinh đã đƣợc học lực là một đại lƣợng vectơ, khi lực tác dụng lên một vật có thể làm biến đổi chuyển động của vật đó hoặc làm cho nó biến
Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm
Ba định luật Niu -tơn
Thực hành: Xác định hệ số ma sát Vận dụng các ĐL Niu -tơn Các lực cơ ĐL I Niu -tơn ĐL II Niu -tơn
ĐL III Niu -tơn
Lực hấp dẫn Lực đàn hồi Lực ma sát Lực hƣớng tâm Bài toán CĐ ném ngang ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM
dạng. Ở chƣơng Động học chất điểm học sinh cũng đã biết khi vật biến đổi chuyển động thì vật đó có gia tốc, do vậy sách giáo khoa đã mở rộng và nâng cao bằng cách sử dụng cách diễn đạt mới nhƣ sau: Lực là đại lượng
vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng. Với khái niệm gia tốc, sách giáo
khoa cũng đƣa ra định nghĩa: các lực cân bằng là các lực khi tác dụng đồng
thời vào một vật thì khơng gây ra gia tốc cho vật. Bằng thực nghiệm chúng ta thấy phép tổng hợp lực tuân theo quy tắc hình hình hành, điều này một lần nữa khẳng định lực là một đại lƣợng vectơ.
Định luật I Niu –tơn không chỉ đƣợc rút ra từ quan sát thực nghiệm mà còn là kết quả của tƣ duy trừu tƣợng của thiên tài Niu –tơn. Có nhiều cách phát biểu khác nhau nhƣng trong SGK Vật lí 10, các tác giả đã chọn cách phát biểu mà nhiều tác giả SGK ở Pháp, Mĩ… đã chọn: “ Nếu một vật
không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng khơng , thì vật đang đứng n sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều”. Định luật I Niu – tơn giúp ta phát hiện
ra quán tính của mọi vật: Qn tính là tính chất của mọi vật có xu hướng
bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.
Định luật II Niu –tơn đƣợc trình bày dƣới dạng một nguyên lí lớn. Bằng rất nhiều quan sát và thí nghiệm, Niu –tơn đã phát hiện ra mối quan hệ giữa các đại lƣợng lực, gia tốc và khối lƣợng thể hiện qua hệ thức a F
m . Từ định luật II Niu – tơn ta suy ra F ma , hệ thức này cho ta định nghĩa định lƣợng của lực. Thơng qua định luật II Niu –tơn, HS có thể hiểu rõ mối quan hệ giữa khối lƣợng và mức qn tính, đó là khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. Đến đây nhận thức của HS về khái niệm
khối lƣợng đã đƣợc nâng lên một bƣớc. Đến bài Lực hấp dẫn, sự hiểu biết của học sinh về khái niệm này sẽ đƣợc hồn thiện thêm thơng qua mối quan
hệ giữa khả năng hấp dẫn và khối lƣợng của mỗi vật. Vận dụng định luật II Niu –tơn, HS cũng sẽ dễ dàng rút ra công thức để xác định trọng lực và trọng lƣợng của một vật
Định luật III Niu – tơn cho ta thấy rằng tác dụng của vật này lên vật khác bao giờ cũng là tác dụng tƣơng hỗ và lực bao giờ cũng xuất hiện từng cặp trực đối nhau chứ không cân bằng nhau.
Các loại lực cơ học đƣợc trình bày trong chƣơng này gồm lực hấp dẫn, lực đàn hồi và lực ma sát. Định luật vạn vật hấp dẫn đƣợc tìm ra chủ yếu nhờ các những căn cứ do ngành Thiên văn học cung cấp (nhất là các định luật về chuyển động của hành tinh xung quanh Mặt trời của Keple). Đối với phƣơng, chiều, độ lớn của các lực đàn hồi và lực ma sát đều đƣợc rút ra bằng con đƣờng thực nghiệm.
Ba định luật Niu –tơn và các lực cơ học đƣợc vận dụng để nghiên cứu chuyển động tròn đều về mặt động lực học và khảo sát chuyển động của vật bị ném ngang.
2.1.3. Mục tiêu dạy học chương “Động lực học chất điểm”
Kiến thức [4]
- Phát biểu đƣợc định nghĩa của lực.
- Phát biểu đƣợc định nghĩa của tổng hợp lực và phân tích lực; phát
biểu đƣợc quy tắc hình bình hành.
- Phát biểu đƣợc điều kiện cân bằng của một chất điểm dƣới tác dụng
của nhiều lực.
- Phát biểu đƣợc định nghĩa quán tính và kể đƣợc một số ví dụ về
quán tính.
- Phát biểu đƣợc định luật I, định luật II và định luật III Niu-tơn.
- Viết đƣợc các hệ thức của định luật II, định luật III Niu-tơn và công
thức tính trọng lực của một vật.
- Nêu đƣợc các đặc điểm của cặp “lực và phản lực”.
- Phát biểu đƣợc định luật vạn vật hấp dẫn và viết đƣợc hệ thức của
định luật này.
- Nêu đƣợc điểm đặt, hƣớng của lực đàn hồi của lò xo; phát biểu đƣợc định luật Húc và viết đƣợc cơng thức tính độ lớn của lực đàn hồi của lò xo
- Nêu đƣợc những đặc điểm của lực ma sát và viết đƣợc công thức của
lực ma sát trƣợt.
- Nêu đƣợc lực hƣớng tâm trong chuyển động tròn đều là tổng hợp của các lực tác dụng lên vật và viết đƣợc công thức của lực hƣớng tâm.
Kĩ năng [4]
- Vận dụng đƣợc quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực của hai lực đồng quy hoặc để phân tích một lực thành hai lực đồng quy.
- Vận dụng đƣợc mối quan hệ giữa khối lƣợng và mức quán tính của
vật để giải thích một số hiện tƣợng thƣờng gặp.
- Biểu diễn đƣợc các vectơ lực và phản lực trong một số ví dụ cụ thể. - Vận dụng đƣợc các công thức của các lực cơ học để giải các bài tập đơn giản.
- Vận dụng đƣợc các định luật Niu-tơn và các lực cơ học để giải đƣợc các bài toán đối với một vật hoặc hệ hai vật chuyển động.
- Xác định đƣợc lực hƣớng tâm trong một số trƣờng hợp và giải đƣợc
bài tốn về chuyển động trịn đều.
- Giải đƣợc bài toán về chuyển động của vật ném ngang. - Xác định đƣợc hệ số ma sát trƣợt bằng thí nghiệm
2.1.4. Mục tiêu phát triển năng lực giải quyết vấn đề qua dạy học chương “Động lực học chất điểm”
Một trong những đặc điểm nổi bật của chƣơng “Động lực học chất điểm” là kiến thức vật lí rất gần gũi với thực tiễn, có thể sử dụng để giải quyết những vấn đề trong trong đời sống hàng ngày. Ví dụ, bằng kiến thức
về tổng hợp và phân tích lực, học sinh có thể giải thích đƣợc tại sao thuyền buồm có thể đi ngƣợc gió, hay các kiến trúc vịm thƣờng rất bền vững…Sử dụng kiến thức về ba định luật Niu –tơn, có thể giải thích đƣợc các hiện tƣợng trong đời sống liên quan đến qn tính, giải thích trị chơi kéo co…Do vậy thơng qua dạy học chƣơng “Động lực học chất điểm” có thể giúp HS phát triển năng lực GQVĐ.
2.1.5. Các khó khăn và quan niệm sai lầm học sinh thường gặp trong dạy học chương “Động lực học chất điểm”
Một số khó khăn
Nội dung quan trọng của chƣơng nghiên cứu mối quan hệ giữa lực và chuyển động, vì vậy việc biểu diễn đủ và đúng các lực tác dụng lên vật hoặc hệ vật nghiên cứu là rất quan trọng. Tuy vậy, trong quá trình GQVĐ học sinh thƣờng cảm thấy khó khăn trong việc này dẫn đến hiệu quả của việc GQVĐ chƣa cao. HS vẫn còn lúng túng trong việc chọn hệ quy chiếu phù hợp để việc GQVĐ trở nên đơn giản hơn. Ngoài ra việc vận dụng các kiến thức toán học nhƣ phép chiếu vectơ lên các trục tọa độ cũng là một khó khăn nữa của HS.
Các quan niệm sai lầm thƣờng gặp:
- Lực là nguyên nhân gây ra chuyển động. Đây là một quan niệm sai
lầm vì lực là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động của vật chứ không phải là nguyên nhân gây ra chuyển động
- Trong định luật III Niu – tơn thì cặp lực và phản lực là cặp lực cân bằng. Lực và phản lực tuy có cùng độ lớn, cùng giá, ngƣợc chiều nhƣng đặt
vào hai vật khác nhau, do đó chúng khơng phải là hai lực cân bằng
- Lực hướng tâm là một loại lực thông thường giống như các loại lực khác, do vậy khi phân tích các lực tác dụng lên vật chuyển động trịn đều thì đưa cả lực hướng tâm vào. Thực tế lực hƣớng tâm không phải là một lực
trong tự nhiên giống nhƣ các lực thông thƣờng: trọng lực, lực đàn hồi,…mà nó là hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật chuyển động tròn đều.
Một trong những biện pháp để khắc phục những khó khăn và quan niệm sai lầm nói trên là tạo cơ hội cho học sinh liên hệ, vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết không chỉ các bài tập tính tốn mà cịn giải quyết các tình huống trong thực tiễn. Điều này giúp học sinh khắc sâu kiến thức và dần khắc phục các quan niệm sai lầm mà các em đã có.
2.2. Soạn thảo bài tập chƣơng “Động lực học chất điểm”, Vật lí 10 và sử dụng trong đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
Dựa trên cấu trúc của NL GQVĐ và nội dung trọng tâm của chƣơng Động lực học chất điểm, chúng tôi đã soạn thảo đƣợc hệ thống gồm 16 bài tập, mỗi bài tập đƣợc chúng tôi chia thành 3 mức: mức 3, mức 2, mức 1 theo mức độ tiêu chí chất lƣợng của hành vi giảm dần.
2.2.1. Mô tả mục tiêu năng lực của hệ thống bài tập