1.4 .Kết luận chương 1
2.1. Những vấnđề cần giải quyết trong chuyên đề Lực ma sát
2.1.1. Nội dung kiến thức cơ bản
Nội dung lực ma sát là một phần kiến thức rất quan trọng trong chương trình vật lí 10 THPT. Lực ma sát là một trong ba loại lực cơ học rất phổ biến trong thực tế mà HS có thể liên hệ với bài học. Phải nắm vững được các loại lực ma sát về cơ chế xuất hiện, phương, chiều, các yếu tố ảnh hưởng đến lực ma sát HS mới có cơ sở để giải quyết các bài tốn chuyển động - một phần cơ bản trong cơ học cổ điển Niutơn. Vị trí của nội dung Lực ma sát trong chương “ Động lực học chất điểm trong sơ đồ sau :
Hình 2.1. Vị trí kiến thức lực ma sát trong chương Động lực học chất điểm Vật lí 10 Nâng cao THPT Vật lí 10 Nâng cao THPT
Bảng 2.1. Nội dung kiến thức trọng tâm
Đặc điểm Lực ma sát nghỉ Lực ma sát trƣợt Lực ma sát lăn Sựxuấthiện - Khi một vật rắn đang tiếp
xúc với bề mặt của một vật rắn khác có ngoại lực tác dụng lên vật, có xu hướng làm vật chuyển độngnhưng chưa đủ để thắng lực ma sát. - Là lực xuất hiện khi các vật rắn chuyển động trượt tương đối và trên bề mặt của một vật rắn khác khi tiếp xúc với nó. - Xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi một vật lăn trên một vật khác. Phƣơng, chiều
- Giá nằm trong mặt tiếp xúc giữa 2 vật, ngược chiều với chiều của hình chiếu ngoại lực theo phương tiếp tuyến với mặt tiếp xúc ( ngược với chiều định trượt do ngoại lực)
- Cùng phương, ngược chiều với vận tốc tương đối của vật ấy đối với vật kia.
- Như lực ma sát trượt
Độ lớn - Tự điều chỉnh để cân bằng với hình chiếu của ngoại lực theo phương tiếp tuyến với mặt tiếp xúc. Lực ma sát nghỉ có một giá trị cực đại
Fmsn ≤μnN
Fmsn =Fx
Fmst =μtN Fmst =μlN
Ƣngdụng - Cóích: Giữ cho các vật tiếp xúc không bị trượt lên nhau, giúp cầm nắm các vật,là lực phát động cho các vật tự tạo động lực di chuyển trên các mặt đỡ (tàu xe, con người… - Tuy nhiên cũng có hại
- Có ích:Giúp hãm phanh, mài nhẵn bề mặt kim loại, gỗ… - Có hại: Cản trở và mài mòn các chi tiết máy chuyển
Thay ma sát trượt bằng ma sát lăn nhờ ổ bi, con lăn…để giảm ma sát.
làcản trở khi ta muốndi chuyểnvật.
động…
2.1.2. Hạn chế trong tổ chức dạy học nội dung Lực ma sát theo bài/tiết học
Hiện nay sách giáo khoa trình bày nội dung về lực ma sát gồm hai loại : lực ma sát tĩnh và ma sát động( ma sát nghỉ, ma sát trượt và ma sát lăn), còn bài thực hành về lực ma sát trượt lại được thực hiện ở cuối chương 2. Với hình thức tổ chức dạy học tuần tự theo bài học hiện nay, nội dung lực ma sát gồm 1 tiết học về lực ma sát, một tiết bài tập, hai tiết thực hành. Trong thời lượng 45 phút để học sinh lĩnh hội trọn vẹn kiến thức về lực ma sát là một nhiệm vụ quá nặng nề, là một áp lực đối với cả cách tổ chức và khả năng nhận thức của HS.
Chính vì thế, phần lớn GV hiện nay cố gắng truyền tải hết những kiến thức thông qua phương pháp thuyết trình. Để giải quyết hết nội dung của bài học, GV chỉ cung cấp phần kiến thức này cho HS một cách miễn cưỡng, dẫn đến học sinh chỉ biết áp dụng công thức mà không hiểu rõ bản chất của vấn đề. GV phải bỏ nhiều sức lực để thuyết trình giảng giải cho hết kiến thức, HS thụ động nghe giảng, hạn chế hoạt động, khơng có cơ hội thể hiện năng lực bản thân, tiết học diễn ra theo một chiều, thầy giảng trò nghe dẫn tới sự căng thẳng nhàm chán. Tổ chức dạy học với hình thức và phương pháp như trên chỉ tập trung vào mục tiêu kiến thức, chỉ biết vận dụng kiến thức cho các bài tập đơn giản thiếu tính thực tiễn. Nếu có tổ chức dạy học giải quyết vấn đề thì với kiểu phân bố thời gian và nội dung như trên thì trong tiết học HS khơng thể có đủ thời gian để hoạt động theo đúng tiến trình của phương pháp dạy học giải quyết vấn đề. GV có tổ chức được dạy học giải quyết vấn đề thì cũng chỉ là hình thức cho đủ các bước, như vậy GV khơng thể tạo được điều kiện để HS chiếm lĩnh kiến thức vững chắc và đặc biệt rất khó để phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS.
2.1.3. Cấu trúc nội dung Lực ma sát thành chuyên đề dạy học
Để khắc phục hạn chế trên, cần xây dựng lại nội dung lực ma sát thành một chuyên đề mới để có thể phù hợp với phương pháp dạy học hiện đại sao cho việc tổ chức dạy học đạt hiệu quả dạy học cao nhất. Sau đây là những vấn đề cần giải
quyết của chuyên đề lực ma sát
2.1.3.1. Cấu trúc lại nội dung thành chuyên đề Lực ma sát.
- Theo phân phối chương trình nội dung lực ma sát có 1 tiết lí thuyết, 1 tiết bài tập, và 2 tiết thực hành ở cuối chương. Khi xây dựng chuyên đề tác giả vẫn đảm bảo thời lượng cũng như mục tiêu bài học, trong đó sử dụng thời gian của hai tiết trên lớp và thời gian của 2 tiết thực hành thực hành để tổ chức báo cáo, thảo luận kết luận khẳng định, vận dụng kiến thức.
Tiết học 1 :
+ Tổ chức cho HS làm thí nghiệm thí nghiệm phát hiện vấn đề, đề xuất vấn đề cần nghiên cứu về lực ma sát.
+ Tổ chức cho HS thảo luận tìm phương án giải quyết vấn đề tối ưu. + Giao nhiệm vụ về nhà thực hiện theo nhóm để giải quyết vấn đề bằng phương án đã lựa chon.
Tiết học 2:
+ Tổ chức báo cáo kết quả đã thực hiện.
+ Tổ chức nhận xét, phản biện, đóng góp ý kiến để đi đến khẳng định kết luận vấn đề.
+ Giao nhiệm vụ về nhà như hoàn thành Phiếu học tập, đọc thêm nội dung SGK để chuẩn bị cho tiết học sau.
Tiết học 3:
+ Tổ chức cho HS vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề mới. + Đề xuất phương án thí nghiệm khác để đo hệ số ma sát.
Tiết học 4:
+ Tổ chức báo cáo, thảo luận nhóm về các phương án thí nghiệm đo hệ số ma sát.
+ Lựa chọn phương án, giao nhiệm vụ làm thí nghiệm tại nhà. + Kiểm tra mức độ vận dụng kiến thức của HS qua bài trắc nghiệm.
2.1.3.2. Thiết kế tiến trình dạy học thành các hoạt động học của học sinh theo hướng giải quyết vấn đề.
- Phải thiết kế tiến trình để tổ chức cho học sinh nghiên tìm hiểu, khẳng định các loại lực ma sát về : điều kiện xuất hiện, phương, chiều, độ lớn. Thông qua việc
tổ chức cho học sinh các hoạt động : Phát hiện, phát biểu, đề xuất vấn đề nghiên cứu về lực ma sát. Dự đoán, đề xuất giải pháp kiểm chứng kiến thức lực ma sát.Thực hiện thí nghiệm kiểm chứng, thảo luận, báo cáo bảo vệ kết quả nghiên cứu- kết luận được vấn đề.
- Phải tổ chức cho học sinh giải quyết các vấn đề thực tiễn từ đơn giản đến phức tạp có liên qua đến lực ma sát nhằm củng cố và vận dụng kiến thức đã học : GV phải thiết kế hoạt động cho HS giải các bài tập định tính, định lượng có vấn đề liên quan đến thực tiễn.
- Phải tổ chức cho HS giải quyết vấn đề đo hệ số ma sát bằng nhiều phương án sau khi đã có đầy đủ kiến thức về lực ma sát và phương pháp động lực học.
Như vậy cần tổ chức cho HS làm việc nhóm và tự tiến hành các thí nghiệm phát hiện nghiên cứu, giúp học rèn luyện tư duy khoa học, khả năng dự đốn, tìm ra kiến thức mới, kiểm chứng dự đoán bằng thực nghiệm, phỏng theo con đường nhận thức của các nhà khoa học, đồng thời biết cách xây dựng và thực hiện kế hoạch làm thí nghiệm, từ đó kết luận được vấn đề, hiểu bản chất sự vật hiện tượng và hình thành được kĩ năng giải quyết vấn đề.
2.1.3.3. Thiết kế câu hỏi, lựa chọn hình thức kiểm tra đánh giá
Để hướng dẫn cho HS giải quyết vấn đề của bài học cũng như kiểm tra được mức độ nhận thức của học sinh trong từng nội dung của chuyên đề, GV phải xây dựng được hệ thống những câu hỏi định hướng, dẫn dắt từng hoạt động của họ. Vì thế nhiệm vụ trong chuyên đề là phải thiết kế được các câu hỏi ngắn gọn, dễ hiểu chứa đựng vấn đề cũng như khơi gợi kiến thức giúp HS huy động được năng lực và kiến thức sẵn có của mình tham gia vào hoạt động giải quyết vấn đề. Bên cạnh đó GV phải lựa chọn hình thức đánh giá phù hợp cho mỗi hoạt động của HS để từ đó có những điều chỉnh về nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức sao cho việc dạy học đạt hiệu quả tối ưu.