Kết quả TNSP

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm

3.2.3. Kết quả TNSP

Sau đây chúng tơi sẽ phân tích hành vi và biểu hiện của NLGQVĐ&ST của HS trong ba tiến trình dạy học và đối chiếu với các bảng tiêu chí đã lập ở chương 2 để đánh giá NLGQVĐ&ST của HS

a/ Tiến trình dạy học kiến thức“Định luật bảo toàn động lượng” – Vật li 10 Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm động lượng, định luật bảo tồn động lượng.

- Về xây dựng biểu thức của định luật bảo toàn động lượng:

+ Khi yêu cầu HS phân tích dữ kiện của bài tốn “Xét hệ kín gồm hai viên bi đang chuyển động ngược chiều để đến va chạm vào nhau.Làm thế nào để xác định vận tốc của mỗi viên bi sau va chạm?”, đa số các em chỉ xác định được trong bài có 4 vận tốc (gồm hai vận tốc trước va chạm và hai vận tốc sau va chạm của hai viên bi), chưa phát hiện được nguyên nhân làm cho vận tốc biến thiên (mức độ 2)

+ Khi yêu cầu HS xác định vấn đề cần nghiên cứu, các em phát biểu được vấn đề là các vận tốc v1  , v2  và ' 1 v  , ' 2 v 

trước và sau tương tác có mối liên hệ với nhau như thế nào? nhưng phải nhờ đến sự trợ giúp của GV (mức độ 2)

+ Khi GV yêu cầu lựa chọn phương án để giải quyết vấn đề, đa số đều biết chọn định luật II và III Newton để giải do trong q trình phân tích đề đã nói rất kỹ (mức độ 3). Sau đó, các em được phát phiếu học tập để làm việc theo nhóm với các giải pháp đã được chọn, tuy nhiên buối đầu tiên làm việc nhóm của các em chưa hiệu quả do các em cịn ngại trong việc đưa ra ý kiến hoặc có một số thành viên khơng làm việc do các em chưa biết phân công nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên trong nhóm .

+ Khi yêu cầu các em thiết kế phương án thí nghiệm để định luật bảo tồn động lượng.Đa số các em đều xác định được vấn đề cần kiểm nghiệm là biểu thức của định luật bảo động lượng nhưng chưa phát hiện được có thể kiểm chứng biểu thức này thơng qua hệ quả của nó là m v1 1 (m1 m v2) '

 

  (mức độ 2).

+ Khi yêu cầu các em đề xuất giải pháp để kiểm nghiệm, một số nhóm chọn được bộ thí nghiệm cần rung điện (mức độ 2), còn lại chưa xác định được.

+ Khi yêu cầu các em thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề: đa số các nhóm chỉ nêu được cách làm cho hai xe va chạm mềm, chưa nêu được cách đo thời gian và vận tốc của các vật trước và sau va chạm (mức độ 2)

Nhận xét:

Trong tiết học này, NLGQVĐ&ST của các em đa số chỉ đạt ở mức độ 2 và phải cần sự trợ giúp nhiều từ phía GV mới hồn thành nhiệm vụ. Ngun nhân là do các em đã quen với việc giải các bài tập có đủ dữ liệu, nên việc khi rút bớt các dữ liệu khiến các em cảm thấy khó khăn khi phân tích đề.

Ngồi ra, ở tiết học này, các em hoạt động nhóm chưa tốt, GV phải hỡ trợ nhiều mới kịp thời gian.Nguyên nhân của những hạn chế này là do các em đã quen với cách học truyền thụ một chiều, giải bài tập theo một angorit có sẵn nên khi tiếp nhận cách học mới cùng với các bài tập đòi hỏi tư duy sáng tạo, các em chưa có khả năng tự giải quyết vấn đề do GV đặt ra.

b/ Tiến trình dạy học kiến thức “Định lí động năng” – Vật li 10

- Hoạt động 2: Tìm hiểu định lí động năng

+ Khi yeu cầu HS phân tích đề : “Vì sao trong va chạm giao thông, các xe chuyển động với vận tốc càng lớn thì bị biến dạng càng nhiều, đa số các em chỉ đưa ra được nguyên nhân là do lực tác động lớn nên vật bị biến dạng nhiều, chưa thấy được mối liên hệ giữa sự biến dạng với tốc độ di chuyển của vật (mức độ 2).Để các em thấy được mối liên hệ này, GV đưa ra những câu hỏi định hướng để các em giải thích theo quan điểm năng lượng, từ đó bật ra khái niệm mới là động năng.

+ Sau đó, GV gợi ý để HS phát biểu vấn đề: “Ta thấy sau va chạm có sự biến thiên động năng và sinh cơng, giữa chúng có mối liên hệ gì khơng? Vậy trước khi tìm

lời giải cho bài tốn trên, ta cần tìm hiểu vấn đề gì?Hãy phát biểu vấn đề đó?”.Với gợi ý này, một số nhóm đã có thể tự phát biểu được vấn đề cần nghiên cứu của bài học (mức độ 3)

+ Để cụ thể hóa vấn đề cần giải quyết, GV u cầu HS giải bài tốn tìm cơng của một lực khơng đổi làm vật dịch chuyển một quãng đường s.Sau khi giải bài tốn này, GV cho các nhóm nhận xét kết quả, có 4 nhóm giải được và phát hiện được mối liên hệ giữa sự biến thiên động năng và cơng của lực F (mức độ 3), các nhóm cịn lại phải nhờ đến sự trợ giúp của GV.

- Hoạt động 3: Vận dụng, củng cố

Để củng cố và vận dụng kiến thức, GV yêu cầu đại diện các nhóm sử dụng định lí động năng để giải thích vấn đề đã đặt ra ở trên, trong đó có một nhóm trả lời hồn thiện nhất : “Từ cơng thức định lí động năng, ta thấy nếu các xe có vận tốc càng lớn thì hiệu v22 – v21 càng lớn thì khả năng sinh cơng A của các vật càng lớn, khi đó

các vật càng bị biến dạng nhiều.” (mức độ 3)

Tiếp theo, GV u cầu các nhóm phân tích bài tốn sau: “Một học sinh lập luận như sau: Khi ôtô chuyển động, lực kéo của động cơ thực hiện cơng dương. Theo định lí về động năng thì vận tốc của ôtô phải tăng dần. Tuy nhiên trên thực tế, xe ơtơ cũng có thể chuyển động đều (tức là động năng khơng tăng). Giải thích nghịch lí này như thế nào?”, 5/6 nhóm đã biết cách phân tích đề và phát hiện được nguyên nhân là do có thêm cơng của lực ma sát, cơng này bằng về độ lớn nhưng trái dấu với công của lực kéo nên tổng công của hai lực này bằng 0 nên động năng khơng thay đổi hay nói cách khác là vật đi đều.(mức độ 3). Khi u cầu các nhóm giải thích nghịch lí trên, chỉ có một nhóm trả lời hoàn chỉnh nhất là “Độ biến thiên động năng bằng công của ngoại lực tác dụng. Ở đây ngoại lực bao gồm cả lực kéo và lực cản chứ không phải chỉ là lực kéo. Khi công của lực kéo thực hiện là công dương bị cân bằng với công âm của lực cản, kết quả là công của hợp lực này bằng khơng, do đó động năng của xe là không đổi, dẫn đến xe chuyển động đều” (mức độ 3). Một số thành viên của nhóm 4 đã đặt ra được vài câu hỏi có giá trị liên quan đến bài tốn như: Điều kiện để xe chuyển động thẳng đều là gì? Ngồi lực kéo, cịn có lực nào khác tác dụng lên xe

+ Cuối cùng, để kiểm tra tính đúng đắn của định lí động năng, GV đưa ra bài tốn: “Một vật được thả không vận tốc đầu từ đỉnh dốc nghiêng một góc 0

30 

 so

với mặt phẳng ngang. Bỏ qua ma sát. Biết AB = BH = 1m. Tính vận tốc của vật khi chạm đất bằng 2 cách: dùng phương pháp động lực học và dùng định lí động năng, lấy g = 10m/s2. ”. Một nhóm đã phân tích và phát hiện được :Khi chuyển động trên mặt phẳng AB vật chịu tác dụng của hai lực là trọng lực P và phản lực N của mặt phẳng.Trong đó phản lực N khơng sinh cơng do nó có phương vng góc với phương chuyển động. Sau khi chuyển động đến B, vật sẽ chuyển động như một vật bị ném xiên với góc ném bằng góc nghiêng của mặt phẳng AB, dưới tác dụng của trọng lực (mức độ 3). Về thức hiện giải tốn: đa số các nhóm sử dụng tốt phương pháp động lực học, khi sử dụng định lí động năng cịn lúng túng chưa quen (mức độ 2). Sau khi giải theo hai cách, 6/6 nhóm đều đánh giá được sự tiện lợi trong việc sử dụng định lí động năng khi giải các bài tốn có chuyển động phức tạp. Khi giải bài tập, số lượng các nhóm đặt được các câu hỏi có giá trị tăng lên, chủ yếu tập trung vào các vấn đề sau: Vật chịu tác dụng của những lực nào?Chuyển động của vật khi rời khỏi mặt phẳng nghiêng là chuyển động gì?Ta nên áp dụng định lí động năng cho hai vị trí nào? Khi áp dụng định lí động năng, cơng A được tính như thế nào?

Nhận xét:

Ở tiết học thứ hai này, các em hoạt động nhóm tốt hơn, NLGQVĐ&ST của một vài nhóm đã đạt được mức độ 3, vẫn cịn 2 nhóm phải nhờ đến sự trợ giúp của GV.

Kết quả này cho thấy NLGQVĐ&ST của HS đã có sự tiến bộ, các em đã bắt đầu phát triển được tư duy độc lập với số lượng câu hỏi ngày càng tăng trong quá trình giải bài tập. Tuy nhiên các em vẫn còn yếu trong việc xác định và làm rõ thông tin, ý tưởng mới và phức tạp ẩn dấu trong đề .

c/ Tiến trình ơn tập chương “Các định luật bảo tồn” – Vật lí 10

- Hoạt động 2: Giải các bài tập định tính

+ Đầu tiên cho HS phân tích đề bài thứ nhất: “Một viên đạn bay thẳng đứng lên cao. Khi đến điểm cao nhất thì nổ và vỡ ra thành ba mảnh. Hỏi ngay sau khi nổ, vận tốc của ba mảnh có cùng nằm trên một mặt phẳng không? Tại sao?”.Để định hướng cho HS phân tích đúng được vấn đề, tơi đã hỏi các em là nên dùng kiến thức nào để

giải bài toán này, một số nhóm chọn được định luật bảo tồn động lượng. Khi tơi hỏi vì sao các em chọn định luật này mà khơng chọn định luật bảo tồn cơ năng hay năng lượng, một em đã đưa ra quan điểm của mình như sau: “Theo em, muốn biết các vận tốc có nằm trên cùng một mặt phẳng hay khơng thì phải xem tổng vectơ của chúng có bằng khơng hay khơng, nếu xét về mặt vectơ thì ta nên xét sự bảo tồn động lượng vì động lượng là một vectơ”.Khi được hỏi vì sao động lượng của hệ được bảo tồn thì các em vẫn chưa trả lời được.Sau khi giải thích, tơi u cầu các em phân tích động lượng của hệ viên đạn trước và sau khi nổ, đa số các em trả lời đúng hai ý là: trước khi nổ có một động lượng của viên đạn, sau khi nổ có ba động lượng của ba mảnh và tổng ba động lượng sau khi nổ bằng động lượng của viên đạn. Khi tôi hỏi động lượng của viên đạn khi nổ bằng bao nhiêu, đa số các em đều lúng túng, có một em trả lời đúng: “Viên đạn bay thẳng đứng lên cao, tại điểm cao nhất nó sẽ dừng nên động lượng của viên đạn bằng 0”. Sau đó, tơi u cầu các nhóm trình bày phương án giải bài tốn này vào phiếu học tập.

Ở bài tập này tôi nhận thấy NLGQVĐ&ST của một vài em đã đạt được ở mức độ 3, còn lại là mức độ 2, nguyên nhân chủ yếu là do các em cịn thiếu sót trong q trình phân tích đề và chưa biết vận dụng kiến thức vec- tơ vào giải toán.

+ Sau đó, tơi cho các em phân tích tiếp bài thứ hai: “Người ta treo các con lắc đơn như hình. Khoảng cách giữa hai quả cầu cạnh nhau là rất nhỏ (kích thước của mỡi quả cầu là khơng đáng kể). Điều gì sẽ xảy ra khi:

a/ Kéo quả cầu ở ngoài cùng lệch một góc nào đó rồi thả cho va chạm vào quả cầu tiếp theo

b/ Kéo lệch từng nhóm 2 quả, 3 quả… và thả tự do chúng đồng thời.

Bỏ qua mọi ma sát và mất mát năng lượng.”

Khi cho các em dự đốn những đại lượng được bảo tồn trong bài toán, đa số trả lời là cơ năng, chỉ có một em phát hiện được thêm sự bảo tồn của động lượng. Khi được hỏi vì sao động lượng của hệ được bảo toàn, một em phát hiện được va

xảy ra ở câu a, một số nhóm cho rằng quả cầu cuối cùng sẽ nhận được vận tốc và nâng lên đến một góc lệch bằng góc lệch ban đầu của quả cầu 1, số khác khơng trả lởi được. Khi u cầu các nhóm dự đốn hiện tượng xảy ra ở câu b, số lượng các nhóm dự đốn đúng hiện tượng là các quả cầu ở bên trái sẽ được nâng lên thành nhóm 2, 3... quả đến một góc lệch bằng góc lệch ban đầu của quả cầu 1 có tăng lên so với ban đầu.

Ở bài tập này tơi nhận thấy có 5/6 nhóm phân tích đề đạt mức độ 3;có 2/6 nhóm phát biểu được vấn đề cần giải quyết (mức độ 3); 4/6 nhóm đề xuất được 2 phương án (mức độ 3), còn lại là đề xuất được một phương án ở mức độ 2; 3/6 nhóm giải thích được ở mức độ 3, cịn lại chỉ giải thích được ở mức độ 2.

Hoạt động 3: giải bài tập thiết kế thí nghiệm

- Đầu tiên, tôi yêu cầu HS đọc đề bài 3: “Con lắc thử đạn là một bao cát, khối lượng M, trình bày phương ánthí nghiệm sử dụng con lắc thử đạn này để đo được vận tốc của viên đạn khối lượng m?” Sau đó, tơi cho các nhóm nêu những câu hỏi thắc mắc liên quan đến vấn đề cần giải quyết trong bài tốn, trong đó có hai nhóm 4 và nhóm 6 thắc mắc nhiều nhất và đưa ra được nhiều câu hỏi có giá trị liên quan đến bài tốn.Sau khi giải đáp thắc mắc của các em, tơi yêu cầu các nhóm xác định vấn đề cần giải quyết. Có 3/6 nhóm xác định được vấn đề là phải tìm mối liên hệ giữa vận tốc của viên đạn với góc lệch (mức độ 3).

Khi yêu cầu HS đề xuất và thực hiện giải pháp, tôi áp dụng kỹ thuật “khăn trải bàn” để các nhóm đưa ra phương án thí nghiệm của mình.Nhóm 4/ 6 nhóm biết cách dựa vào cơng thức vừa thiết lập để nêu phương án đo từng đại lượng trong cơng thức, cịn 2 nhóm cịn lại chỉ đạt ở mức độ 2.

- Đối với bài tập 4: “Hãy thiết kế phương án thí nghiệm đo hệ số ma sát lăn của một khối trụ đồng chất có khối lượng đã biết với tấm ván và thước?”, 100% các nhóm đều đặt được nhiều câu hỏi có giá trị, đa số các em đều quan tâm đến việc làm thế nào để có cơng thức tính hệ số ma sát lăn trên tấm ván, chỉ có một nhóm đặt được câu hỏi về cách đặt khối trụ trên tấm ván. Khi u cầu các nhóm thiết lập cơng thức đo hệ số ma sát lăn của khối trụ, có 5/6 đưa ra được cơng thức ở mức độ 3. Khi u cầu

các nhóm nêu phương án thí nghiệm, 100% các nhóm đều đã đưa ra được phương án thí nghiệm để đo hệ số ma sát này ở mức độ 3.

Nhận xét:

Ở tiết học này NLGQVĐ&ST của các em tăng lên theo từng bài tập, nếu như ở bài tập 1 các em phân tích đề chỉ đạt mức độ 2 thì qua những bài sau, các em đã rút được kinh nghiệm, đặt nhiều câu hỏi hơn để làm sáng tỏ vấn đề, đến bài tập thứ 3 các em đã đạt được mức độ 3. Nhờ phân tích đề rõ ràng nên việc xác định được vấn đề trở nên dễ dàng hơn, số lượng các nhóm đề xuất và thực hiện được giải pháp giải quyết vấn đề ở mức độ 3 cũng tăng lên theo.

Nhận xét chung:

- Việc sử dụng BTST trong dạy học đã kích thích được khả năng tìm tịi, sáng tạo của HS mong muốn khám phá tri thức khoa học thông qua các hiện tượng thực tế từ BTST.

- Yếu tố mở và sáng tạo trong các BTST đã phần nào hạn chế tình trạng học tủ, học vẹt, giải bài tập một cách máy móc đang tồn tại ở đa số HS hiện nay.

- Các yêu cầu của BTST giúp các em tích cực suy nghĩ hơn, tranh luận nhiều hơn và cảm thấy tự tin hơn, mong muốn được sáng tạo.