8. Cấu trúc của luận văn
3.2.3. Tiến hành dạy học bài tập trên cơ sở điềukhiển và tự điềukhiển
khiển cho một bài tập cụ thể
O
P1
Đối với quá trình dạy học bài tập xác định trọng tâm của vật rắn, GV - tác nhân điều khiển sƣ phạm phải xác định rõ đâu là hoạt động HS có thể tự làm và đâu là cái cần cung cấp cho họ. Những hoạt động HS có thể tự làm thì GV chỉ cần hƣớng dẫn hợp lý sau đó chuyển giao cho họ.
Để gợi mở đƣợc cho HS, ngƣời GV cần chuẩn bị từ trƣớc một hệ thống câu hỏi có tính khoa học (gọi là các lệnh).
Trong quá trình DH bài tập, dựa vào diễn biến nhận thức cụ thể của HS mà GV có thể "tung" ra một câu hỏi "phát lệnh tƣ duy" vào thời điểm thích hợp kích thích lên não bộ của ngƣời học. Từ đó định hƣớng cho HS có thể tự tƣ duy tiếp để tiệm cận dần với mục tiêu bài tập đặt ra.
Hoạt động tự điều khiển nhận thức của HS trong quá trình giải BT là đặc biệt quan trọng, hơn cả đối với quá trình học bài mới. Vì bài tập chính là một hình thức làm việc tự lực cao của HS. Nói chung, một số HS sẽ tự tái hiện lại những kiến thức đã biết cùng với nội dung của BT trong đầu thành một hệ thống chữ viết hoặc lời nói hoặc hình ảnh. Một số HS khác thì viết ra giấy tất cả những thông tin cũ và mới đó để dễ quan sát. Và cho dù tái hiện dƣới dạng nào, thì việc HS cần làm là tìm ra tất cả những mối liên hệ giữa các thông tin đó (nhờ bộ máy học). Chỉ khi thông tin đƣợc đầy đủ và các mối liên hệ đƣợc xác lập thì trong não ngƣời học mới có thể diễn ra quá trình đồng hóa thông tin để cho ra lời giải.
Điều này có thể giải thích tại sao với mỗi bài tập, số HS này thì giải ra còn số khác thì không. Một trong những nguyên nhân cơ bản là một số không tái hiện lại kiến thức và tập hợp chúng trong đầu, thậm chí một số HS không biết đƣợc là có và cần thực hiện thao tác này. Một số có tái hiện nhƣng không tìm hoặc không tìm đƣợc mối liên hệ bản chất giữa các kiến thức nên không đồng nhất đƣợc chúng. Do đó GV cần phải hƣớng dẫn các
em thực hiện lần lƣợt từng thao tác đó theo đúng quy trình điều khiển nhận thức mới giúp các em giải quyết đƣợc bài tập.
Bên cạnh đó, một số HS lại bị hổng kiến thức do không thuộc bài cũ. Đây là lỗi thiếu dữ kiện "đầu vào" đối với việc giải một bài tập mới. GV cần yêu cầu HS ôn tập, củng cố lại hoặc hƣớng dẫn HS tự tìm lại kiến thức ban đầu. GV cũng cần chú ý sự tƣơng tác của môi trƣờng có ảnh hƣởng quan trọng tới quá trình dạy học bài tập (quá trình điều khiển của GV và tự điều khiển của HS). Ví dụ yếu tố thời gian, không khí lớp học, trình độ và uy tín của GV…
Minh họa tất cả những quan điểm trên bằng bài soạn giảng bài tập sau (theo quan điểm điều khiển)
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên tắc dạy học theo quan điểm điều khiển
Đề bài: Hãy xác định trọng tâm của 1 bản mỏng, phẳng đồng chất hình tròn đƣờng kính 2R bị khoét mất một phần hình tròn đƣờng kính R nhƣ hình vẽ.
Chuẩn bị:
Các kiến thức xuất phát của HS nhƣ đã nêu. GV mở rộng cho HS qui tắc hợp lực song song ngƣợc chiều.
Tóm tắt:
Xác định mục tiêu bài tập:
Xác định đƣợc trọng tâm của các loại bản mỏng, phẳng, đồng chất, hình tròn.
Xác định đƣợc điểm đặt, phƣơng, chiều của véctơ trọng lực tác dụng lên các bản tròn nói trên.
O O1
GT Bản tròn (O,R) Phần bị khoét (O1, 2 R ) KL VÞ trÝ träng t©m phÇn cßn l¹i G? MT ND ND HĐHS KT/ĐG HĐGV
Viết đƣợc công thức độ lớn của trọng lực đối với các bản mỏng, phẳng, tròn, đồng chất.
Xác định đƣợc biểu thức quan hệ giữa véctơ trọng lực của bản còn lại với 2 véctơ trọng lực đã biết.
Xác định đƣợc vị trí của trọng tâm G dựa vào qui tắc hợp lực song song ngƣợc chiều.
Phƣơng pháp dạy học thông qua hoạt động SP của GV và hoạt động nhận thức của HS:
Hoạt động 1:
GV phát lệnh 1:
Nêu cách xác định trọng tâm của bản tròn lớn (khi chƣa khoét) và phần bản tròn nhỏ bị khoét đi?
HS thực hiện hoạt động 1:
Bản mỏng, phẳng, đồng chất thì trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của nó.
Vậy trọng tâm của bản tròn khi chƣa khoét ở O, trọng tâm của bản tròn bị khoét đi ở O1.
Hoạt động 2:
GV phát lệnh 2:
Xác định điểm đặt, phƣơng, chiều của véctơ trọng lực tác dụng lên các bản tròn nói trên.
HS thực hiện lệnh 2:
Trọng lực của bản tròn lớn đặt tại tâm O của bản, phƣơng thẳng đứng, chiều từ trên xuống dƣới.
Trọng lực của bản tròn bị khoét đi đặt tại tâm O1 của bản, phƣơng thẳng đứng, chiều từ trên xuống dƣới.
Hoạt động 3:
Giả sự trọng lƣợng riêng theo đơn vị diện tích của bản là (kg/m2) viết công thức độ lớn trọng lực của 2 bản tròn trên?
HS thực hiện lệnh:
Diện tích bản tròn lớn S = .R2, vậy trọng lực của bản: P =..R2 Diện tích bản tròn nhỏ S1 = . 2 2 R , Vậy trọng lực của bản P1 = . 4 .R2 Hoạt động 4: GV phát lệnh 4:
Trọng lực của phần còn lại sau khi khoét quan hệ nhƣ thế nào với trọng lực của 2 bản tròn ở trên ?
HS thực hiện lệnh 4:
Bản nhỏ hợp với phần còn lại đƣợc bản lớn. Vậy trọng lực P1 của bản nhỏ tổng hợp với trọng lực P2 của phần còn lại đƣợc trọng lực P của bản lớn: P1+P2=P
Suy ra: P2= P - P1 (*)
Hoạt động 5:
GV phát lệnh 5:
Xác định véctơ P2 (điểm đặt, phƣơng, chiều) của phần bản còn lại?
HS thực hiện lệnh 5: Từ (*) P2=P +(-P1)
Biểu diễn P và (-P1) (véctơ đối của P1)
O
P1
P
Theo qui tắc hợp lực song song ngƣợc chiều: giá của P2 chia ngoài khoảng cách 2 giá của P và (-P1) thành 2 đoạn và d1 thỏa mãn hệ thức
4 1 4 2 2 2 1 1 R R P P d d d1 = 4d (**)
Vậy véctơ P2 nằm bên trái véctơ P và thỏa mãn (**)
Hoạt động 6:
GV phát lệnh 6:
Xác định vị trí trọng tâm G của phần bản còn lại? HS thực hiện lệnh 6:
G phải nằm trên đƣờng thẳng OO1 vì đây là trục đối xứng của phần bản còn lại.
Do các véctơ trọng lực song song với nhau nên khoảng cách giữa 2 giá của lực cũng chính bằng khoảng cách giữa 2 điểm đặt của lực:
GO1 =4GO.
Mà GO1 =GO + OO1 OO1 = 3GO
Chia OO1 làm 3 phần bằng nhau a. Từ O lấy sang trái trên đƣờng thẳng OO1 một đoạn đúng bằng a thì ta đƣợc điểm G cần tìm.
Các thông tin phản hồi (liên hệ ngược) có thể thu được:
HS: Nếu vật mỏng phẳng nhƣng không đối xứng thì xác định trọng tâm nhƣ thế nào?
GV (cùng HS): xem lại phần "phƣơng pháp thực nghiệm xác định trọng tâm của vật mỏng phẳng" (có thể thấy HS này chƣa thuộc bài cũ).
HS : xác định trọng tâm của vật mỏng nhƣng không phẳng (gồ ghề) nhƣ thế nào?
GV: Ta có thể chia vật thành những phần nhỏ hơn đảm bảo mỏng và phẳng. Xác định trọng lực của từng phần đó. Cuối cùng tổng hợp lại để đƣợc trọng lực từ đó suy ra trọng tâm của cả vật.
HS: thực hiện phép trừ 2 véctơ nhƣ thế nào?
GV: có thể biến đổi phép trừ 2 véctơ thành phép cộng với véctơ đối của nó cho đơn giản.
Kiểm tra - đánh giá, kiểm chứng mức độ đạt được mục tiêu và chiếm lĩnh nội dung của HS:
Các tiêu chí đánh giá theo mục tiêu: Mục tiêu bậc 1:
Nêu đƣợc vị trí trọng tâm của vật rắn mỏng, phẳng, đồng chất, đối xứng.
Nêu đƣợc phƣơng pháp thực nghiệm xác định trọng tâm của vật rắn mỏng phẳng.
Phát biểu đƣợc qui tắc hợp lực song song cùng chiều, ngƣợc chiều. Mục tiêu bậc 2:
Xác định đƣợc trọng tâm của các vật đối xứng, mỏng.
Xác lập đƣợc mối liên hệ giữa các véctơ trọng lực của các phần bản mỏng với nhau.
Biến đổi đƣợc từ phép trừ véctơ lực sang phép cộng véctơ lực để có thể vận dụng qui tắc hợp lực song song.
Vận dụng đƣợc qui tắc hợp lực song song ngƣợc chiều để tìm hợp lực của 2 véctơ P và (-P1)
Cách thức KT/ĐG kết quả nhận thức kỹ năng Kiểm tra vấn đáp
Kiểm tra viết (soạn đề kiểm tra) Trả lời câu hỏi.
Làm bài tập cùng dạng (bài tƣơng tự, bài mở rộng, bài tăng độ khó).