Chỳng tụi tiến hành tỡm hiểu:
- Thực trạng thiết bị, cơ sở vật chất (đặc biệt quan tõm đến trang thiết bị trong phũng thớ nghiệm phục vụ bộ mụn Vật lý và phũng mỏy tớnh) và phong trào chung của nhà trƣờng.
- Tỡnh hỡnh dạy: Tỡm hiểu cỏc phƣơng phỏp dạy học chủ yếu mà giỏo viờn sử dụng, việc sử dụng cỏc phƣơng tiện dạy học khi dạy chƣơng dao động cơ.
- Tỡnh hỡnh học tập của học sinh: tỡm hiểu tỡnh hỡnh học tập ở trờn lớp và ở nhà; những khú khăn, sai lầm phổ biến của học sinh trong quỏ trỡnh học tập chƣơng này.
- Tỡm hiểu thực trạng của việc ứng dụng tin học vào dạy và học cỏc mụn học.
- Tỡm hiểu khả năng sử dụng mỏy tớnh, truy cập internet của giỏo viờn và học sinh.
- Gặp gỡ lónh đạo nhà trƣờng, tham quan phũng thớ nghiệm, phũng mỏy tớnh của nhà trƣờng.
- Dự giờ, gặp và trao đổi với tổ bộ mụn và giỏo viờn bộ mụn
- Quan sỏt học sinh học trờn lớp và gặp gỡ, trao đổi với một số học sinh.
- Tổng kết, phõn tớch số liệu trong sổ đăng kớ dạy học bằng mỏy chiếu, thiết bị thớ nghiệm.
2.1.3. Kết quả điều tra tỡm hiểu
Qua tỡm hiểu chỳng tụi thấy:
- Trƣờng THPT Quốc Oai là một trƣờng cụng lập, đƣợc thành lập năm 1962, cú cơ sở vật chất tƣơng đối đầy đủ, cú truyền thống dạy và học tốt. Đội ngũ giỏo viờn giảng dạy cú nhiều kinh nghiệm, kết hợp với đội ngũ giỏo viờn trẻ nhiệt tỡnh, năng động.
- Hệ thống phũng thớ nghiệm đƣợc trang bị tƣơng đối đầy đủ
+ Phũng thớ nghiệm Vật lý: hàng năm đƣợc cung cấp đầy đủ cỏc bộ thớ nghiệm phục vụ dạy và học. Xong, phũng thớ nghiệm cũn chật hẹp, thiết bị thớ nghiệm chƣa đƣợc bảo quản tốt.
+ Phũng thực hành mỏy tớnh: gồm 2 phũng, mỗi phũng cú 24 mỏy tớnh, tất cả cỏc mỏy đều đƣợc nối mạng.
- Về hoạt động dạy của giỏo viờn: qua tỡm hiểu cho kết quả:
+ Hầu hết cỏc bộ mụn, giỏo viờn đều cú sử dụng mỏy chiếu để hỗ trợ việc dạy học, đặc biệt là giỏo viờn ở bộ mụn Sinh học và Vật lý. Nhƣng đối với chƣơng “Động học chất điểm” chƣơng trỡnh vật lý 10 thỡ hầu hết giỏo viờn dạy theo phƣơng phỏp thuyết trỡnh, giỏo viờn thƣờng là ngƣời nờu vấn đề sau đú thuyết trỡnh theo trỡnh tự nội dung sỏch giỏo khoa.
+ Giảng dạy và học tập bộ mụn Vật lý cần phải cú thớ nghiệm và rốn luyện cho học sinh phƣơng phỏp thực nghiệm. Tuy nhiờn khi dạy phần này,
giỏo viờn chỉ mụ tả thớ nghiệm bằng hỡnh vẽ hoặc mụ tả cỏc hiện tƣợng dƣới hỡnh thức “kể chuyện” theo trỡnh tự SGK đó trỡnh bày.
- Về học tập của học sinh: Qua trao đổi với một số học sinh và theo dừi trong một số tiết học cho thấy:
+ Trong giờ học: học sinh chủ yếu là ngƣời nghe thầy, cụ giảng giải, cỏc cõu phỏt biểu trong giờ học phần lớn là những cõu cú nội dung nặng về tỏi tạo. Việc vận dụng kinh nghiệm, kiến thức đó cú để xõy dựng bài hầu nhƣ rất hiếm.
+ Về kĩ năng: học sinh thƣờng tỏ ra lỳng tỳng khi cần phải trỡnh bày cỏc vấn đề, biểu hiện ở chỗ dựng từ ngữ khụng chuẩn xỏc, chƣa đỳng nghĩa hoặc cõu trỡnh bày khụng đỳng ngữ phỏp; đặc biệt học sinh e ngại bộc lộ quan điểm riờng trƣớc một vấn đề cần phải lựa chọn.
Khi học chƣơng dao động cơ, học sinh thƣờng nhầm lẫn khi phõn biệt cỏc khỏi niệm nhƣ: dao động tuần hoàn và dao động điều hũa. Đặc biệt, cỏc em khụng hiểu hoặc khụng nắm đƣợc đầy đủ ý nghĩa vật lý của khỏi niệm (vớ dụ: khỏi niệm độ dời, vận tốc trung bỡnh, vận tốc tức thời, gia tốc, gia tốc tức thời,…).
+ Cỏch học của phần đụng cỏc em là thuộc lũng, học sinh thƣờng tiếp thu bài một cỏch thụ động, ớt động nóo và ớt cú cơ hội đƣợc tham gia vào cỏc hoạt động tớch cực, tự lực chiếm lĩnh kiến thức.
Túm lại, qua tỡm hiểu tỡnh hỡnh dạy học chƣơng “Động học chất điểm” tại trƣờng phổ thụng cho thấy những vấn đề sau:
- Về trang thiết bị thớ nghiệm cần dựng để dạy học phần : “Động học chất điểm" khụng nhiều.
- Phƣơng phỏp đƣợc sử dụng trong phần này nặng về việc thụng bỏo, giảng giải từ phớa giỏo viờn.
- Việc tổ chức hoạt động học tập, thảo luận nhúm của học sinh, giỳp học sinh tớch cực, tự lực sỏng tạo tham gia xõy dựng bài hoàn toàn chƣa đƣợc chỳ ý.
- Kiến thức học sinh nắm đƣợc chủ yếu thụng qua hoạt động ghi nhớ, làm bài tập.
- Việc ứng dụng mỏy tớnh và cỏc tớnh năng đa phƣơng tiện để dạy học cỏc bộ mụn và phỏt huy tớnh tự lực, tớch cực học tập của học sinh nhất là vật lý cũn hạn chế và chƣa đồng đều do cỏc vấn đề về trang bị CSVC, về khả năng tin học của giỏo viờn và học sinh. Hệ thống mỏy tớnh chỉ dựng vào dạy bộ mụn tin học nhƣ là một mụn dạy nghề.
- Việc sử dụng mỏy tớnh của học sinh chỉ dựng để soạn thảo, hoặc lập trỡnh cỏc bài toỏn mang tớnh tƣ duy về tin học, chơi trũ chơi điện tử. Internet chỉ dựng để giải trớ.
2.2. Phõn tớch nội dung kiến thức phần “Động học chất điểm” chƣơng trỡnh Vật lớ 10 Nõng cao
2.2.1. Vị trớ chương “Động học chất điểm” trong chương trỡnh Vật lớ 10
Nhiệm vụ quan nhất của cơ học là nghiờn cứu cỏch xỏc định vị trớ của một vạt ở những thời điểm khỏc nhau. Cần phải xỏc định trạng thỏi ban đầu cua vật (vị trớ ban đầu, vận tốc ban đầu), những yếu tố ảnh hƣởng đến chuyển động của vật và những định luật chi phối chuyển động.
Trong mỗi dạng chuyển động, cả động học và động lực học, theo cỏc trỡnh tự nghiờn cứu nhƣ sau:
- Chuyển động thẳng đều (xột về động học)
- Chuyển động thẳng biến đổi đều (xột về động lực học)
- Động lực học của chuyển động thẳng (xột về cả động học và động lực học)
- Dao động và súng (Xột về cả động học và động lực học) - Chuyển động cua chất lỏng và chất khớ.
Phần tĩnh học của vật rắn đƣợc lồng vào động lực học của chuyển động thẳng, nhƣ thế học sinh sớm hiểu đƣợc khỏi niệm lực và phƣơng phỏp đo lực.
Phần cụng và năng lƣợng đƣợc đƣa vào phần động lực học của chuyển động thẳng, cỏc dạng chuyển động tiếp theo đƣợc xột theo hai phƣơng phỏp: Động lực học và năng lƣợng.
2.2.2. Chuẩn kiến thức, kĩ năng
Theo hƣớng dẫn của Bộ Giỏo dục và Đào tạo, chuẩn kiến thức, kĩ năng của phần “Động học chất điểm” nhƣ sau:
* Nờu đƣợc cỏc khỏi niệm: chuyển động cơ, chất điểm, quỹ đạo chuyển động của chất điểm, chuyển động tịnh tiến.
* Biết cỏch xỏc định vị trớ của chất điểm trong hệ toạ độ.
* Nờu đƣợc khỏi niệm độ dời, từ đú phõn biệt đƣợc độ dời với quóng đƣờng đi đƣợc, vận tốc trung bỡnh và tốc độ trung bỡnh.
* Biết cỏch xỏc định vộc tơ vận tốc tức thời tại một thời điểm trờn quỹ đạo.
* Nờu đƣợc định nghĩa, viết đƣợc phƣơng trỡnh chuyển động thẳng đều, biết cỏch vẽ đồ thị toạ độ, đồ thị vận tốc trong chuyển động thẳng đều.
* Viết đƣợc biểu thức tớnh gia tốc, nờu đƣợc đặc điểm của vộc tơ gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều và thẳng chậm dần đều.
* Viết đƣợc cụng thức tớnh vận tốc, phƣơng trỡnh chuyển động của chuyển động thẳng biến đổi đều. Vẽ đƣợc đồ thị vận tốc, đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng biến đổi đều.
* Viết đƣợc cụng thức liờn hệ giữa vận tốc, gia tốc và độ dời.
* Nờu đƣợc định nghĩa về sự rơi tự do, phƣơng chiều và tớnh chất của chuyển động rơi tự do; biết cỏch đo gia tốc rơi tự do, giỏ trị của gia tốc rơi tự do.
* Vận dụng đƣợc cỏc cụng thức và cỏc phƣơng trỡnh cú liờn quan về chuyển động thẳng đều và thẳng biến đổi đều để giải cỏc bài tập về chuyển động.
* Nờu đƣợc đặc điểm của vộc tơ vận tốc trong chuyển động cong và chuyển động trũn đều. Viết đƣợc biểu thức tớnh tốc độ gúc; biểu thức chu kỳ, tần số trong chuyển động trũn đều; liờn hệ giữa tốc độ dài,tốc độ gúc và chu kỳ quay hay tần số.
* Nờu đƣợc đặc điểm của vộc tơ gia tốc trong chuyển động trũn đều. Vận dụng để giải một số bài toỏn đơn giản về chuyển động trũn đều.
* Viết và vận dụng đƣợc cụng thức cộng vận tốc.
* Nắm đƣợc quy trỡnh thực hiện một thớ nghiệm đơn giản của vật lý; biết cỏch đo cỏc đại lƣợng vật lý cơ bản; bƣớc đầu biết cỏch xử lý cỏc kết quả đo lƣờng bằng đồ thị và tớnh số.
Sơ đồ biểu đạt Logic của quỏ trỡnh nhận thức khoa học chƣơng “Động học chất điểm” Xem xột hiện tƣợng trong cỏc vật cú thể thay đổi vị trớ trong khụng gian đƣa ra định nghĩa chuyện
động cơ học (1)
Giới hạn việc xem xột chuyển động của vật cú kớch thƣớc rất nhỏ so với cỏc khoảng cỏch cần xem xột, đƣa ra khỏi niệm chất điểm (2)
Để núi vật cú chuyển động hay khụng thỡ phải theo dừi vị trớ của vật theo thời gian và xỏc định vật dựng làm mốc là vật nào. Từ đú đƣa ra khỏi niệm hệ qui chiếu(3) và khỏi niệm tớnh tƣơng đối của chuyển động.
Xột hỡnh ảnh tạo bởi tập hợp cỏc vị trớ liờn tiếp của vật chuyển động trong khoảng thời gian nào đú dẫn tới hỡnh thành cỏc định nghĩa: Quĩ đạo (4), Quóng đƣờng đi đƣợc (5), Chuyển động thẳng (12), Chuyển động trũn (13).
Để biểu diễn sự thay đổi vị trớ của vật từ thời điểm t1 (ở điểm M1) tới vị trớ ở thời điểm t2 (ở vị trớ M2) hỡnh thành khỏi niệm vecto độ dời (6).
Kinh nghiệm đời sống cho thấy chất điểm cú thể chuyển động nhanh chậm khỏc nhau, để đặc trƣng cho mức độ nhanh chậm của chuyển động trong một khoảng thời gian, đƣa ra định nghĩa tốc độ trung bỡnh trong khoảng thời gian đú (hoặc trờn quóng đƣờng nào đú) (7).
Để xỏc định mức độ nhanh chậm của chuyển động tại từng thời điểm, đƣa ra định nghĩa tốc độ tức thời (7)
Để biểu thị cả phƣơng chiều và mức độ nhanh chậm của chuyển động tại từng thời điểm, đƣa ra định nghĩa vận tốc tức thời (8)
Căn cứ vào đặc điểm của vận tốc tức thời trong từng trƣờng hợp đƣa ra cỏc định nghĩa: Chuyển động thẳng đều (14); Chuyển động thẳng biến đổi đều (15); Chuyển động trũn đều (13); đặc điểm vận tốc trong chuyển động trũn đều (24); tốc độ gúc (25); Chu kỡ (26); quan hệ giữa tốc độ gúc và chu kỡ.
Trờn cơ sở xem xột cỏc chuyển động cú vecto vận tốc biến đổi; để đặc trƣng cho sự biến đổi nhanh, chậm của vecto vận tốc tại mỗi thời điểm đƣa ra khỏi niệm gia tốc tức thời (9).
Căn cứ theo đặc điểm của gia tốc của chất điểm trong trƣờng hợp đƣa ra định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi đều (15), chuyển động nhanh dần đều (20), chuyển động thẳng chậm dần đều (21).
Cụng thức liờn hệ giữa gia tốc, vận tốc và quóng đƣờng. Xột mối quan hệ
giữa cỏc vận tốc của chất điểm ở hai hệ qui chiếu chuyển động đối với nhau, xõy dựng đƣợc cụng thức cộng vận tốc (11)
13 12 23
v v v
Từ biểu thức định nghĩa vận tốc lập cụng thức xỏc định độ dời trong chuyển động thẳng đều, từ đú rỳt ra cỏch xỏc định độ dời dựa vào đồ thị vận tốc của CĐ thẳng đều x-x0=vt và lập phƣơng trỡnh chuyển động thẳng đều (17)
Vận dụng cỏch xỏc định độ dời trong chuyển động thẳng đều, dựa vào đồ thị suy ra cỏch đƣa vào đồ thị vận tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều xỏc định độ dời trong khoảng thời gian nào đú nhờ việc tớnh tổng cỏc độ dời trong cỏc khảng thời gian t nhở liờn tiếp (Mà độ dời trong khoảng thời gian t nhỏ nào đú cú thể xỏc định bằng diện tớch hỡnh chữ nhật nhƣ trong chuyển động thẳng đều). Từ đú lập phƣơng trỡnh chuyển động của chuyển động thẳng biến đổi đều: x-x0=diện tớch hỡnh giới hạn bởi đồ thị vận tốc v=v0t+1/2at2 (19)
Xỏc định phƣơng chiều và độ lớn của vecto gia tốc trong chuyển động trũn đều (27)
2.3.2. Qui trỡnh thiết kế bài giảng điện tử
Chỳng tụi thiết kế BGĐT theo cỏc bƣớc sau:
Bƣớc 1: Thiết kế nội dung của BGĐT phần “Động học chất điểm”. trog đú cú thiết kế nội dung bài học, ụn tập, kiểm tra.
Bƣớc 2: Đúng gúi thành đĩa CD
Bƣớc 3: Vận hành thử (tiến hành dạy thực nghiệm) Bƣớc 4: Đỏnh giỏ, cải tiến, điều chỉnh
2.3.2.1. Thiết kế nội dung BGĐT – Động học chất điểm
+ Thiết kế bài học: Để việc xõy dựng đƣợc dễ dàng, bạn nờn cài phần mềm: Microsoft office, Crocodile
Để xõy dựng hệ thống bài giảng điện tử hỗ trợ dạy – học phần “Động học chất điểm”, trƣớc hết chỳng tụi tiến hành phõn tớch nội dung từng bài học cụ thể, xõy dựng những mục tiờu mà học sinh cần đạt đƣợc sau mỗi bài học và đƣa ra những định hƣớng cho học sinh tự xõy dựng kiến thức. Đồng thời dựa trờn kiến thức trọng tõm, chỳng tụi tiến hành phõ loại bài tập theo cỏc dạng cụ thể để học sinh ụn tập. Kết hợp với kết quả điều tra chỳng tụi phõn tớch những khú khăn và sai lầm mà học sinh thƣờng mắc phải, từ đú đƣa ra biện phỏp khắc phục.
Dƣới đõy là từng bài cụ thể:
* THIẾT KẾ TIẾN TRèNH DẠY HỌC BÀI 1: CHUYỂN ĐỘNG CƠ
1. XÁC ĐỊNH CÁC ĐƠN VỊ KIẾN THỨC CẦN XÂY DỰNG
a. Khỏi niệm chuyển động cơ, chất điểm, quỹ đạo của chất điểm. b. Xỏc định vị trớ, thời gian, hệ qui chiếu của chất điểm.
c. Chuyển động tịnh tiến là gỡ.
2. LẬP SƠ ĐỒ TIẾN TRèNH KHOA HỌC XÂY DỰNG KIẾN THỨC
a. Khỏi niệm chuyển động cơ - Cõu hỏi: chuyển động cơ là gỡ?
- Tiến trỡnh nhận thức:
+ Cõu hỏi đặt ra là chuyển động cơ là gỡ?
+ Lấy một số vớ dụ về chuyển động cơ, rỳt ra cỏc đặc điểm nhận biết rồi rỳt ra kết luận. (Sơ đồ 2.1)
b. Xỏc định vị trớ, thời gian, hệ qui chiếu của chất điểm
- Cõu hỏi: Làm thế nào xỏc định đƣợc vị trớ, thời gian, hệ qui chiếu của chất điểm?
- Kết luận:
Ngƣời đi bộ, xe chạy trờn đƣờng đƣợc gọi là chuyển động cơ.
Chuyển động cơ là gỡ?
VD: Ngƣời ngồi trờn oto chuyển động so với cõy bờn đƣờng, đứng yờn so với xe oto.
- Để nghiờn cứu chuyển động ta phải chọn một vật làm vật mốc
Ngƣời chuyển động so với cõy bờn đƣờng vỡ cú sự thay đổi khoảng cỏch giữa ngƣời và cõy Ngƣời đứng yờn so với xe vỡ ngƣời và xe khụng cú sự dời chỗ.
- Chuyển động cơ là sự dời chỗ của vật theo thời gian. - Chuyển động cơ cú tớnh tƣơng đối.
- Thụng thƣờng ta lấy một vật gắn với Trỏi Đất làm vật mốc.
- Kớch thƣớc của vật rất nhỏ so với quóng đƣờng chuyển động thỡ vật đƣợc coi là chất điểm.
- Khi chuyển động, chất điểm vạch một đƣờng trong khụng gian gọi là quĩ đạo.
+ Để xỏc định vị trớ của một chất điểm, ngƣời ta chọn một vật mốc, gắn vào đú một hệ tọa độ, vị trớ của điểm đƣợc xỏc định bằng tọa độ của nú trong hệ tọa độ này.
+ Để xỏc định khoảng thời gian vật chuyển động ngƣời ta dựng đồng hồ.
+ Một vật mốc gắn với một hệ tọa độ và một gốc thời gian cựng một đồng hồ hợp thành một hệ qui chiếu.
- Tiến trỡnh nhận thức:
+ Cõu hỏi đặt ra là: Xỏc định vị trớ, thời gian, hệ qui chiếu của chất điểm như thế nào ?
+ Phƣơng ỏn:
Xột chuyển động của một oto chạy trờn con đƣờng thẳng. Để đơn giản ta coi oto là chất điểm M, con đƣờng là một đƣờng thẳng Ox, O là vật mốc trờn đƣờng.
Vị trớ của oto là tọa độ của của nú trờn hệ tọa độ Ox: xOM
Tƣơng tự, xỏc định đƣợc khoảng thời gian chất điểm chuyển động bằng một đồng hồ và gốc thời gian. Ta thƣờng chọn gốc thời gian là lỳc chất điểm bắt đầu chuyển động.