THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TÌNH HUỐNG NHẰM RÈN LUYỆN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN – VẬT LÍ 10 THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT HUỲNH THÚC KHÁNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TÌNH HUỐNG NHẰM RÈN LUYỆN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN C

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT HUỲNH THÚC KHÁNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TÌNH HUỐNG NHẰM RÈN LUYỆN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG

CỦA VẬT RẮN – VẬT LÍ 10 THPT

Thực hiện Đinh Văn Tuấn

Võ Hồng Sơn

Nghệ An, tháng 4/2022

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Cuộc sống đang biến động và đổi thay không ngừng, lượng kiến thức mới của nhân loại tăng lên với tốc độ chóng mặt, trong khi đó thời gian học kiến thức mới trên ghế nhà trường rất hữu hạn Do đó để tiếp nhận được lượng kiến thức mới đồ

sộ của nhân loại, đòi hỏi mỗi cá nhân phải có năng lực tự học (NLTH) tốt mới có thể cập nhật được kịp thời lượng kiến thức mới của nhân loại Phát triển năng lực tự học trở thành yêu cầu cấp bách đối với tất cả các quốc gia, các tổ chức giáo dục và

các doanh nghiệp

Trong đổi mới giáo dục ở hầu khắp các nước trên thế giới, người ta rất quan tâm đến phát triển năng lực tự học cho học sinh thông qua các môn học, thể hiện rõ nét trong quan điểm trình bày kiến thức và phương pháp (PP) dạy học thông qua chương trình, sách giáo khoa Đặc biệt trong những năm gần đây, với sự bùng phát đại dịch Covid-19, nhiều quốc gia phải đóng cửa trường học thì năng lực tự học là yếu tố then chốt để người học vẫn có thể lĩnh hội kiến thức tốt khi không được đến trường

Ở Việt nam, nghị quyết số 29, Hội nghị Trung ương 8 khoá XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã nêu rõ các quan điểm, mục tiêu, nhiệm vụ và giải pháp, trong đó có nhấn mạnh: Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố

cơ bản của giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học

Ở trường phổ thông, có thể xem học Vật lí là học vận dụng sáng tạo kiến thức,

kĩ năng (KN), năng lực (NL) của người học để giải thích các hiện tượng thực tiễn liên quan đến thế giới quan thông qua đó phát triển ý tưởng nghiên cứu khoa học cho học sinh (HS) Dạy học Vật lí là tổ chức các hoạt động nhằm hình thành kiến thức, kĩ năng từ đó hình thành và phát triển các phẩm chất và năng lực (NL) cho học sinh Hơn nữa Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, mang tính đặc thù riêng của khoa học Vật lí nên chứa đựng nhiều tiềm năng để phát triển NL tự học cho học sinh Thực hiện chỉ đạo của Bộ Giáo dục và Đào tạo, trong thời gian qua, hoạt động dạy học Vật lí ở các trường phổ thông đã có nhiều đổi mới, đáp ứng phần nào các mục tiêu, nhiệm vụ đã đề ra Tuy nhiên, để thực sự hình thành và phát triển năng lực cho HS thì vẫn còn gặp rất nhiều khó khăn

Năm học 2021 – 2022 là một năm học rất đặc biệt, cả nước khai giảng online

từ các cháu mầm non đến những anh chị đại học Học sinh không thể đến trường vì đại dịch Covid–19 Các con phải học online, nội dung kiến thức phải giảm tải nhiều

Với tinh thần ngừng đến trường – không ngừng việc học, thì năng lực tự học được quan tâm hơn bao giờ hết

Trong chương trình Vật lí THPT, phần Cân bằng và chuyển động của vật rắn

có vị trí rất quan trọng Kiến thức và kĩ năng phần này có vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như trong kĩ thuật Những kiến thức của phần Cân bằng và chuyển động của vật rắn là nền tảng để các em hiểu rõ cân bằng của một vật rắn như cân bằng của các cây cầu, công trình, nhà xưởng, đồ vật … đó là nguyên lí để những công trình bền vững theo thời gian Qua phân tích cấu trúc, nội dung phần Cân bằng

và chuyển động của vật rắn kết hợp với thực tiễn dạy học của bản thân, chúng tôi thấy có thể phát triển năng lực tự học cho HS trong quá trình dạy học phần này

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu “Thiết kế và

sử dụng bài tập tình huống nhằm rèn luyện năng lực tự học cho học sinh trong dạy

học phần Cân bằng và chuyển động của vật rắn - Vật lí 10 THPT” nhằm tiếp cận

việc thực hiện mục tiêu của chương trình giáo dục phổ thông mới thực hiện từ năm

2022

PHẦN II: NỘI DUNG

1 CƠ SỞ LÝ LUẬN

1.1 Tình huống dạy học

Tình huống dạy học là đơn vị cấu trúc của bài học xây dựng kiến thức mới, chứa đựng mối liên hệ mục tiêu - nội dung - phương pháp

1.2 Bài tập tình huống dạy học

Bài tập tình huống (BTTH) là những tình huống xảy ra trong quá trình dạy -

học được cấu trúc dưới dạng bài tập

1 3 Dạy học bằng tình huống

Dạy học bằng tình huống là một phương pháp mà GV tổ chức cho HS xem xét, phân tích, nghiên cứu, thảo luận để tìm ra các phương án giải quyết cho các tình huống, qua đó mà đạt được các mục tiêu bài học đặt ra

1.4 Năng lực tự học

Theo Lê Công Triêm, NLTH là “khả năng tự mình tìm tòi, nhận thức và vận dụng kiến thức vào tình huống mới hoặc tương tự với chất lượng cao” NLTH, tự nghiên cứu tạo cho người học một sự sẵn sàng về tâm lí tiếp nhận Người học định hướng được nhu cầu học tập của mình; ý thức được yêu cầu của xã hội, cộng đồng đối với việc học tập Người học sẽ phấn đấu thỏa mãn nhu cầu nhận thức bằng thái

độ nghiêm túc học tập Trong đó, biểu hiện của NLTH nằm trong biểu hiện của năng lực tự chủ và tự học ở cấp trung học phổ thông như sau:

Bảng 1 Biểu hiện NLTH cấp trung học phổ thông theo Bộ GD-ĐT

Năng lực tự chủ

và tự học

Biểu hiện

Tự lực Luôn chủ động, tích cực thực hiện những công việc của bản

thân trong học tập và trong cuộc sống; biết giúp đỡ người sống ỷ lại vươn lên để có lối sống tự lực

Định hướng

nghề nghiệp

– Nhận thức được cá tính và giá trị sống của bản thân

– Nắm được những thông tin chính về thị trường lao động,

về yêu cầu và triển vọng của các ngành nghề

– Xác định được hướng phát triển phù hợp sau trung học phổ thông; lập được kế hoạch, lựa chọn học các môn học phù hợp với định hướng nghề nghiệp của bản thân

- Tự nhận ra và điều chỉnh được những sai sót, hạn chế của bản thân trong quá trình học tập; suy ngẫm cách học của mình, rút kinh nghiệm để có thể vận dụng vào các tình huống khác; biết

1.5 Đề xuất khung năng lực tự học trong môn Vật lí

NLTH được thể hiện qua việc chủ thể tự xác định đúng đắn động cơ học tập, có khả năng tự quản lí việc học, có thái độ tích cực trong các hoạt động, điều chỉnh khác

nhau có NLTH khác nhau Để hình thành và phát triển NLTH thì mỗi cá nhân phải

cơ, mục đích học tập

XD

HS xác định được mục đích, nội dung và cách thức tự học, hình thành ý thức về nhu cầu học tập; từ đó, xây dựng cho mình động cơ học tập đúng đắn Động cơ học tập tốt khiến HS tự giác học, có mục tiêu cụ thể rõ ràng,

tự thân học tập do niềm yêu thích của bản thân, để có thể tự học lâu dài và bền vững

Lập kế hoạch, điều chỉnh và thực hiện

kế hoạch học tập

LK

Để tự học có hiệu quả, điều quan trọng nhất là phải chọn đúng trọng tâm kiến thức, phải xác định nội dung chính, quan trọng nhất, có tác động trực tiếp đến mục đích

Thực hiện

kế hoạch

tự học

TK

Thu thập thông tin góp phần quan trọng trong quá trình

tự học Dưới sự hướng dẫn của giáo viên (GV) và sự

hỗ trợ của internet, HS có thể thu thập, xử lí và sử dụng được hiệu quả thông tin Xử lí thông tin sẽ giúp người học nâng cao sự hiểu biết; từ đó, có thể rút ra được các kết luận, các quy luật,… Bên cạnh đó, kĩ năng xử lí thông tin như kĩ năng phân tích, tổng hợp, so sánh và khái quát hóa kiến thức của HS được hình thành và phát triển

và điều

chỉnh tự học

DG

Kiểm tra, đánh giá là khâu quan trọng để đánh giá kết quả tự học của HS Để HS có thể tự đánh giá NLTH của bản thân; từ đó, tự điều chỉnh cách học và tự đổi mới phương pháp học đạt hiệu quả cao hơn

Sau khi

về nhà

Tự thực

hiện công việc được giao

CV

Để phát huy tối đa NLTH và thúc đẩy HS tận dụng thời gian tự học ở nhà, GV cần giao nhiệm vụ cụ thể cho HS Việc này cũng giúp HS định hướng được cụ thể các nhiệm vụ cần thực hiện tiếp theo Khi học ở nhà với máy tính có kết nối Internet, HS có thể truy cập để tìm kiếm thông tin liên quan đến nội dung mà GV giao nhiệm vụ và HS có thể trao đổi với GV qua mail; zalo,

… Khi thực hiện công việc được giao ở nhà tốt thì việc học trên lớp sẽ trở nên có hiệu quả hơn

Từ những phân tích trên, chúng tôi đã đề xuất Bảng đánh giá NLTH (bảng 3):

Bảng 3 Bảng đánh giá NLTH

TT Năng lực

thành tố

Kí hiệu

Chỉ số hành vi

DG 3 Đánh giá được kết quả của bản thân

DG 4 Đánh giá điều chỉnh được kế hoạch học tập

DG 5 Đánh giá qua phát biểu

Xây dựng hệ thống bài tập tình huống rèn luyện năng lực

tự học cho HS

Rèn luyện năng lực tự học cho HS bằng việc tổ chức giải

quyết các bài tập tình huống

Xác định năng lực cần rèn luyện cho HS

Nghiên cứu thực tiễn (Bài kiểm tra, phát biểu trả lời của

1 6 Các giải pháp rèn luyện năng lực tự học

- Để rèn luyện năng lực tự học cho HS có thể sử dụng hệ thống câu hỏi, bài tập nâng cao dần kĩ năng

- Sử dụng hệ thống BTTH có sắp xếp theo mục đích nâng cao dần kĩ năng

- Dạy học giải quyết vấn đề, dạy học dự án, …

Trong phạm vi của đề tài, tôi chỉ đề cập đến việc thiết kế và sử dụng bài tập tình huống nhằm rèn luyện năng lực tự học cho HS trong dạy học phần Cân bằng

Sơ đồ 1 Quy trình thiết kế BTTH và đưa BTTH vào rèn luyện năng lực tự học

* Kỹ thuật thiết kế bài tập tình huống phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Chọn nguồn thiết kế BTTH từ sản phẩm của HS (Câu hỏi xây dựng kiến thức mới và bài kiểm tra)

+ Chọn được các BTTH mà ở đó có thể rèn luyện được năng lực tự học cho

HS

+ Hình thức diễn đạt BTTH phải phù hợp

+ Biến đổi linh hoạt mức độ khó dễ của từng BTTH cho phù hợp với từng đối tượng HS Ở đây, chúng ta có thể thêm hay bớt dữ kiện của BTTH để làm tăng hay giảm độ khó của BTTH

2 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi tiến hành quan sát sư phạm, tham khảo giáo án, dự giờ, trao đổi ý kiến với một số GV, dùng phiếu thăm dò ý kiến của GV một số trường THPT của tỉnh Nghệ An nhằm thu thập số liệu cụ thể về thực trạng dạy - học vật lí ở trường THPT hiện nay

Qua kết quả điều tra, tôi nhận thấy đa số GV nhận thức được sự cần thiết của việc thiết kế BTTH để tổ chức các hoạt động học tập của HS Tuy nhiên, thực tế việc thiết kế và sử dụng BTTH trong dạy học vật lí chưa được GV quan tâm đúng mức, đặc biệt là rèn luyện năng lực tự học cho học sinh Hiện nay, đa số học sinh rất yếu năng lực tự học, chủ yếu đang chờ đợi sự hướng dẫn của giáo viên, một bộ phận không nhỏ các em học sinh đang ỷ lại sự hướng dẫn của thầy cô và chỉ học khi có

sự thúc ép của giáo viên

Thực tiễn nêu trên một lần nữa khẳng định việc thiết kế, bổ sung các BTTH

để vận dụng vào dạy học vật lí và việc rèn luyện năng lực tự học cho HS là điều rất cần thiết

3 THIẾT KẾ BÀI TẬP TÌNH HUỐNG ĐỂ RÈN LUYỆN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC PHẦN CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

3.1 Cấu trúc, nội dung phần Cân bằng và chuyển động của vật rắn

Trong chương trình Vật lí THPT, phần Cân bằng và chuyển động của vật rắn được trình bày khá lôgic và đầy đủ

Qua phân tích cấu trúc, nội dung tôi thấy một số nội dung ở các bài có thể

thiết kế BTTH để rèn luyện năng lực tự học cho HS

Bảng 4 Các bài có thể tổ chức dạy học để rèn luyện năng lực tự học cho HS

TT Tên bài học Nội dung thiết kế tình huống để rèn luyện

Năng lực tự học

1 Cân bằng của một vật chịu

tác dụng của hai lực và của

ba lực không song song

- Điều kiện cân bằng của vật

- Cách xác định trọng tâm của vật rắn mỏng, phẳng

- Quy tắc hợp lực hai lực có giá đồng quy

6 Ngẫu lực Khái niệm và tác dụng của ngẫu lực

3.2 Hệ thống các bài tập tình huống rèn luyện năng lực tự học cho HS trong dạy học phần Cân bằng và chuyển động của vật rắn ở trường THPT

Trên cơ sở phân tích mục tiêu, nội dung phần Cân bằng và chuyển động của vật

rắn, tôi thiết kế hệ thống BTTH để rèn luyện năng lực tự học cho HS Mỗi BTTH

đều có phần hướng dẫn gồm: Xác định các bài học liên quan (hay kiến thức nền hay kiến thức cơ bản) là cơ sở cho các câu hỏi hướng dẫn tự học; các câu hỏi hướng dẫn tự học và kết luận của bài tập Các BTTH là nguồn phương tiện giúp GV có thể vận dụng linh hoạt vào việc dạy bài mới, củng cố ôn tập hay kiểm tra đánh giá; đặc biệt sử dụng hiệu quả trong bồi dưỡng học sinh giỏi

Bài tập tình huống 1: (Sử dụng HDHS tự học bài mới/củng cố hay ôn tập về lực và

cân bằng lực)

Hình 3.1 ghi lại việc các bác thợ xây xác định

phương thẳng đứng khi đổ trụ nhà bằng dây dọi

(gồm một mẩu gạch buộc đầu một sợi dây) Em

hãy giải thích vì sao khi ngắm phương của trụ nhà

trùng với phương của dây dọi thì đảm bảo trụ là

- Nêu đặc điểm của trọng lực (chú ý phương của trọng lực)?

- Viên gạch chịu tác dụng của bao nhiêu lực và các lực này có mối quan hệ với

nhau như thế nào?

- Nêu đặc điểm của hai lực cân bằng?

+ Kết luận: Dựa vào phương của sợi dây để xác định phương thẳng đứng

Bài tập tình huống 2: (Sử dụng HDHS tự học bài mới/củng cố hay ôn tập về hợp

lực hai lực có giá đồng quy)

Hình 3.1 Cách xác định phương thẳng đứng

Một vật rắn chịu tác dụng của hai lực có giá đồng quy 𝐹⃗⃗⃗ và 𝐹1 ⃗⃗⃗⃗ như hình 3.2 2

Hai bạn Học và Hành tiến hành xác định hợp lực của chúng như sau:

- Bạn Học, đưa hai lực về chung gốc tại A rồi sau đó sử dụng quy tắc hình bình hành để xác định hợp lực (hình 3.2a)

- Bạn Hành, trượt hai lực trên giá của chúng về điểm đồng quy rồi sử dụng quy tắc hình bình hành để xác định hợp lực (Hình 3.2b)

Em hãy cho biết bạn nào thực hiện đúng? Vì sao?

Bài tập tình huống 3: (Sử dụng HD HS tự học bài mới/củng cố hay ôn tập về cân

bằng lực)

Cho một tấm bìa catton mỏng phẳng hình

dạng bất kì Em hãy đề xuất phương án để xác định

trọng tâm của tấm bìa bằng một sợi chỉ, một cái

thước, một cái đinh và một cái bút? Giải thích cách

làm đó?

Hướng dẫn:

+ Kiến thức cơ bản: Trọng lực; cân bằng của vật rắn

chịu tác dụng của hai lực

+ Câu hỏi HD tự học:

- Nêu các đặc điểm của trọng lực (chú ý đến điểm đặt của trọng lực)?

- Làm cách nào để xác định giá của trọng lực?

- Nếu hai giá của trọng lực giao nhau tại một điểm thì điểm đó có gì đặc biệt? + Kết luận: Giao giữa hai giá của trọng lực là trọng tâm của vật

Bài tập tình huống 4 (Sử dụng HD HS bài mới/củng cố hay ôn tập về mô men lực)

Các em hãy cùng làm một thí nghiệm nhỏ như hình 3.4 và trả lời các câu hỏi sau:

- Lực có tác dụng như thế nào mới làm cho cánh cửa quay và lực có tác dụng như thế nào không làm cánh cửa quay?

Hình 3.3 Tấm bìa catton

- Tại sao bạn Hoài lại thắng bạn Nam trong trình 3.4c? Có phải bạn Hoài khỏe hơn bạn Nam không? Nếu không thì vì lí do gì?

- Tác dụng quay của lực đối với trục quay phụ thuộc vào những đại lượng nào?

Hướng dẫn:

+ Kiến thức cơ bản: Mô men lực

+ Câu hỏi HD tự học: Đọc bài mô men lực

Bài tập tình huống 5: (Sử dụng HD HS bài mới/củng cố hay ôn tập về mô men

lực)

Ngồi sai tư thế khi học hoặc làm việc không chỉ ảnh hưởng đến thẩm mỹ mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của bạn Chúng ta có thể liệt kê một số tác hại của vệc ngồi học hay làm việc sai tư thế như: Ảnh hưởng xấu đến vóc dáng như gù lưng; ảnh hưởng xấu đến vai gáy; tác nhân lớn gây ra bệnh xương

khớp; v.v

Hình 3.5 mô tả về tư thế ngồi học đúng và sai Hãy dựa vào kiến thức vật lí,

em hãy giải thích tại sao ngồi sai tư thế lại có tác hại như vậy?

- Khi đó trọng lực của đầu hoặc phần thân trên sẽ có tác dụng như thế nào đối với cơ thể chúng ta?

- Nếu tình trạng ngồi sai tư thế như vậy kéo dài có giống với cái cây cảnh bị uốn cong lâu ngày hay không?

+ Kết luận: Ngồi sai tư thế rất ảnh hưởng đến sức khỏe Chúng ta phải chú ý ngồi đúng tư thế khi học bài và làm việc

Bài tập tình huống 6: (Sử dụng HD HS bài mới/củng cố hay ôn tập về hợp lực hai

lực song song cùng chiều)

Hình 3.4 ghi lại hình ảnh một

người mẹ đang gánh một em bé nặng

khoảng 12kg và một số bó sen nặng

khoảng 6kg Biết đòn gánh dài 1,4 m

Hỏi người mẹ phải phải đặt vai về phía

nào trên đòn gánh để gánh được thăng

bằng? Ta có thể xác định chính xác điểm

tiếp xúc giữa vai và đòn gánh không?

Nếu có em hãy xác định điểm đó?

- Người mẹ nên điều chỉnh đòn gánh về phía nào để gánh thăng bằng?

- Em hãy vận dụng công thức 19.1 để xác định điểm đặt của vai trên đòn gánh?

Bài tập tình hống 7: (Sử dụng HD HS bài mới/củng cố hay ôn tập về mô men lực

hoặc cân bằng của vật có mặt chân đế)

Hình 3.6 Mẹ con và hoa sen

Mời các em tham gia một trò chơi nhỏ như sau: Em hãy ngồi đúng tư thế như hình 3.7 với yêu cầu lưng luôn thẳng, cẳng chân và đùi vuông góc với nhau Không được đưa chân về phía sau, không được cúi người về phía trước, giữ

nguyên tư thế và đứng dậy Hãy giải thích tại sao chúng ta không thể đứng dậy được với tư thế này?

- Điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế là gì?

+ Kết luận: Không thể đứng dậy khi giữ nguyên trạng thái này được vì khi đứng dậy thì giá của trọng lực không đi qua mặt chân đế

Hình 3.7