- Cân bằng lực, moment lực- Khối lượng riêng, áp suất chất lỏng - Công và năng lượngCông, năng lượng, công suất - Động năng và thế năng - Công suất và hiệu suất - Định nghĩa động lượng -
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
-
-TRẦN THỊ MINH HẰNG
BÀI KIỂM TRA GIỮA HỌC PHẦN
Chuyên ngành: Lí luận và PPDH bộ môn Vật lí
MÔN HỌC NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH VẬT Lí
Hà Nội, 2021
Trang 2NỘI DUNG CẦN TRÌNH BÀY
Phân tích mạch logic kiến thức của chương trình vật lí của 1 lớp theo chương trình
2018, sao cho thỏa mãn các yêu cầu như sau
1 Vẽ sơ đồ mind-map biểu diễn mạch kiến thức của chương trình
2 Mô tả mạch logic kiến thức tổng thể của chương trình Nêu các ưu điểm, nhượcđiểm mạch kiến thức trong chương trình Đề xuất giải pháp khắc phục các nhược điểm đótrong thực tế dạy học
3 Mô tả mạch logic kiến thức của từng nội dung Nêu các ưu điểm và nhược điểmcủa từng mạch nội dung đó Đề xuất giải pháp khắc phục các nhược điểm đó trong thực tếdạy học
1
Trang 3TRÌNH BÀY NỘI DUNG
1 Vẽ sơ đồ mind-map biểu diễn mạch kiến thức của chương trình.
(Chú thích: các nội dung cùng chương sẽ được đánh dấu cùng màu)
2 Mô tả mạch logic kiến thức tổng thể của chương trình Nêu các ưu điểm, nhược điểm mạch kiến thức trong chương trình Đề xuất giải pháp khắc phục các nhược điểm đó trong thực tế dạy học.
2.1 Mô tả mạch kiến thức tổng thể của chương trình.
Mạch kiến thức của chương trình lớp 10 tập trung chủ yếu tập trung vào phần cơ học và một số chuyên đề
Trang 4- Cân bằng lực, moment lực
- Khối lượng riêng, áp suất chất lỏng
- Công và năng lượngCông, năng lượng, công suất - Động năng và thế năng
- Công suất và hiệu suất
- Định nghĩa động lượng
- Động lượng và va chạm
Chuyển động tròn đều - Động học của chuyển động tròn đều
- Gia tốc hướng tâm và lực hướng tâm
- Biến dạng kéo và biến dạng nénBiến dạng vật rắn - Đặc tính của lò xo
- Định luật Hooke
- Sơ lược về sự phát triển của vật lí học
Vật lí trong một số ngành - Giới thiệu các lĩnh vực nghiên cứu trong
vật lí họcnghề
- Giới thiệu các ứng dụng của vật lí trongmột số ngành nghề
Một số
- Xác định phương hướngchuyên đề
- Đặc điểm chuyển động nhìn thấy củaTrái Đất và bầu trời
một số thiên thể trên nền trời sao
- Một số hiện tượng thiên vănVật lí với giáo dục về bảo vệ - Sự cần thiết phải bảo vệ môi trườngmôi trường - Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường
3
Trang 62.2 Ưu nhược điểm của mạch kiến thức chương trình và giải pháp khắc phục
2.2.1 Ưu điểm
Kiến thức các phần được sắp xếp có sự liền mạch, kế thừa và phát triển từ các chương trước:
- Khi học chương động lực học sẽ giải thích nguyên nhân chuyển động của các vật
- Học chương động lực học nghiên cứu các lực, sẽ vận dụng học về công của các lực,điều kiện sinh công cơ học và từ đó đưa ra khái niệm năng lượng, bảo toàn năng lượng
- Học sinh có thể móc nối mối liên hệ giữa hợp lực và tốc độ thay đổi động lượng, nêu
ra được dạng khác định luật 2 Niuton, hoặc các hiện tượng lực và phản lực của chương
2 với bảo toàn động lượng và bài toán va chạm
- Chuyển động tròn xếp riêng 1 chương sẽ có sự kết nối từ mô tả chuyển động đếnnguyên nhân của chuyển động, hợp lực tac dụng lên vật khác không, và từ đó độ biến thiên
động lượng của vật thay đổi
- Khi học xong phần nguyên nhân của các chuyển động thì học ính sẽ có các nhìntổng quát về sự chuyển động của các hành tinh và có thể mô tả được chuyển động đơn giảnnhư: Mặt Trời, Mặt Trăng…
Lượng kiến thức đưa ra từ cơ bản đến phức tạp, từ trực quan đến trừu tượng:
- Mô tả được chuyển động thông qua những quan sát cơ bản và sau đó sẽ đi sâu nghiên cứu về bản chất chuyển động
- Nghiên cứu từ những lực đơn giản, riêng lẻ trong đời sống rồi từ đó sẽ nghiên cứu tác dụng của các lực trong đời sống, lực sinh công
- Khi mô tả chuyển động, và biết cách xác định vị trí của các vật gần gũi xungquanh trong cuộc sống sẽ tiếp tục mô tả và xác định vị trí các vật xa hơn như vị trí các saotrên bản đồ sao
- Từ phần kiến thức cơ bản của các lực trong thực tiễn sẽ liệt kê được các mô hình vận hành ngoài đời sống liên quan đến cân bằng lực, momen lực
Mạch kiến thức đưa ra được học từ lí thuyết đến vận dụng vào đời sống thực tiễn:
4
Trang 7- Khi học hết kiến thức cơ bản về chuyển động, lực, công… thì học sinh đượcthực hành vận dụng, liên hệ với các ngành nghề trong thực tế, hoạt động của các loại máy cơđơn giản.
- Vận dụng kiến thức giải thích được các hiện tượng tự nhiên như: Thủy triều, chuyển động các vật các hành tinh…
- Học xong phần năng lượng học sinh có cái nhìn tổng quát về vấn đề năng lượngsạch, nhận biết được các tác nhân gây ô nhiễm môi trường trong phạm vi kiến thức đã đượchọc
→ Đề xuất giải pháp khắc phục: Phần kiến thức này chuyển sang học cùng phần Vật lí nhiệt ở chương trình vật lí lớp 12
- Kiến thức của chuyển động tròn được đưa sau phần động lượng, mà phần nàyđang nghiên cứu nguyên nhân chuyển động tròn, và mô tả chuyển động vật có dạng quỹ đạocong
→ Đề xuất giải pháp khắc phục: Phần kiến thức này nên được đẩy lên trên ngay sau khi học Động lực học
- Tương tự phần biến dạng vật rắn, nghiên cứu lực làm vật bị biến dạng
→ Đề xuất giải pháp khắc phục: Phần này học sau phần kiến thức của động lực học
- Phần Trái đất và bầu trời yêu cầu học sinh giải thích hiện tượng nhật thực, nguyệtthực, thủy triều trong khi đó học sinh chưa học về trường hấp dẫn
→ Đề xuất giải pháp khắc phục: Nên để lượng kiến thức này ở phần sau khi học về trường hấp dẫn
- Phần Vật lí trong một số ngành nghề đang được xếp trên phần chuyên đê Trái đất
và bầu trời sẽ tạo sự bất hợp lí khi tìm hiểu về nghề khí tượng
5
Trang 8→ Đề xuất giải pháp khắc phục: Nên chuyển xuống sau khi học về Trái Đất và bầu
trời
3 Mô tả mạch logic kiến thức của từng nội dung Nêu các ưu điểm và nhược điểm của từng mạch nội dung đó Đề xuất giải pháp khắc phục các nhược điểm đó trong thực tế dạy học.
3.1 Động học
3.1.1 Mô tả mạch kiến thức
Mô tả chuyển - Lập luận để rút ra được công thức tính tốc độ trung bình, định nghĩađộng được tốc độ theo một phương
- Từ hình ảnh hoặc ví dụ thực tiễn, định nghĩa được độ dịch chuyển
- So sánh được quãng đường đi được và độ dịch chuyển
- Dựa vào định nghĩa tốc độ theo một phương và độ dịch chuyển,rút ra được công thức tính và định nghĩa được vận tốc
- Thực hiện thí nghiệm (hoặc dựa trên số liệu cho trước), vẽ được
đồ thị độ dịch chuyển – thời gian trong chuyển động thẳng
- Tính được tốc độ từ độ dốc của đồ thị độ dịch chuyển – thời gian
Trang 9dựa trên số liệu
cho trước), vẽ được đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng
- Vận dụng đồ thị vận tốc – thời gian để tính được độ dịch chuyển và gia tốc trong một số trường hợp đơn giản
- Rút ra được các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều (không được dùng tích phân)
- Vận dụng được các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều
- Mô tả và giải thích được chuyển động khi vật có vận tốc không đổitheo một phương và có gia tốc không đổi theo phương vuông góc vớiphương này
- Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiệnphương án, đo được gia tốc rơi tự do bằng dụng cụ thực hành
- Thực hiện được dự án hay đề tài nghiên cứu tìm điều kiện ném vậttrong không khí ở độ cao nào đó để đạt độ cao hoặc tầm xa lớn nhất3.1.2 Ưu nhược điểm và cách khắc phục
- Từ tốc độ nêu được định nghĩa chuyển động thẳng đều, và biến đổi đều
- Khi xác định được độ dịch chuyển tổng hợp sẽ xây dựng ra được công thức cộngvận tốc (đây là phần kiến thức rất hay trong chương trình 2018, nêu ra được tính tương đốicủa chuyển động)
7
Trang 10- Từ công thức tốc độ biết cách vận dụng trong đời sống để xác định tốc độ chuyểnđộng các vật
- Khi biểu diễn được vecto vận tốc thì sẽ vẽ được độ biến thiên vận tốc và tìm ra mốiliên hệ giữa gia tốc và vận tốc trong chuyển động biến đổi, phân loại chuyển động biến đổi
- Dựa vào đồ thị vận tốc – thời gian và cách tính tốc độ trung bình xây dựng công thức của chuyển động biến đổi
- Vận dụng sự chuyển động biến đổi để xây dựng các công thức sự rơi tự do, giải thích chuyển động vật được ném theo phương thẳng đứng
- Vận dụng kiến thức rơi tự do biết cách đề xuất xây dựng thí nghiệm xác định gia tốc rơi tự do
b Nhược điểm và cách khắc phục
- Trong phần tính tốc độ và vận tốc không nói cách xác định thời gian
→ Giải pháp khắc phục: nên đưa phần này vào cùng phần mô tả chuyển động
- Phần kiến thức trong bài không chỉ ra việc mô tả chuyển động phụ thuộc vào hệ quy chiếu như thế nào, tại sao lại có công thức cộng vận tốc
→ Giải pháp khắc phục: nên đưa khái niệm hệ quy chiếu vào để xác định vị trí của
vật
- Trong phần thảo luận đưa ra cách xác định gia tốc rơi tự do, lại không đề cập đếnthế nào là chuyển động rơi tự do, học sinh rất khó hình dung tại sao gia tốc a lại chuyểnthành gia tốc rơi tự do g, và sự rơi các vật bị ảnh hưởng bởi những yếu tố nào
→ Giải pháp khắc phục: nên phần kiến thức này sẽ tích hợp với chuyển động biến
đổi, và nêu ra đặc điểm của sự rơi tự do để nêu ra được đặc điểm vecto gia tốc g giúp học sinh hiểu hơn về đặc điểm trọng lực
3.2 Động lực học
3.2.1 Mô tả mạch kiến thức
Ba định luật - Thực hiện thí nghiệm, hoặc sử dụng số liệu cho trước để rút raNewtơn về được a ~ F, a ~ 1/m, từ đó rút ra được biểu thức a = F/m hoặc F =
8
Trang 11chuyển động ma (định luật 2 Newton).
- Từ kết quả đã có (lấy từ thí nghiệm hay sử dụng số liệu cho trước),hoặc lập luận dựa vào a = F/m, nêu được khối lượng là đại lượngđặc trưng cho mức quán tính của vật
- Phát biểu định luật 1 Newton và minh hoạ được bằng ví dụ cụ thể
- Vận dụng được mối liên hệ đơn vị dẫn xuất với 7 đơn vị cơ bản của
hệ SI
- Nêu được: trọng lực tác dụng lên vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất
và vật; trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực tác dụng vào vật;trọng lượng của vật được tính bằng tích khối lượng của vật với giatốc rơi tự do
Mô tả được bằng ví dụ thực tế về lực bằng nhau, không bằng nhau
- Mô tả được một cách định tính chuyển động rơi trong trường trọnglực đều khi có sức cản của không khí
- Thực hiện được dự án hay đề tài nghiên cứu ứng dụng sự tăng haygiảm sức cản không khí theo hình dạng của vật
Phát biểu được định luật 3 Newton, minh hoạ được bằng ví dụ cụ thể;vận dụng được định luật 3 Newton trong một số trường hợp đơn giản.Một số lực trong - Mô tả được bằng ví dụ thực tiễn và biểu diễn được bằng hình vẽ:thực tiễn Trọng lực; Lực ma sát; Lực cản khi một vật chuyển động trong nước
(hoặc trong không khí); Lực nâng (đẩy lên trên) của nước; Lực căngdây
- Giải thích được lực nâng tác dụng lên một vật ở trong trong nước(hoặc trong không khí)
Cân bằng lực, - Dùng hình vẽ, tổng hợp được các lực trên một mặt phẳng
moment lực
- Dùng hình vẽ, phân tích được một lực thành các lực thành phầnvuông góc
- Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực
9
Trang 12hiện phương án, tổng hợp được hai lực đồng quy bằng dụng cụ thực hành.
- Nêu được khái niệm moment lực, moment ngẫu lực; Nêu được tác dụng của ngẫu lực lên một vật chỉ làm quay vật
- Phát biểu và vận dụng được quy tắc moment cho một số trường hợp đơn giản trong thực tế
- Thảo luận để rút ra được điều kiện để vật cân bằng: lực tổng hợp tácdụng lên vật bằng không và tổng moment lực tác dụng lên vật (đối với một điểm bất kì)bằng không
Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thựchiện phương án, tổng hợp được hai lực song song bằng dụng cụthực hành
Khối lượng - Nêu được khối lượng riêng của một chất là khối lượng của một đơnriêng, áp suất vị thể tích của chất đó
- Khi nhiều lực tác dụng lên vật ta cần tìm cách tổng hợp lực, hoặc biết tác dụng của tổng hợp lực với vật: tác dụng làm quay của lực, momen lực…
- Hiểu về momen lực sẽ vận dụng kiến thức đi giải thích các hiện tượng trong thực
tế như: bập bênh, cần cẩu, di chuyển vật nặng bằng đòn bẩy…
10
Trang 13- Dựa vào quy tắc momen lực để đưa ra điều kiện cân bằng của vật, vận dụng giải thích hiện tượng trục quay phải đi qua trọng tâm…
b Nhược điểm và cách khắc phục
- Học sinh chưa hiểu được tác dụng của lực đối với vật, nên việc đưa ra mô hìnhthí nghiệm nêu ra mối liên hệ a, m, F sẽ khó hình dung, chưa hiểu nhiệm vụ tại sao phải tínhgia tốc
→ Giải pháp khắc phục: Nên dạy kiến thức lực, tác dụng của lực trước khi dạy các định luật Niuton
- Chuyển động của vật trong trường trọng lực đều chỉ cần giải thích nguyên nhân, còn đặc điểm nên dạy ở chương 1 để xác định gia tốc rơi tự do g
- Phần biểu diễn lực nên đẩy lên trên cùng với định nghĩa lực và tác dụng của lực,
từ đó có thể biểu diễn lực trong định luật 3 Niuton và giải thích như thế nào là lực bằngnhau, không bằng nhau
- Khối lượng riêng, áp suất chất lỏng bị lơ lửng vì đang nghiên cứu đến tính chất của chuyển động
→ Giải pháp khắc phục: Nên phần này sẽ tốt hơn nếu chuyển sang phần Vật lí nhiệt
ở chương trình lớp 12
3.3 Công, năng lương, công suất
3.3.1 Mô tả mạch kiến thức
Công và năng - Chế tạo mô hình đơn giản minh hoạ được định luật bảo toàn nănglượng lượng, liên quan đến một số dạng năng lượng khác nhau
- Trình bày được ví dụ chứng tỏ có thể truyền năng lượng từ vật nàysang vật khác bằng cách thực hiện công
- Nêu được biểu thức tính công bằng tích của lực tác dụng và độ dịchchuyển theo phương của lực, nêu được đơn vị đo công là đơn vị đonăng lượng (với 1 J = 1 Nm); Tính được công trong một số trườnghợp đơn giản
11
Trang 14Động năng và - Từ phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốcthế năng ban đầu bằng không, rút ra đượcđộng năng của vật có giá trị bằng
công của lực tác dụng lên vật
- Nêu được công thức tính thế năng trong trường trọng lực đều, vậndụng được trong một số trườnghợp đơn giản
- Phân tích được sự chuyển hoá động năng và thế năng của vật trongmột số trường hợp đơn giản
- Nêu được khái niệm cơ năng; phát biểu được định luật bảo toàn
cơ năng và vận dụng được địnhluật bảo toàn cơ năng trong một sốtrường hợp đơn giản
Công suất và - Từ một số tình huống thực tế, thảo luận để nêu được ý nghĩa vật líhiệu suất và định nghĩa công suất
- Vận dụng được mối liên hệ công suất (hay tốc độ thực hiện công)với tích của lực và vận tốc trongmột số tình huống thực tế
- Từ tình huống thực tế, thảo luận để nêu được định nghĩa hiệu suất,vận dụng được hiệu suất trongmột số trường hợp thực tế
3.3.2 Ưu nhược điểm và cách khắc phục
Trang 15- Vận dụng kiến thức về sự chuyển hóa năng lượng vào giải thích các hiện tượngtrong thực tế: sản xuất điện bằng cách sử dụng sức nước làm quay tua bin, năng lượnggió….
- Từ phần kiến thức công, thời gian lực sinh công đưa ra kiến thức công suất, vậndụng kiến thức độ dời chương 1 xây dựng công thức công suất tức thời để giải thích hoạtđộng của hộp số ô tô, xe máy trong thực tế
b Nhược điểm và cách khắc phục
- Trong phần xây dựng biểu thức tính công nên làm trong trường hợp tổng quát Vì
có những lúc việc phân tích lực là không cần thiết
- Chưa nêu ra được mối liên hệ công của trọng lực và thế năng trong trường trọnglực để giải thích hiện tượng đưa vật lên độ cao h nào đó: có thể dùng ròng rọc kéo theophương thẳng đứng, hoặc dùng mặt phẳng nghiêng
- Trong phần kiến thức này nên đưa thêm mối liên hệ giữa công và độ biến thiênđộng năng giúp học sinh hiểu rõ hơn về tác dụng của tổng hợp lực lên vật
3.4 Động lượng
3.4.1 Mô tả mạch kiến thức
Định nghĩa động - Từ tình huống thực tế, thảo luận để nêu được ý nghĩa vật lí và địnhlượng nghĩa động lượng
- Thực hiện thí nghiệm và thảo luận, phát biểu được định luật bảoBảo toàn động toàn động lượng trong hệ kín
lượng - Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng trong một số trường
hợp đơn giản
13