SKKN Hoạt động dạy và học vật lí theo hướng phát triển năng lực ở trường THPT Nam Đàn 2

Trong thực tế dạy học vật lí, đa số giáo viên chỉ chú trọng đến dạy kiến thức lí thuyết, vận dụng kiến thức lí thuyết để giải các bài tập lập luận, tính toán mà chưa chú trọng đến việc v

“Bảo đảm phát triển phẩm chất và năng lực người học thông qua nội dung giáo dục với những kiến thức, kĩ năng cơ bản, thiết thực, hiện đại; hài hoà đức, trí, thể, mĩ; chú trọng thực hành, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết vấn đề trong học tập và đời sống”

Định hướng đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng tiếp cận năng lực của người học được xác định trong Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 4/11/2013 Hội nghị Trung ương 8 khóa XI của Ban chấp hành Trung ương Đảng về “Đổi mới căn bản, toàn diện Giáo dục và Đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế” đã chỉ rõ: Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực Chuyển từ học tập chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học

Môn Vật lí là một môn học gắn với thực nghiệm, các hiện tượng trong tự nhiên hầu hết được giải thích thông qua các kiến thức vật lí Vật lí gắn với các hoạt động trong đời sống và có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực Việc dạy học gắn với thực tiễn giúp học sinh hiểu sâu hơn về lí thuyết, thấy được mối liên hệ giữa lí thuyết và thực tiễn, giải thích được các hiện tượng vật lí xảy ra trong thế giới tự nhiên xung quanh

ta Nó còn có một nhiệm vụ đặc biệt quan trọng đó là rèn luyện tư duy sáng tạo Trong thực tế dạy học vật lí, đa số giáo viên chỉ chú trọng đến dạy kiến thức lí thuyết, vận dụng kiến thức lí thuyết để giải các bài tập lập luận, tính toán mà chưa chú trọng đến việc vận dụng các kiến thức lí thuyết đã học được vào thực tiễn cuộc sống, khiến cho những kiến thức học sinh thu nhận được mang tính hàn lâm, khó hiểu, khó ghi nhớ, mang tính áp đặt và xa rời thực tiễn Việc tổ chức thi cử, kiến thức thi trong chương trình thi THPT quốc gia, học sinh giỏi… việc ra đề để cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề thực tiễn là đang còn ít, chưa sát thực, vẫn chỉ mang tính lí thuyết Dẫn đến một thực trạng là học sinh chỉ biết kiến thức lí thuyết và kỹ năng giải bài tập ở mức độ nào đó (mà ta hay gọi là lý thuyết suông) mà quên đi các vấn đề thực tiễn và việc vận dụng kiến thức đã học để

2

giải quyết các vấn đề thực tiễn đó; khiến cho học sinh càng ngày càng mất hứng thú

ở bộ môn vật lý Như vậy, sự cần thiết phải tăng cường tính thực tiễn trong các tiết học bằng các kiến thức thực tiễn, dụng cụ, thí nghiệm (có sẵn, tự làm), video, tranh ảnh…có thể đưa học sinh tham quan, trải nghiệm Từ đó giúp học sinh phát triển năng lực vận dụng lí thuyết vào giải quyết các vấn đề thực tiễn

Chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT là chương có nhiều hiện tượng gắn với đời sống, nếu như dạy học gắn với thực tiễn sẽ làm cho học sinh hứng thú học tập hơn, nâng cao chất lượng học tập của học sinh hơn

Từ những lí do trình bày trên, trong khuôn khổ của SKKN, chúng tôi chọn đề

tài: Thông qua dạy học chương “Các định luật bảo toàn” vật lí lớp 10 THPT phát triển

năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn cho học sinh

2 Mục đích nghiên cứu

Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của học sinh , thông qua dạy học chương “Các định luật bảo toàn vật lí lớp 10 THPT”, đáp ứng yêu cầu của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018

3 Đối tượng, phạm vi và thời gian nghiên cứu

- Đối tượng: Hoạt động dạy và học vật lí theo hướng phát triển năng lực ở trường

THPT Nam Đàn 2

- Phạm vi nghiên cứu: Chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT

- Thời gian thực hiện: từ tháng 08/2021 đến tháng 04/2022

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận: nghiên cứu tài liệu, các công trình nghiên cứu về tăng cường tính thực tiễn trong quá trình dạy học, phương pháp dạy học tích cực của bộ môn vật lý, sách giáo khoa phổ thông, các chủ trương chính sách của Đảng và Nhà

nước về đổi mới giáo dục và đào tạo…

- Phương pháp nghiên cứu các vấn đề thực tiễn trong Chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10 THPT

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm: khảo sát ý kiến của giáo viên, của học sinh

về tăng cường tính thực tiễn trong dạy học Dự giờ đồng nghiệp, trao đổi ý kiến với giáo viên, xây dựng hệ thống các câu hỏi, phiếu điều tra để điều tra thực trạng dạy học gắn liền với thực tiễn ở các trường THPT nơi công tác và các trường bạn

- Phương pháp thống kê toán học: sử dụng phương pháp thống kê toán học để

xử lí kết quả thực nghiệm để rút ra kết luận, chứng minh tính khả thi của đề tài

5 Tính mới của đề tài

- Điều tra được thực trạng dạy học Vật lý theo định hướng tăng cường tính thực tiễn ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Nam Đàn và huyện Hưng Nguyên,

3

phân tích các nguyên nhân, khó khăn, đưa ra hướng khắc phục, giải pháp để nâng cao chất lượng dạy học, áp dụng thực nghiệm có hiệu quả tại trường THPT Nam Đàn 2

- Xây dựng hệ thống các tình hướng thực tiễn áp dụng vào từng quá trình dạy học của từng bài phục vụ giảng dạy một số bài học trong Chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 THPT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cho HS

- Tổ chức dạy học một số bài Chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 tại trường phổ thông phù hợp với điều kiện dạy học của nhà trường và thu được những kết quả thiết thực nhằm nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Vật lý Góp phần đưa kiến thức lý thuyết gần hơn với thực tiễn, giúp HS thực sự yêu thích, hứng thú học tập với bộ môn Vật lý Cùng tham gia vào phong trào thi đua đổi mới sáng tạo trong

dạy học đáp ứng với yêu cầu chương trình giáo dục phổ thông tổng thể 2018

4

PHẦN II NỘI DUNG

I CƠ SỞ CỦA VIỆC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TÍNH THỰC TIỄN Ở TRƯỜNG THPT

1.1 Cấu trúc của dạy học giải quyết vấn đề tăng cường tính thực tiễn

Để phát huy đầy đủ vai trò của học sinh trong việc tự chủ hành động xây dựng kiến thức, vai trò của giáo viên trong tổ chức tình huống học tập và định hướng hành động tìm tòi xây dựng tri thức của học sinh, cũng như phát huy vai trò của tương tác

xã hội (của tập thể học sinh) đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân, đồng thời cho học sinh làm quen với quy trình xây dựng, bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học Tiến trình dạy học này gồm các pha như sau:

Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hóa tri thức phát biểu vấn đề có

tính thực tiễn: Giáo viên giao cho học sinh một nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề, hướng dẫn học sinh quan tâm đến nhiệm vụ đặt ra, sẵn sàng nhận và tự nguyện thực hiện nhiệm vụ Học sinh ý thức được nhiệm vụ khó khăn (vấn đề xuất hiện) Dưới sự hướng dẫn của giáo viên vấn đề được chính thức diễn đạt

Pha thứ 2: Học sinh hành động độc lập, tự chủ, trao đổi, tìm tòi, giải quyết

vấn đề có tính thực tiễn Học sinh làm việc độc lập và trao đổi trong nhóm về cách giải quyết vấn đề, kết quả thu được, qua đó có thể chỉnh lý, hoàn thiện tiếp Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, hành động của học sinh được định hướng phù hợp với tiến trình nhận thức khoa học và thông qua các tình huống thứ cấp khi cần

Pha thứ 3: Tranh luận, thể chế hóa vận dụng tri thức mới Dưới sự hướng dẫn

của giáo viên, học sinh tranh luận, bảo vệ cái xây dựng được

- Giáo viên chính xác hóa, bổ sung, thể chế hóa tri thức mới trong tình huống thực tiễn Học sinh chính thức ghi nhận tri thức mới và vận dụng

Sơ đồ các pha DHGQVĐ phỏng theo tiến trình GQVĐ trong nghiên cứu khoa học

5

Sơ đồ các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề

1.2 Dạy học vật lí gắn với thực tiễn

a) Đặc điểm của môn Vật lí ở trường THPT

- Vật lí học ở trường phổ thông chủ yếu là vật lí thực nghiệm Nhằm trang bị cho HS những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, có hệ thống, bao gồm: các khái niệm vật lí; các định luật vật lí cơ bản; nội dung chính của các thuyết vật lí và các ứng dụng quan trọng nhất của vật lí trong đời sống và trong sản xuất

- Vật lí học là một khoa học chính xác, đòi hỏi vừa phải có kĩ năng quan sát tinh tế, khéo léo tác động vào tự nhiên khi làm thí nghiệm, vừa phải có lôgic chặt chẽ, biện chứng, vừa phải trao đổi thảo luận để khẳng định chân lí

- Vật lí học là một môn khoa học thực nghiệm vì nội dung của nó gắn bó chặt chẽ với các sự kiện thực tế và có ứng dụng rộng rãi trong sản xuất, đời sống và kĩ thuật Vì vậy có thể nói con đường nhận thức đi từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn là con đường phổ biến và quan trọng nhất trong quá trình nhận thức các hiện tượng, các quá trình, các quy luật tự nhiên…nói chung và trong dạy học vật lí nói riêng

Dạy học gắn với thực tiễn GV không chỉ làm cho HS thấy được những ứng dụng của kiến thức mình đã học, những ứng dụng khoa học, kỹ thuật ứng dụng vào

2 Phát biểu vấn đề bài toán

3 Giải quyết vấn đề: Suy đoán thực hiện giải pháp

4 Kiểm tra, xác nhận kết quả: Xem xét sự phù hợp của lý thuyết

5 Trình bày, thông báo, thảo luận, bảo vệ kết quả

6 Vận dụng tri thức mới để giải quyết nhiệm vụ đặt ra tiếp theo

sẽ có

Mặt khác những kiến thức vật lí phổ thông là những kiến thức tương đối đơn giản mà học sinh có thể tìm đọc ở bất cứ SGK, sách tham khảo nào nhưng việc vận dụng nó và đào sâu chưa được GV quan tâm một cách thỏa đáng, đa phần GV chỉ cung cấp những kiến thức đã có trong SGK để làm bài tập Với lối dạy như thế sau khi dạy xong GV chỉ rèn luyện cho HS làm bài tập chứ chưa rèn cho HS một thái độ học tập, tinh thần làm việc hợp tác Quan niệm dạy học cho rằng học sinh rất trống rỗng, đến khi học mới có thể tiếp thu và biết là sai lầm HS phổ thông nhất là học sinh THPT đã có mức độ trưởng thành nhất định GV phải dạy cho học sinh cách đi tìm kiếm kiến thức chứ không phải là tiếp thu kiến thức thụ động từ GV Trong nhà trường phải bắt đầu rèn luyện cho HS tính tích cực, chủ động, tự giác, sáng tạo trong học tập để hình thành ở các em kỹ năng sống Câu nói “kiến thức này thầy không dạy nên các em không học” là không chấp nhận được Do đó đánh giá một tiết học

là phải căn cứ vào những hoạt động của HS trong tiết đó Hiện nay khoa học công nghệ, truyền thông phát triển một cách mạnh mẽ, những kiến thức khoa học bắt đầu được đưa hẳn vào các chương trình truyền hình, những chương trình em yêu khoa học, mục đích là để các em thấy được những kiến thức bổ ích cho cuộc sống Nên dạy học chúng ta phải mạnh dạn đưa những ứng dụng khoa học vào trong dạy học,

từ đó HS hiểu kiến thức Với mức độ của các em và dưới sự hướng dẫn của GV, hệ thống câu hỏi gắn liền với thực tiễn sẽ giúp các em nhanh chóng trả lời một cách dễ dàng không mất nhiều thời gian Chúng ta cần nhận thấy rằng có rất nhiều GV không dám mạnh dạn cho học sinh làm vì ngại họ không làm được Điều đó cũng một phần đúng, HS sẽ không bao giờ làm được nếu giao nhiệm vụ cho HS rồi đến giờ yêu cầu

HS báo cáo, còn nếu có GV hướng dẫn, gợi ý thì học sinh sẽ hoàn thành được nhiệm

vụ được giao Khi đó việc học trở nên nhẹ nhàng hơn, môi trường học, lớp học cũng trở nên thân thiện, dễ gần hơn, HS cảm nhận được những kiến thức xung quanh thật

ý nghĩa cho cuộc sống Với cách làm này học sinh không chỉ thích môn học mà mình đảm nhận mà còn ham mê tìm tòi, học hỏi trong các tiết học khác Thực tế nếu tìm cách cho HS tự lực học tập, nhưng HS chỉ tự lực học tập trong khuôn khổ kiến thức

đã biết và tự trả lời các câu hỏi nhằm tìm hiểu kiến thức và đi xây dựng các kiến thức trong SGK chứ chưa vượt ra khỏi khuôn khổ của lớp học

b) Vai trò của tính thực tiễn trong dạy học vật lí

7

Thực tiễn là cơ sở và động lực của nhận thức, thực tiễn là tiêu chuẩn của chân

lý Thực tiễn bao gồm nhiều hoạt động khác nhau, trong đó quan trọng nhất là hoạt động sản xuất, hoạt động cải tạo xã hội và thực nghiệm khoa học

Hầu hết các bài tập vật lí đều gắn liền với các hiện tượng trong tự nhiên, các ứng dụng trong kĩ thuật Do vậy, có thể nói tính thực tiễn của bài học vật lí là các sản phẩm mà GV cần truyền đạt cho HS theo yêu cầu của môn học thông qua ví dụ thực tế, bài tập thực tế, thí nghiệm và các ứng dụng kĩ thuật

Vật lí học là một trong số ít môn học có mối quan hệ rất chặt chẽ với tự nhiên,

kĩ thuật và đời sống Bởi vậy, việc dạy học vật lí phải được gắn với thực tiễn, thông qua những ứng dụng của nó trong kĩ thuật và đời sống Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân trong đó có áp lực từ các kì thi nên việc dạy và học vật lí nặng về lí thuyết, thường theo kiểu “ghi nhớ - tái hiện” Kết quả là khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS là rất hạn chế Điều đó cho thấy, việc tăng cường tính thực tiễn của bài học trong dạy học vật lí là rất cần thiết, nó kích thích hứng thú học tập của HS, góp phần đổi mới phương pháp dạy học, tránh được lối dạy học “giáo điều - sách vở”

Các ứng dụng của bài học vật lí trong thực tiễn rất phong phú và đa dạng Vì vậy, việc tăng cường tính thực tiễn của bài học trong dạy học sẽ làm cho bài dạy trở nên sinh động hơn, gây được hứng thú đối với HS, nhờ đó có thể tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong quá trình dạy học Do đó, việc tăng cường tính thực tiễn của bài học được coi là một trong những biện pháp góp phần đổi mới phương pháp dạy học trong nhà trường THPT hiện nay

Dạy học gắn với thực tiễn góp phần phát huy nhân cách của HS, thông qua việc khuyến khích các tư duy ngẫu hứng ngay trong quá trình lĩnh hội kiến thức, hình thành ở HS rất nhiều đức tính quan trọng và rất cần thiết cho việc học tập của các

em, cũng như trong đời sống của các em sau này Dạy học gắn với thực tiễn làm các

em học tập thoải mái hơn, tinh thần, thái độ học tập cũng tốt hơn Trong quá trình dạy học GV không chỉ kích thích hứng thú học tập của HS mà cách tổ chức học tập gắn liền với thực tiễn cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình học tập của HS Qua những thảo luận, tranh luận, ý kiến của mỗi cá nhân được bộc lộ, được khẳng định hay bác bỏ, qua đó những hiểu biết của họ được hình thành hay chính xác hóa, mặt khác trong việc học tập theo nhóm, tất cả mọi HS từ người học kém đến người học khá, đều có thể trình bày ý kiến của mình, tức là có điều kiện tự thể hiện mình Điều đó kích thích rất mạnh đến hứng thú học tập của học sinh.Từ đó rèn luyện cho

HS rất nhiều kỹ năng sống và làm việc (giao tiếp, hợp tác, tổ chức, quản lý, ra quyết định…) và kỹ năng thu thập thông tin và xử lý thông tin từ những nguồn thông tin khác nhau (thực tiễn, tài liệu, sách báo, internet…) đó là những kỹ năng cần thiết của một công dân trong thời kỳ hội nhập

1.3 Thực trạng dạy học vật lí ở trường THPT và sự cần thiết phải tăng cường tính thực tiễn nhằm gây hứng thú cho HS trong dạy học môn vật lí

8

Vật lí học là môn khoa học thực nghiệm, đặc điểm nổi bật là phần lớn kiến thức vật lí trong chương trình trung học phổ thông đều có liên hệ với thực tiễn cuộc sống

và là cơ sở vận dụng cho nhiều ngành kĩ thuật Trong bộ môn vật lí, sự phong phú

về kiến thức, sự đa dạng về các loại hình thí nghiệm và mối liên hệ chặt chẽ giữa kiến thức vật lí với thực tế đời sống là những lợi thế không nhỏ đối với tiến trình đổi mới phương pháp dạy học bộ môn, đặc biệt là đổi mới theo hướng tăng cường tính thực tiễn của bài học

Để tìm hiểu thực trạng dạy và học gắn liền với thực tiễn nhằm gây sự hứng thú cho HS chúng tôi tiến hành khảo sát thăm dò ý kiến (phụ lục 1 và 2) ở 5 trường THPT trên địa bàn huyện Nam Đàn và huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An Cụ thể

số lượng GV các trường được khảo sát như sau:

Qua khảo sát thực tế ở các trường THPT nói trên cho thấy, việc dạy học vật lí

ở một số trường phổ thông vẫn còn nặng về lý thuyết, giáo viên ít quan tâm đến dạy học giải quyết vấn đề tăng cường tính thực tiễn, ít sử dụng bài tập thực tế Việc đổi mới phương pháp dạy học còn chậm, hình thức dạy học theo lối “thông báo - tái hiện” còn phổ biến, tình trạng “dạy chay” (không có hoặc ít sử dụng các thiết bị dạy học) vẫn chưa được khắc phục triệt để, thêm nữa các phương pháp dạy học tích cực chưa được vận dụng một cách có hiệu quả; khả năng vận dụng kiến thức vật lí trong đời sống của HS rất hạn chế

Một thực trạng chung là HS có thể vận dụng các định luật vật lí để giải BT tính toán thì được, nhưng không thể vận dụng định luật để làm sáng tỏ được những vấn

đề xuất hiện trong thực tiễn và đời sống Chẳng hạn: HS có thể vận dụng định luật Bảo toàn động lượng để tìm vận tốc sau va chạm của một bài toán vật lý nhưng không giải thích được hoặc giải thích mơ hồ vì sao súng lại bị giật khi bắn? Hay HS không thể giải thích được tại sao khi bắt bóng (với lực căng sút căng) thì thủ môn phải ôm bóng và rụt tay vào người mình? … Do đó, trong các giờ học vật lí, học sinh còn thờ ơ và thường “ngại” giải quyết các vấn đề, các câu hỏi liên quan đến thực tiễn cuộc sống, mặc dù đa số HS cho rằng việc giải quyết vấn đề được các câu hỏi như thế là rất thú vị Trong khi vận dụng, hầu hết HS chỉ quan tâm đến các BT

Một số nguyên nhân cơ bản dẫn đến thực trạng trên có thể kể đến là:

Đối với GV: Trong việc dạy lí thuyết cũng như BT, đa số GV dành nhiều thời

gian và công sức để dạy cho HS nắm được các định luật, nhận diện được các kiểu, các dạng bài tập vật lí và cách vận dụng các công thức vật lí cho từng kiểu loại bài toán đó mà ít chú trọng đến việc làm sáng tỏ bản chất của hiện tượng mô tả trong đề, điều đó phải chăng đích đến cũng chỉ là để kịp thời gian cho bài thi trắc nghiệm

trong các kỳ thi đạt chỉ tiêu của nhà trường đề ra?

Trong các giờ học vật lí, GV còn ít sử dụng các phương pháp dạy học tích cực, chưa gây được hứng thú cho HS, đặc biệt là dạy học gắn với thực tiễn, hình thức thảo luận nhóm ít được vận dụng vì số lượng HS trong một lớp quá đông, việc sử dụng thí nghiệm biểu diễn, thiết bị dạy học của GV chưa nhiều, cơ hội để các em được quan sát, được tiếp cận với các thí nghiệm thực hành, được rèn luyện các thao tác là rất hạn chế Bên cạnh đó, việc kiểm tra đánh giá chưa chú trọng nhiều đến vấn

đề vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, chưa có nhiều BT có nội dung thực

tế, mà chủ yếu vận dụng chỉ thiên về những BT tính toán

Các câu hỏi thực tiễn thường phức tạp, tốn nhiều thời gian cho việc giải và chấm bài nên GV thường ngại khi sử dụng chúng

Đối với HS: Trong các giờ học vật lí, HS còn thờ ơ và thường “ngại” trả lời,

giải quyết vấn đề, các câu hỏi liên quan đến thực tiễn cuộc sống Trong quá trình làm bài tập vật lí, hầu hết HS chỉ quan tâm đến các bài tập tính toán mà không quan tâm đến bài tập định tính và câu hỏi thực tiễn HS đồng nhất việc giải bài tập vật lí như giải một bài toán, chỉ quan tâm đến các con số mà chưa chú ý đến đơn vị, đến

bản chất của các đại lượng vật lí

Học sinh thường chú trọng học để thi hơn là học để biết, học để giải quyết một vấn đề nào đó trong thực tiễn, để làm ra một sản phẩm nào đó, do đó loay hoay tính toán nhiều hơn là tìm tòi khám phá để hiểu biết Bởi các em thường tâm niệm, thi cái gì học cái đấy Khả năng sử dụng ngôn ngữ, lập luận để gải quyết vấn đề thực tiễn còn yếu, khả năng vận dụng kiến thức để tạo ra các sản phẩm phù hợp với năng lực gần như chưa có

Đối với chương trình: Theo đánh giá của nhiều nhà khoa học, sau hơn 20 năm

đổi mới, mặc dù đã có những chuyển biến tích cực, song Giáo dục – Đào tạo nước

ta vẫn đang bộc lộ nhiều hạn chế, bất cập Một trong những hạn chế phải kể đến đó

10

là nội dung chương trình còn thiên về lí thuyết, ít nhiều còn mang tính hàn lâm, nặng

về lí thuyết, nặng về thi cử, ít gắn với thực tiễn đời sống

Sách giáo khoa vật lí hiện nay tuy đã chú trọng đến tính thực tiễn của môn học thông qua các bài đọc thêm nhưng như thế vẫn là còn quá ít Số lượng câu hỏi bài tập mang tính ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống trong các bài kiểm tra ở trường phổ thông cũng như trong các kì thi còn rất khiểm tốn

Qua khảo sát ý kiến của các thầy cô giáo bộ môn vật lý tại các trường THPT Nam Đàn 1, THPT Nam Đàn 2 (Huyện Nam Đàn), THPT Đinh Bạt Tụy (Huyện Hưng Nguyên)… thì dạy học gắn với thực tiễn đặc biệt là chương “Các định luật bảo toàn” vật lí 10 THPT chưa được các thầy cô áp dụng hoặc áp dụng chưa thường xuyên trong các tiết học Điều này có nhiều nguyên nhân, nhưng chủ yếu là một số nguyên nhân sau:

- Do có ít thời gian: Theo các thầy cô giáo thời gian cho mỗi tiết học là 45 phút

mà lượng kiến thức và nội dung của bài học cần đạt được theo chuẩn kiến thức, kỹ năng là quá nhiều vì vậy không còn thời gian để GV liên hệ với thực tiễn

- Do tư tưởng GV ít coi trọng vai trò, tác dụng của tính thực tiễn trong bài học Tính thực tiễn của bài học đã bị “bỏ sót” ngay trong khâu thiết kế bài giảng, nội dung giáo án còn thiên về cung cấp kiến thức giáo khoa một cách thuần túy, chưa coi trọng việc soạn và sử dụng bài giảng theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của

HS, điều này làm cho HS khá thụ động trong việc lĩnh hội tri thức, nhất là vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tiễn

- Do ở các trường THPT hiện nay, tuy đã có phòng thí nghiệm nhưng dụng cụ thí nghiệm, các phương tiện kĩ thuật,… chưa thực sự đầy đủ hoặc nếu có thì chất lượng không đảm bảo, cho kết quả thiếu chính xác Hầu hết các trường THPT chưa

có GV chuyên trách thiết bị để hỗ trợ cho việc lắp ráp, hoặc có thì không đúng chuyên nghành đào tạo, sửa chữa nên việc sử dụng thiết bị dạy học còn mang tính hình thức, chưa hiệu quả

- Việc tạo ra các sân chơi theo hướng phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn cho HS còn rất ít, như tổ chức xây dựng thí nghiệm tự làm, tham quan, cuộc thi vận dụng kiến thức đã học thành các sản phẩm thú vị, ứng dụng còn rất ít và hạn chế

- Do ảnh hưởng và cách đánh giá trong thi cử, trong các bài kiểm tra định kì hay kiểm tra thường xuyên thường không có các câu hỏi vận dụng lí thuyết gắn với thực tiễn, dẫn đến tình trạng dạy để “phục vụ thi cử”, chỉ chú ý những gì cần thiết

để HS đi thi hay kiểm tra

Từ kết quả khảo sát, tôi cũng thấy được mức độ quan tâm và những khó khăn

mà các thầy cô gặp phải khi dạy học tăng cường tính thực tiễn nhằm gây hứng thú cho HS Từ việc điều tra cùng với việc nghiên cứu lý luận tôi đã có những cơ sở để

a) Dùng các phương tiện trực quan mang tính thực tiễn

Trong chương trình vật lí 10 nói chung cũng như trong chương “Các định luật bảo toàn” nói riêng những định luật, những quá trình vật lí nếu dùng những dụng cụ học tập, phim ảnh, hình vẽ, dụng cụ thí nghiệm… sẽ làm cho HS dễ nhớ và hiểu sâu Việc sử dụng phim khoa học, tranh ảnh, hình vẽ có những ưu điểm sau: + Nếu như không có điều kiện cho HS tham quan, thì học sinh vẫn có thể thấy được hiện tượng xảy ra

+ HS có ấn tượng sâu sắc khi được xem phim, tranh ảnh, hình vẽ Từ đó các

em dễ hình dung, ấn tượng và nhớ bài học lâu hơn

Một khi kiến thức được mô tả qua hình ảnh thì học sinh cảm thấy dễ nhớ và

dễ học hơn, các nghiên cứu giáo dục cho thấy HS chỉ nhớ được 10% những gì đọc, 20% những gì nghe và khoảng 50% những gì chúng thấy khi chúng trực tiếp quan sát các thiết bị, các vật thật, học sinh cảm thấy dễ học hơn và đặc biệt là khả năng quan sát Với hình thức trực quan sẽ nâng cao hiệu quả của việc dạy học nhờ những biểu tượng rõ ràng, phát huy được hình tượng tư duy trực quan bằng trí nhớ Riêng điều này ở trường THPT Nam Đàn 2 chúng tôi cực kỳ có lợi thế khi 100% phòng học được trang bị máy chiếu (hoặc tivi) GV có thể cho HS quan sát những thiết bị trực quan trong cuộc sống để tăng tính sinh động, đối với những dụng cụ nhỏ và dễ kiếm GV cho HS chuẩn bị đem đến lớp Với những thiết bị lớn, khó tìm kiếm GV cho HS quan sát tại phòng thí nghiệm Còn với những kiến thức tương đối khó và mang tính trừu tượng GV cần tìm cách gắn những kiến thức đó với các hiện tượng thực tế

Ví dụ: Khi học bài học về định luật bảo toàn cơ năng, giáo viên có thể cho học sinh quan sát trực tiếp dao động của con lắc đơn, từ đó học sinh thấy được rõ hơn là khi động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại

Tóm lại, tranh ảnh, hình vẽ, phim đóng vai trò trung gian giữa thực tế với tư duy, bởi vì chúng đã cụ thể hóa những gì trừu tượng thành đơn giản, những gì mà thực tế quá phức tạp

b) Trình bày những ứng dụng kỹ thuật của vật lí

“Việc nghiên cứu những ứng dụng kỹ thuật của vật lí là thiết lập mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn, giữa cái trừu tượng (khái niệm, định luật) và cái cụ thể (các thiết bị kỹ thuật, máy móc) Nhờ đó làm cho các kiến thức vật lí trừu tượng trở nên sâu sắc và mềm dẻo hơn

12

Việc nghiên cứu các ứng dụng kỹ thuật của vật lí góp phần phát triển tư duy vật lí kỹ thuật của học sinh, làm cho HS thấy được vai trò của kiến thức vật lí với đời sống sản xuất Qua đó kích thích hứng thú, nhu cầu học tập của HS

GV trình bày những ứng dụng của kiến thức vật lí là hình thức đơn giản nhất Tùy theo điều kiện của GV, HS cũng như điều kiện của nhà trường việc trình bày những ứng dụng kỹ thuật này có thể trình bày sau bài học hoặc nếu có điều kiện thì cho HS tìm hiểu rồi báo cáo cho cả lớp, đồng thời các bạn khác trong lớp nhận xét Quá trình trình bày có thể mở rộng ra ngoài chương trình nhưng mục tiêu chủ yếu là cung cấp thông tin, minh chứng mối quan hệ giữa kiến thức và vận dụng kiến thức của con người trong khoa học và đời sống Việc này sẽ mang lại hiệu quả học tập nhân đôi nếu giáo viên sử dụng hình minh họa, phim ảnh, hoặc đề cập được những ứng dụng, những phát minh mới nhất có liên quan đến kiến thức, bài đang học Chúng ta đang sống trong thời đại công nghệ thông tin, với những phát minh của nhân loại đang nở rộ với tốc độ ngày càng cao Vốn hiểu biết của nhân loại từng ngày, từng giờ ngày càng được bổ sung thêm, những bằng chứng mới về các quy luật diễn ra trong thực tế quanh ta Nếu trong giảng dạy chúng ta chỉ dừng lại ở các kiến thức kinh điển, không đề cập đến những phát minh, những ứng dụng mới nhất của các kiến thức, thì điều đó đồng nghĩa với việc chúng ta không tạo điều kiện cho

HS thâm nhập thực tế và làm thui chột những khả năng sáng tạo

Ví dụ: Sau khi học xong kiến thức chuyển

động bằng phản lực, giáo viên cho học sinh

quan sát qua video “Chuyển động của vệ tinh

vinasat” Bằng việc cho học sinh quan sát ứng

dụng kiến thức vào thực tế cuộc sống, học sinh

sẽ nắm vững kiến thức lý thuyết và niềm tin

vào khoa học hơn

* Video chuyển động vệ tinh vinasat 1

c) Liên hệ kiến thức vật lí qua bài tập mang tính thực tiễn

Trong giáo trình về phương pháp dạy học vật lí cũng như SGK vật lí, những bài tập là những bài tập luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm vật lí, phát triển năng lực tư duy vật lí của HS và rèn luyện kỹ năng vận dụng các kiến thức của HS vào thực tiễn

Việc sử dụng cũng như giảng dạy bài tập vật lí trong trường THPT có tác dụng giúp HS hiểu và vận dụng một cách sâu sắc các kiến thức đã học, đồng thời là một trong những phương tiện giúp cho HS phát huy được tính tích cực, sáng tạo, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức

để giải quyết các vấn đề thực tiễn Kỹ năng vận dụng kiến thức trong việc giải bài tập

và trong thực tiễn đời sống chính là thể hiện khả năng tiếp thu, hiểu biết và vận dụng

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể mà các bài tập đặt ra, HS sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa và trừu tượng hóa…để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của HS có điều kiện để phát triển Có thể coi bài tập vật lí là một phương tiện tốt nhất để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống của HS

Bài tập còn cung cấp thêm kiến thức, mở rộng hiểu biết của HS về các vấn đề của đời sống và sản xuất đồng thời phát triển tư duy của HS Bài tập vật lí còn là cơ hội để GV đề cập đến những kiến thức mà trong giờ dạy lý thuyết chưa có điều kiện

để đề cập, qua đó bổ sung thêm kiến thức cho HS Bài tập còn cung cấp cho HS những số liệu mới về phát minh, những ứng dụng…không những giúp HS hòa nhịp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật của thời đại mà các em đang sống mà còn rèn luyện cho các em tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống

Do vậy việc xây dựng bài tập mang tính thực tiễn để sử dụng trong quá trình dạy học cũng như trong học tập của HS cần được GV quan tâm

* Bài tập vật lí định tính mang tính thực tiễn

Bài tập định tính là những bài tâp khi giải, HS không cần phải thực hiện các phép tính phức tạp khi cần thiết chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được

Bài tập định tính có rất nhiều ưu điểm về mặt phương pháp học Đưa được lí thuyết vừa học lại gần với đời sống, thực tiễn xung quanh, các bài tập định tính làm tăng thêm ở HS hứng thú môn học, tạo điều kiện cho HS suy luận phát triển ngôn ngữ vật lí Phương pháp giải bài tập định tính bao gồm việc xây dựng những suy lí lôgic của HS Việc giải các bài tập định tính rèn luyện cho HS hiểu rõ được bản chất của các hiện tượng vật lí và những quy luật của chúng, dạy cho HS biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn

Không những thế, bài tập định tính còn là phương tiện để củng cố và đào sâu kiến thức, giúp HS ứng dụng những kiến thức đã học vào cuộc sống và giải quyết

nó, dựa trên những kết quả của bài tập đó HS rút ra được những hiểu biết, những kinh nghiệm cho cuộc sống bản thân

14

Ví dụ: Tại sao người tham gia giao thông luôn được nhắc nhở không phóng nhanh vượt ẩu Hãy giải thích yếu tố “phóng nhanh” có liên quan đến yếu tố tai nạn giao thông như thế nào?

Một số bài tập vật lí định tính có thể chuyển thành thí nghiệm hay cho HS thiết kế các thí nghiệm Hoặc HS có thể tự tìm hiểu những bài tập hoặc tự tìm được những bài tập vật lí định tính mới phù hợp với kiến thức và năng lực mà HS có được Mặt khác dựa trên các bài tập vật lí định tính sẽ kích thích sự suy nghĩ, tìm tòi của

HS, đồng thời vận dụng kiến thức đã học vào giải thích các hiện tượng tự nhiên, ứng dụng trong đời sống, trong kỹ thuật cũng như mở rộng tầm mắt kỹ thuật cho HS, chuẩn bị cho HS đi vào hoạt động thực tế

* Bài tập vật lí định lượng mang tính thực tiễn

Là bài tập muốn giải quyết nó ta phải thực hiện hàng loạt các phép tính và kết quả thu được là đáp số định lượng, tìm giá trị một số đại lượng vật lí Dựa vào mục đích học ta có thể phân loại bài tập dạng này thành 2 loại:

* Bài tập tập dượt:

Là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ đề cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép toán đơn giản Nó có tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, giúp HS hiểu rõ ý nghĩa định luật và công thức biểu diễn, sử dụng các đơn vị vật lí tương ứng và có thói quen cần thiết để giải bài tập phức tạp

Ví dụ: Một tàu thủy chạy trên sông theo đường thẳng kéo một sà lan với lực không đổi F=5.103N Hỏi khi lực thực hiện được một công bằng 15.106J thì sà lan

đã dời chổ theo phương của lực được quãng đường bằng bao nhiêu?

* Bài tập tính toán tổng hợp

Là những bài tập phức tạp mà muốn giải nó HS phải vận dụng nhiều kiến thức

ở nhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức Kiến thức tích hợp nhiều nội dung kiến thức trong một chương, một phần hoặc các phần của tài liệu vật lí Loại tài liệu này giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức vật lí với nhau, luyện tập phân tích những hiện tượng phức tạp ra thành những phần đơn giản tuân theo một định luật xác định

Ví dụ: Một ô tô đang chạy với vận tốc 54km/h thì lái xe phát hiện vật cản trước mặt cách khoảng 18m Lái xe tắt máy và hãm phanh gấp với lực cản không đổi và bằng 75% trọng lượng của xe Hỏi xe có kịp dừng để khỏi đâm vào vật cản không? Như vậy, với những loại bài tập này không những dùng để giảng dạy cho HS kiến thức mà còn thấy rằng bài tập mang tính thực tiễn và phù hợp với trình độ của HS

d) Tổ chức hoạt động ngoại khóa

15

Hoạt động ngoại khóa là hoạt động nằm ngoài thời gian học chính khóa, hoạt động ngoại khóa là những hoạt động rất thiết thực và bổ ích với HS HS vừa được học vừa được vui chơi giải trí, tạo niềm hứng khởi để học tập tốt hơn

Trong điều kiện học tập hiện nay “hoạt động ngoại khóa” là một hình thức tổ chức dạy học có tính chất tự nguyện và được tiến hành ngoài giờ lên lớp Nó tạo điều kiện thuận lợi cho HS hoạt động theo hứng thú, sở thích riêng của từng HS và góp phần hướng nghiệp cho họ Hoạt động ngoại khóa còn có thể giúp HS củng cố,

mở rộng, khơi sâu thêm tri thức về một số lĩnh vực nhất định gắn liền với thực tế, phát huy tác dụng học tập với đời sống” Việc tổ chức học tập theo hình thức này chỉ có thể thực hiện trong điều kiện như một buổi sinh hoạt chuyên đề, để đưa các kiến thức vật lí gắn với đời sống cho HS, không thể tổ chức hết trong một tiết học, với kiểu học tập như thế này chỉ có thể học tập sau khi học xong một chương nào đó thuộc chương trình học Quá trình thảo luận khiến người học chú tâm hơn đến các

đề tài đang được bàn thảo trong quá trình học, những vấn đề được đào sâu hơn, tham gia sáng tạo tri thức, trao đổi suy nghĩ và có quan điểm một cách rõ ràng, hình thành thói quen tương tác trong học tập, nhưng bên cạnh đó cũng phát triển một số kỹ năng khác, trong quá trình thảo luận sẽ xuất phát các vấn đề về thực tế Trong quá trình thảo luận các vấn đề thực tiễn được đưa vào giải quyết và đồng thời thấy được tính thực tiễn của kiến thức đã học và những ứng dụng của nó, mặt khác các buổi thảo luận không hạn hẹp trong thời gian một tiết học nên học sinh có thể thoải mái trình bày những quan điểm của mình và đồng thời không chịu áp lực về điểm số do đó các em sẽ tự tin hơn, thích thú hơn khi tiếp xúc với các vấn đề đó

e) Tổ chức các cuộc thi “thiết kế mô hình thí nghiệm, thiết bị vật lí”

Thiết kế mô hình thí nghiệm hay các thiết bị vật lí là một biện pháp để phát huy

sự sáng tạo khéo léo của HS cũng như GV Đồng thời hỗ trợ đắc lực cho GV trong quá trình giảng dạy

Việc tổ chức các cuộc thi này tùy thuộc vào thời điểm có kỷ niệm những ngày lễ lớn trong năm học, GV có thể tổ chức cho HS thiết kế các mô hình thí nghiệm có tác dụng minh họa những kiến thức đã và đang học trong chương trình hoặc các mô hình các thiết bị vật lí có ứng dụng và có ý nghĩa khoa học

Thông qua các cuộc thi này, HS sẽ tích cực tìm hiểu các kiến thức, việc lôi cuốn HS vào các phong trào nhưng mang tính học tập, HS sẽ năng động hơn, sáng tạo hơn, phát triển tư duy cho HS, từ chỗ mở rộng những hiểu biết của HS về những ứng dụng khoa học kỹ thuật của vật lí để bồi dưỡng tình cảm yêu thích bộ môn, đồng thời giáo dục hướng nghiệp với ngành nghề sau này cho HS bên cạnh việc tổ chức này có thể tiến tới góp phần vào việc thành lập câu lạc bộ vật lí trong nhà trường đây cũng là mô hình học tập thoải mái, kiến thức không bó gọn trong chương trình học

mà nó sẽ vượt ra ngoài kiến thức đã học, kích thích trí tò mò, sáng tạo trong quá trình học tập của HS

g) Tham quan

16

Tham quan là phương pháp được tiến hành bằng cách đưa HS đi thăm, đi xem những sự vật, hiện tượng có ý nghĩa tích cực trong cuộc sống Đây là một hình thức củng cố kiến thức và giáo dục tư tưởng cho HS

Tham quan là biện pháp quan trọng giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS Những buổi tham quan các nhà máy và nông trường giúp cho HS thấy được các hiện tượng vật lí trong mối liên hệ tương hỗ của chúng, thấy được sự vận dụng tri thức khoa học trong thực tiễn sản xuất của con người cũng như vai trò của các tri thức đó trong nền sản xuất hiện đại

Đi tham quan HS sẽ thấy được các quá trình sản xuất, hoạt động của các máy móc, các cơ chế và hoạt động sản xuất của con người HS có dịp làm quen với những

xu hướng cơ bản của sự phát triển kĩ thuật hiện đại, cơ khí hóa, điện khí hóa, tự động hóa

Ví dụ: Cho học sinh tham quan nhà máy thủy điện Được tận mắt chứng kiến hoạt động của nhà máy thủy điện, từ đó HS sẽ dùng những kiến thức đã học giải thích nguyên tắc hoạt động của nhà máy dẫn đến HS sẽ hiểu được sâu sắc kiến thức bài học về sự bảo toàn năng lượng, sự chuyển hoá năng lượng tốt hơn

Để tham quan có hiệu quả cần xác định rõ mục đích, nhiệm vụ của buổi tham quan, liên hệ với nơi cần tham quan để có kế hoạch cụ thể, phổ biến kế hoạch đến

HS (nhấn mạnh địa điểm, thời gian, chi phí, quy định của buổi tham quan…) đồng thời phải có bài thu hoạch

Tuy nhiên tham quan phải tùy điều kiện của từng lớp, từng nhóm HS cũng như tùy từng vùng miền, tùy chương và bài học mới thực hiện được

1.5 Quy trình thiết kế bài học vật lí theo hướng tăng cường tính thực tiễn

Để thiết kế được các tiến trình dạy học cụ thể theo hướng phát huy tính thực tiễn chúng ta cần dựa trên cơ sở sau:

- Xác định mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng của chương

- Lôgic phát triển nội dung của chương theo SGK hiện hành

- Nội dung học của chương

- Chuẩn bị các điều kiện cần thiết cho việc triển khai dạy học các nội dung của chương theo hướng phát huy tính thực tiễn

+ Xác định một số vấn đề thực tiễn của chương

+ Xây dựng hệ thống bài tập định lượng gắn với thực tiễn

+ Xây dựng hệ thống bài tập định tính có nội dung thực tiễn

+ Xác định các phương tiện, thiết bị và tài liệu hỗ trợ giảng dạy

+ Xác định tư liệu hỗ trợ hoạt động học tập cho HS

- Không lạm dụng quá nhiều, chất lượng hơn số lượng

- Những ứng dụng đưa ra hấp dẫn, chọn lọc, đảm bảo tính chính xác, khoa học, phù hợp với trình độ HS

- Mang tính phổ biến hoặc có tính thời sự

- Bố trí thời gian hợp lý trong quá trình giảng dạy, luôn tạo sự thoải mái cho

HS, ngữ điệu phù hợp, vui vẻ, nghiêm túc tránh sự nhàm chán

Như vậy, dạy học vật lí gắn với thực tiễn nhằm đưa thực tiễn vào trong quá trình dạy học, ở đây GV không những hướng dẫn cho HS tìm kiến thức, xử lý thông tin mà còn hướng dẫn cho HS thấy được tầm quan trọng của kiến thức cũng như những ứng dụng kiến thức mà mình đã, đang và sẽ trên con đường tìm kiếm và học tập từ đó các kỹ năng của HS được phát triển, HS cảm thấy thoải mái khi học tập cũng như tiếp cận tri thức

Thay vì áp dụng rập khuôn các mô hình tiên tiến vào giảng dạy, thì ở đây dạy học vật lí sẽ phù hợp với điều kiện mà các trường không đầy đủ cơ sở vật chất, đặc biệt là các trường ở vùng sâu, vùng xa như hiện nay

Dạy học vật lí gắn với thực tiễn là hình thức học tập gắn kết được lý thuyết và thực tiễn, khơi gợi được sự sáng tạo và hứng thú cho hành trình khám phá khoa học của HS

II TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÝ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC THEO HƯỚNG TĂNG CƯỜNG TÍNH THỰC TIỄN CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 THPT

2.1 Đặc điểm chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 THPT

Các định luật bảo toàn có vai trò đặc biệt quan trọng trong vật lí học, đó là những định luật tổng quát, áp dụng cho mọi hệ kín, từ vi mô đến vĩ mô Các định luật bảo toàn có ý nghĩa lớn về mặt phương pháp luận (phương pháp bảo toàn hay quan điểm bảo toàn, tư tưởng bảo toàn dùng để nghiên cứu vật lí học); phương pháp bảo toàn là phương pháp sử dụng các định luật bảo toàn như những phương pháp cơ bản giải bài toán vật lí; phương pháp bảo toàn không chỉ bổ sung cho phương pháp động lực học mà còn có thể thay thế hoàn toàn trong trường hợp không áp dụng được phương pháp động lực học do không biết rõ các lực tác dụng (như trong trường hợp

va chạm, nổ ) Các định luật bảo toàn là cơ sở vật lí của nhiều ứng dụng kĩ thuật quan trọng: chuyển động phản lực, công nghiệp năng lượng, hoàn thiện các thiết bị

kỹ thuật, Dạy học các định luật bảo toàn có nhiều tiện lợi để bồi dưỡng phương

- Bài 23: Động lượng Định luật bảo toàn động lượng

- Bài 24: Công và công suất

- Bài 25: Động năng

- Bài 26: Thế năng

- Bài 27: Cơ năng

Phân tích chương trình và nội dung SGK Vật lí 10 chúng ta có thể xây dựng

sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” qua sơ đồ sau:

19

Các định luật bảo toàn

Định luật bảo toàn động lượng

Định luật bảo toàn động lượng

Công suất

Định lý động năng

Cơ năng

Định luật bảo toàn động lượng

Bài tập

va chạm

Định luật bảo toàn năng lượng

Định luật bảo toàn cơ năng

Sơ đồ Cấu trúc chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10

20

2.2 Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn của học sinh thông qua dạy học chương “ Các định luật bảo toàn vật lí lớp 10 THPT”

a) Các phương tiện tham gia hỗ trợ dạy học chương

1 Các video: Giáo viên có thể tự quay hoặc tìm kiếm các video chính thống trên

các trang mạng ví dụ thuvienvatly.com; youtobe.com…

Cầu thủ đá vô lê đưa bóng vào

lưới đối phương Chuyển động của quả bóng bay

Súng giật sau khi bắn Chuyển động của vệ tinh Vinasat

Tên lửa xe đạp Chuyển động của tên lửa nhiều tầng

21

Búa máy đóng cọc Nước lũ cuốn trôi nhà cửa

2 Các thí nghiệm ảo, mô phỏng thí nghiệm

Hòn bi va chạm vào thành Hai hòn bi va chạm vào nhau

Nguyên tắc chuyển động của nhà máy thủy điện

3 Các tranh ảnh

Ảnh các nhà máy thủy điện

22

Người bắn cung

Vận động viên nhảy sào

2.3 Các bước cần thực hiện khi thiết kế dạy học vật lí gắn với thực tiễn

Bước 1: Xác định mục tiêu của chương

Bất kì một hoạt động nào cũng cần phải đề ra mục tiêu Nhờ vậy hoạt động mới có định hướng đúng, tổ chức phù hợp và kết quả mới được đánh giá rõ ràng Mục tiêu là cái đích của bài học cần đạt tới một cách cụ thể, phải chỉ rõ sản phẩm của bài học Trong dạy học theo hướng tăng cường tính thực tiễn, sản phẩm

là những hiện tượng thực tế, thí nghiệm và các ứng dụng kĩ thuật liên quan đến bài học mà HS phải nắm được

Mục tiêu cần đạt được sau khi học xong một chương sẽ được xác định dựa trên mục tiêu đào tạo, mục tiêu của môn học, của chương, của bài học tùy theo nhu cầu, trình độ của học sinh Để thiết kế tiến trình dạy học cho chương “Các định luật bảo toàn” về mục tiêu của chương tôi đã nêu ra ở trên

Bước 2: Xác định một số vấn đề thực tiễn của chương

Các vấn đề thực tiễn ứng dụng kiến thức thì rất nhiều, nhưng việc đưa vào các vấn đề để học sinh giải quyết là một việc rất quan trọng Khi dạy học tùy thuộc vào điều kiện từng trường và học sinh từng vùng miền mà GV lựa chọn các vấn

đề thực tiễn sao cho phù hợp

23

Dựa vào mục tiêu, nội dung kiến thức và sự ứng dụng của các kiến thức đó tôi đã lựa chọn những vấn đề thực tiễn để đưa vào dạy học ở chương này là:

- Vấn đề 1: Giải thích nguyên tắc hoạt động của tên lửa?

- Vấn đề 2: Tại sao dòng nước lũ đang chảy mạnh có thể cuốn trôi cây cối, phá hủy nhà cửa?

- Vấn đề 3: Giải thích nguyên tắc hoạt động của nhà máy thủy điện?

- Vấn đề 4: Giải một số bài tập thực tiễn ứng dụng các định luật bảo toàn

Bước 3: Xây dựng hệ thống bài tập gắn với thực tiễn

Bài tập rất cần thiết cho việc rèn kỹ năng cũng như việc vận dụng kiến thức

đã học vào giải quyết nhiệm vụ học tập Hệ thống bài tập với số liệu và hiện tượng thực tế góp phần giúp học sinh thấy được những ứng dụng của vật lí vào cuộc sống Dưới đây là hệ thống bài tập gắn với thực tiễn chương “các định luật bảo toàn”

BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG Bài 1: Một người khối lượng m1= 50 kg đang chạy với vận tốc v1 = 4 m/s thì nhảy lên một chiếc xe khối lượng m2 = 80 kg chạy song song ngang với người này với vận tốc v2 = 3 m/s Sau đó xe và người vẫn tiếp tục chuyển động theo phương cũ Tính vận tốc xe sau khi người này nhảy lên nếu ban đầu xe và người chuyển động:

a) Cùng chiều

b) Ngược chiều

Câu hỏi định hướng:

- Hệ xe + người là hệ gì ?

- Nêu công thức định luật bảo toàn động lượng ?

- Nếu xét về độ lớn như thế nào ?

- Từ bài tập rút ra được bài học gì trong cuộc sống? (định hướng thực tế và nhân sinh quan cho học sinh)

Hướng dẫn giải :

Xét hệ xe + người là hệ kín

Theo định luật bảo toàn động lượng :

a) Khi người nhảy cùng chiều thì:

s m m

m

v m v

m

80 50

3 80 4 50

2 1

2 2 1

m v

m1 1  2 2  1 2

24

b) Khi người nhảy ngược chiều thì:

m m

v m v m

80 50

3 80 4 50

2 1

2 2 1

Vậy xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc 0,3m/s

Bài 2: Một tên lửa khối lượng M =10 000 kg đang bay thẳng đứng lên trên

với vận tốc 100 m/s thì phụt ra sau trong một thời gian rất ngắn một lượng khí có khối lượng m = 1 000 kg khí với vận tốc 800 m/s Tính vận tốc của tên lửa ngay sau khi phụt khí?

Câu hỏi định hướng:

- Hệ tên lửa - khí là hệ gì?

- Viết công thức định luật bảo toàn động lượng cho hệ?

- Nếu xét về độ lớn?

- Vận tốc của tên lửa ngay sau khi phụt khí được xác định như thế nào?

- Từ bài tập rút ra được bài học gì trong cuộc sống?

Hướng dẫn giải:

Vì thời gian phụt khí là rất ngắn nên trọng lượng và sức cản của không khí coi như chưa ảnh hưởng đến vận tốc của tên lửa ngay sau khi phụt khí Tên lửa và khí phụt ra lúc này có thể coi là hệ cô lập

Chọn chiều dương là chiều thẳng đứng từ dưới lên

Động lượng của hệ trước khi phụt khí: p  M v

Động lượng của hệ ngay sau khi phụt khí:   '

1 ' '

mv v m M

m

M

Mv

/ 200 1000

10000

800 1000 100 10000

' 1 '

' 1 '

Bài 3: Trên hồ có một con thuyền, mũi thuyền hướng thẳng góc với bờ Lúc

đầu thuyền nằm yên, khoảng cách từ mũi thuyền tới bờ là 0,75 m Một người bắt đầu đi từ mũi đến đuôi thuyền Hỏi mũi thuyền có cập bờ được không, nếu chiều dài của thuyền là l = 2m Khối lượng của thuyền là M = 140kg, của người là m =

60 kg Bỏ qua ma sát giữa thuyền và nước

- Quảng đường thuyền dịch chuyển được tính như thế nào?

- Từ bài tập rút ra được bài học gì trong cuộc sống?

Hướng dẫn giải:

Gọi vận tốc của thuyền đối với bờ là v, vận tốc của người đối với thuyền là

u Chọn chiều dương là chiều chuyển động của thuyền

Định luật bảo toàn động lượng áp dụng cho hệ kín thuyền - người:

Mv+m(v-u) =0

Suy ra :

m

m M v

l v

m

60 140

2 60

Kết quả là mũi thuyền chưa chạm được bờ

Bài 4: Một ô tô đang chạy với vận tốc 54 km/h thì lái xe phát hiện vật cản

trước mặt cách khoảng 18 m Lái xe tắt máy và hãm phanh gấp với lực cản không đổi và bằng 75% trọng lượng của xe Hỏi xe có kịp dừng để khỏi đâm vào vật cản không?

Câu hỏi định hướng:

- Công thức tính trọng lượng?

- Quảng đường xe đi được sau khi hãm phanh được xác định như thế nào?

- Từ bài tập rút ra được bài học gì trong cuộc sống?

Hướng dẫn giải:

Đổi v0 = 54 km/h = 15 m/s

Gọi m là khối lượng của xe

Trọng lượng của xe là: P = mg

Vậy xe kịp dừng để khỏi đâm vào vật cản

Bài 5: Một con ếch có khối lượng m = 300 g ngồi ở đầu một tấm ván có

khối lượng M = 10 kg và chiều dài L = 2 m nổi nằm yên trên mặt nước Ếch bắt đầu nhảy lên theo hướng dọc chiều dài tấm ván Hỏi nó phải nhảy với vận tốc ban đầu v0 bằng bao nhiêu để một bước nhảy nó tới được mép cuối của tấm ván, nếu góc nhảy hợp với phương ngang một góc 300 Bỏ qua lực cản của không khí?

Câu hỏi định hướng:

m

gL

60 sin 1 10

3 , 0

2 10 2

Bài 6: Một vận động viên nhảy cầu khối lượng 77 kg, nhảy từ độ cao 10m

so với mặt nước ở bể bơi xuống bể bơi Tính vận tốc của vận động viên khi rơi

27

được 5m và ngay trước khi chạm nước Lấy g =10 m/s2 và bỏ qua sức cản của không khí

Câu hỏi định hướng:

- Cơ năng của vận động viên trước khi nhảy xuống bể bơi?

- Cơ năng của vận động viên sau khi rơi được 5m?

- Cơ năng của vận động viên khi chạm nước?

- Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng như thế nào?

- Từ bài tập rút ra được bài học gì trong cuộc sống?

Hướng dẫn giải:

Chọn gốc thế năng tại mặt nước

Cơ năng của vận động viên trước khi nhảy:

W1=mgh=77.10.10=7700(J)

Cơ năng của vận động viên khi rơi được 5m là:

W2=mgh1+ 2

1 2

1

mv =77.10.5+ 2

1 77 2

1

v => v1 = 10m/s

W1 =W3 => 7700 = 2

2 77 2

1

v => v2=14,14m/s Vậy vận tốc của vận động viên sau khi rơi được 5m là 10m/s và trước khi chạm mặt nước là 14,14m/s

Bài 7: Một hồ chứa nước ở độ cao 30m so với nơi đặt các tuabin của các

nhà máy thủy điện Lưu lượng nước từ hồ chảy vào của các tuabin là 1000

m3/phút Các tuabin có thể thực hiện được công bằng 0,8 công nhận được từ nước Lấy g = 10m/s2 Tính công suất của các tuabin?

Câu hỏi định hướng:

- Khối lượng của nước bằng bao nhiêu?

- Mối quan hệ giữa công suất và thế năng được xác định như thế nào?

- Xác định công suất của các tuabin?

Hướng dẫn giải:

Hiệu suất H =0,8 Nên công suất các tua bin là P’= 5.106.0,8= 4.106 W

Bài 8: Một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75 kg đang đi bộ ngoài không

gian Do một sự cố, dây nối người với con tàu bị tuột Để quay về con tàu vũ trụ, người đó ném bình khí ôxi mang theo người có khối lượng 10 kg về phía trước với tàu với vận tốc v =12 m/s Giả sử ban đầu người đang đứng yên so với tàu, hỏi sau khi ném bình khí, người sẽ chuyển động về phía tàu với vận tốc V bằng bao nhiêu?

Câu hỏi định hướng:

- Tại sao khi ném bình khí thì nhà du hành vũ trụ lại chuyển động về phía tàu?

- Hệ người – bình khí có phải là hệ kín không?

- Để xác định vận tốc của nhà du hành vũ trụ sau khi ném bình khí ta áp dụng định luật nào?

Hướng dẫn giải:

Gọi khối lượng của người là M, của bình khí là m Hệ người – bình khí được coi là một hệ kín Xét trong hệ quy chiếu gắn với tàu, tổng động lượng ban đầu của hệ bằng 0

Theo định luật bảo toàn động lượng, sau khi người ném bình khí, tổng động lượng của hệ cũng phải bằng 0

mv V

mv

75

12 10

Bài 1: Một em bé đang thổi hơi vào quả bong bóng, khi bóng căng do sơ ý

bóng tuột ra khỏi tay Quả bóng chuyển động như thế nào? Vì sao?

Hướng dẫn giải:

Quả bóng chuyển động về phía trước

Bài 2: Một người lái đò đang đứng ở mũi thuyền Thuyền đậu sát và mũi

thuyền vuông góc với bờ trên mặt nước yên lặng Khi thấy có khách đi đò người lái thuyền đã đi từ mũi thuyền xuống lái thuyền để đón khách Hỏi người lái thuyền có đón được khách không? Vì sao?

Hướng dẫn giải:

Người lái thuyền không đón được khách

Vì: Khi dich chuyển từ mũi đến lái, người ấy đã vô tình làm thuyền dịch chuyển theo hướng ngược lại, tức là làm cho thuyền rời khỏi bờ

Bài 3: Trong một trận bóng đá của đội tuyển Việt Nam, khi thủ môn Đặng

Văn Lâm bắt một quả bóng xút rất căng, ta thấy thủ môn phải làm động tác kéo dài thời gian bóng chạm tay mình (thu bóng vào bụng, hơi nhún tay lại) Hãy giải thích tại sao? Tìm ra các hiện tượng tương tự?

bị đau chân (thậm chí gãy chân)

Bài 4: Trong một cuộc tập trận về bảo về hoà bình của Liên Hiệp Quốc,

khi các em xem khẩu pháo bắn đạn, viên đạn vừa bay ra thì khẩu pháo bị giật lùi? Hãy hãy thích hiện tượng đó?

Hướng dẫn giải:

Hệ (súng + đạn) có thể coi là hệ cô lập (bỏ qua mọi lực ma sát, lực cản…)

Bạn đầu đứng yên, tổng động lượng của hệ = 0 khi đạn có khối lượng m bắn đi với vận tốc ⃗ thì súng có khối lượng M chuyển động với vận tốc ⃗ tổng động lượng của hệ bằng: ⃗ + ⃗

Định luật bảo toàn động lượng: ⃗ + ⃗ = 0⃗

⃗ = − ⃗ Súng chuyển động với vận tốc ⃗ ngược chiều đạn bay

30

Bài 5: Trong một giờ thể dục, Một học sinh dậm đà để xuất phát trong cuộc

thi chạy 100 m Động tác dậm đà đã giúp học sinh lao về phía trước một cách nhanh chóng Trong trường hợp này, định luật bảo toàn động lượng có được áp dụng không? Tại sao?

Hướng dẫn giải:

Định luật bảo toàn động lượng không được áp dụng, vì không đảm bảo các yêu cầu:

- Hệ không kín

- Không phóng ra phần khối lượng của vật

Bài 6: Trong một buổi xem xiếc đầy thú vị, Một người làm xiếc nằm trên

mặt đất rồi cho đặt lên bụng mình một tảng đá to Sau đó cho người khác lấy búa

tạ đập vào đá Khi tảng đá vỡ, người làm xiếc vẫn đứng dậy vui cười chào khán giả Điều gì đã giúp anh ta thoát khỏi mối nguy hiểm nêu trên?

Hướng dẫn giải:

Theo định luật bảo toàn động lượng Sau va chạm, vật có khối lượng càng lớn thì biến thiên động lượng càng nhỏ (tức ít bị chấn động) Tảng đá đặt trên ngực sẽ có tác dụng giảm chấn động Đá càng to càng an toàn

Bài 7: Vì sao khi chế tạo các vệ tinh, người ta luôn tìm cách giảm tối thiểu khối

lượng của vệ tinh? Khi phóng vệ tinh nhân tạo có khối lượng lớn và khối lượng nhỏ năng lượng cần thiết trong hai trường hợp khác nhau như thế nào?

Hướng dẫn giải:

Vì khối lượng lớn, người ta phải thực hiện công lớn để làm tăng động năng khi phóng Nếu giảm thiểu được khối lượng sẽ tiết kiệm được năng lượng khi phóng vệ tinh

Bài 8: Một người ném một vật thẳng đứng lên cao Điều gì làm cho vận tốc

của vật giảm dần? Sau khi đạt cực đại về độ cao, điều gì làm cho vận tốc của vật tăng dần khi rơi xuống

(Sau đó Giáo viên có thể cho số liệu củ thể thành một bài toán định lượng, tình huống này áp dụng cho bước Vận dụng hoặc tổng kết bài học “Cơ năng”)

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng

Khi vật được ném thẳng đứng lên cao, độ cao của vật tăng dần nên thế năng tăng dần Do cơ năng bảo toàn nên động năng giảm dần khiến cho vận tốc của vật giảm dần

Khi vật rơi xuống, độ cao của vật giảm dần nên thế năng của vật giảm dần

Do cơ năng bảo toàn nên động năng tăng dần khiến vận tốc tăng dần