Các luận điểm phương pháp luận dạy học khoa học theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực

7 1.2 Tổ chức hành động chiếm lĩnh tri thức vật lý của học sinh theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tìm tòi sáng tạo của học sinh trong quá trình học tập

Mở đầu: 4

I Lý do chọn đề tài: II Mục tiêu của đề tài: III Đối tượng nghiên cứu: V Nhiệm vụ của đề tài: IV Giả thuyết khoa học: VI Phương pháp nghiên cứu: CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Các luận điểm phương pháp luận dạy học khoa học theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học của học sinh 7

1.2 Tổ chức hành động chiếm lĩnh tri thức vật lý của học sinh theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tìm tòi sáng tạo của học sinh trong quá trình học tập 11

1.3 Con đường hình thành định luật vật lý 16

1.4 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý 17

1.5 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học tri thức cụ thể 20

CHƯƠNG II : THỰC HÀNH THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC BÀI “QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA BA LỰC SONG SONG” SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÝ 10 NÂNG CAO

2.1 Vị trí và nội dung phần kiến thức của bài “ Quy tắc hợp lực song song Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song” và bài “Định luật Sac – lơ Nhiệt độ tuyệt đối” 24

2.2 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học 26

2.2.1 Mục tiêu dạy học:

2.2.2 Câu hỏi và các kết luận tương ứng với từng đơn vị kiến thức

2.2.3 Sơ đồ lôgic tiến trình xây dựng kiến thức:

2.2.4 Tiến trình dạy học cụ thể:

2.3 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 44

2.3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm:

2.3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm:

2.3.3 Thời gian, đối tượng thực nghiệm sư phạm

2.3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG III: THỰC HÀNH THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC BÀI

“ĐỊNH LUẬT SAC – LƠ NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI” SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÝ 10 NÂNG CAO

3.1 Vị trí và nội dung phần kiến thức của bài “Định luật Sac – lơ Nhiệt độ tuyệt đối” 51 3.2 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học 52

3.2.1 Mục tiêu dạy học:

3.2.2 Câu hỏi và các kết luận tương ứng với từng đơn vị kiến thức

3.2.4 Tiến trình dạy học cụ thể

3.3 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 61

3.3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm:

3.3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

3.3.3 Thời gian, đối tượng thực nghiệm sư phạm

3.3.4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm

Kết luận chung 65 Tài liệu tham khảo 66

MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài:

Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa Viễn cảnh sôi động, tươi đẹp nhưng cũng nhiều thách thức đòi hỏi ngành Giáo dục – đào tạo phải có những đổi mới căn bản, mạnh mẽ đồng bộ về mọi mặt Trong đó đặc biệt chú trọng đổi mới phương pháp dạy học và phương tiện dạy học Theo nghị quyết TW 2 khóa VIII đã chỉ rõ “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục – đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh…” Trước những yêu cầu đó, những năm gần đây ngành GD&ĐT đã liên tục thực hiện nhiều chính sách đổi mới cải cách Ví dụ như: thay đổi sách giáo khoa về nội dung và phương pháp giảng dạy, thay đổi chế độ, quy định kiểm tra đánh giá, thực hiện “2 không”… Đó là những việc mang tầm vĩ

mô Thiết nghĩ muốn thực hiện được chủ trương đổi mới thì mỗi giáo viên phải thấm nhuần tư tưởng đổi mới Đặc biệt là với những thế hệ giáo viên trẻ Đó là nghĩa vụ và trách nhiệm của mỗi người giáo viên nói riêng và của ngành giáo

dục nói chung Mặt khác, một lý do hết sức quan trọng trong việc nghiên cứu và thực hiện đề tài mà em nhận thấy Đó là: phần kiến thức về các định luật vật lý

là khá quan trọng trong hệ thống kiến thức ở trường phổ thông Bởi lẽ, nhiệm vụ của khoa học nói chung và vật lí học nói riêng là phải nghiên cứu sự vật hiện tượng trong sự vận động của chúng, qua sự phụ thuộc lẫn nhau để tìm ra mối liên

hệ khách quan Chính là tìm ra quy luật, các định luật Để học sinh có thể tự chủ linh hoạt tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc vững chắc và có thể phát huy khả năng tư duy, sáng tạo của học sinh khi học các bài về định luật vật lí, em thấy rằng cần phải thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học hợp lí, theo tư tưởng đổi mới phương pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm của sự học và sự dạy

Bên cạnh đó qua nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, em thấy trong bài

“Quy tắc hợp lực song song”, con đường hình thành, xây dựng quy tắc có thể thực hiện theo con đường hình thành định luật vật lí Nhờ vậy, khi dạy bài này, nếu vận dụng đúng lý luận, có thể phát huy được khả năng tư duy sáng tạo, tính tích cực chủ động của học sinh một cách hiệu quả nhất Còn với bài “Định luật Sác lơ” thì đây là một trong ba định luật về chất khí Trước đây, khi dạy bài này

có những yếu tố kiến thức giáo viên phải thông báo Tuy nhiên, để hạn chế việc giáo viên phải truyền thụ kiến thức theo kiểu truyền thống, em cũng mạnh dạn đưa ra phương án dạy học tránh được sự thông báo, tìm ra kiến thức trên cơ sở các công cụ và phương tiện hỗ trợ

Với những lý do khách quan và chủ quan nêu trên em chọn đề tài: “Thiết kế hoạt

động dạy học bài “Quy tắc hợp lực song song Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song” và bài “Định luật Sác lơ Nhiệt độ tuyệt đối” Sách giáo khoa vật lý 10 nâng cao nhằm phát huy tính tích cực tự chủ của học sinh trong học tập” với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy học

vật lý ở trường THPT

II Mục tiêu của đề tài:

Nghiên cứu, xây dựng tiến trình dạy học nhằm phát huy hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ, sáng tạo của học sinh trong quá trình xây dựng kiến thức bài: “Quy tắc hợp lực song song Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song” và bài “Định luật Sác lơ Nhiệt độ tuyệt đối”

III Đối tượng nghiên cứu:

- Hoạt động học tập, nhận thức của học sinh và hoạt động dạy học của giáo viên trong việc tổ chức nhận thức, định hướng hoạt động của học sinh

- Nội dung kiến thức cơ bản bài: “Quy tắc hợp lực song song Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song” và bài “Định luật Sác lơ Nhiệt độ tuyệt đối”

IV Giả thuyết khoa học:

Trên cơ sở vận dụng những quan điểm lý luận dạy học hiện đại có thể tổ chức hoạt động của học sinh nhằm tạo điều kiện cho học sinh tham gia một cách tích cực, tự chủ, sáng tạo trong quá trình xây dựng bài “Quy tắc hợp lực song song Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song” và bài

“Định luật Sác lơ Nhiệt độ tuyệt đối” V Nhiệm vụ của đề tài:

Để đạt được mục tiêu đề ra, đề tài có những nhiệm vụ chủ yếu sau đây:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của đề tài về việc thiết kế hoạt động dạy học nhằm phát huy tính tích cực tự chủ của học sinh

- Thiết kế phương án dạy học “Quy tắc hợp lực song song Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song” và bài “Định luật Sác lơ Nhiệt

độ tuyệt đối”

- Cải tiến bộ thí nghiệm nhằm đổi mới phương pháp dạy học bài “Định luật Sác lơ”

- Thực nghiệm sư phạm nhằm hoàn thiện tiến trình dạy học đã soạn thảo

VI Phương pháp nghiên cứu:

- Nghiên cứu tài liệu lý luận dạy học để tìm hiểu các quan điểm dạy học hiện đại

- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách giáo viên để xác định mức độ nội dung, cấu trúc logic của các kiến thức mà học sinh cần nắm vững của hai bài: “Quy tắc hợp lực song song Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song” và bài “Định luật Sác lơ Nhiệt độ tuyệt đối”

- Dạy thực nghiệm, phân tích giờ dạy qua băng hình

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN

1.1 Các luận điểm phương pháp luận dạy học khoa học theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học của học sinh

Dạy học các môn khoa học ở nhà trường không chỉ đơn thuần nhằm mục tiêu duy nhất là giúp học sinh có được một số cụ thể nào đó Điều quan trọng hơn là trong quá trình dạy học các tri thức cụ thể đó, rèn luyện cho học sinh tiềm lực để khi ra trường họ có thể tiếp tục tự học tập, có khả năng nghiên cứu tìm tòi giải quyết vấn đề, đáp ứng đa dạng của hoạt động thực tiễn không ngừng phát triển Cũng chỉ trong điều kiện dạy học như vậy mới đảm bảo cho những kiến thức thực sự có chất lượng, sâu sắc, vững chắc, vận dụng được…

Quán triệt các quan điểm cơ bản về mục tiêu dạy học các môn khoa học,

quan điểm hiện đại của phương pháp luận khoa học, GS – TS Phạm Hữu Tòng

đã chỉ ra 6 luận điểm quan trọng làm nền tảng của chiến lược dạy học phát triển hoạt động tự chủ chiếm lĩnh tri thức, bồi dưỡng tư duy khoa học công nghệ và năng lực giải quyết vấn đề Nội dung của 6 luận điểm như sau:

Luận điểm 1: Về vai trò quan trọng của sự dạy là thực hiện được việc tổ chức

kiểm tra, định hướng hữu hiệu hoạt động học:

Sự học là sự thích ứng của người học với những tình huống thích đáng, làm nảy sinh và phát triển của người học những dạng thức hoạt động xác định, những năng lực thể chất, tinh thần và nhân cách cá nhân Nói đơn giản hơn, sự học là

sự thích ứng của người học với những tình huống thích đáng nhằm góp phần làm phát triển các năng lực nhận thức, thực tiễn và nhân cách của người học Bởi vậy, vai trò quan trọng của giáo viên trong dạy học các môn khoa học là tổ chức được những tình huống học tập và thực hiện được sự kiểm tra, định hướng hoạt động hữu hiệu cho phép gợi ra ở học sinh hoạt động học tập tự chủ, tích cực dẫn tới

sự chiếm lĩnh được kiến thức khoa học, theo cách tiếp cận tương tự như các nhà khoa học

Luận điểm 2: Về sự cần thiết tổ chức tình huống vấn đề trong dạy học:

Tri thức khoa học được xây dựng khi nhà khoa học có động cơ giải quyết một vấn đề tìm lời giải đáp cho một câu hỏi đặt ra và việc làm đó thực chất chính

là tìm ra một cái mới chứ không đơn thuần là việc tái hiện, lặp lại các kiến thức

Do vậy, trong dạy học các môn khoa học, giáo viên cần tổ chức được những tình huống vấn đề Đó chính là việc tổ chức những tình huống trong đó xuất hiện vấn đề cần giải quyết mà học sinh tự thấy mình có khả năng tham gia giải quyết,

và do đó sẽ suy nghĩ đưa ra giải pháp riêng của mình, tự tìm tòi cách giải quyết thích hợp

Luận điểm 3: Sự cần thiết lập được sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình nhận thức

khoa học đối với tri thức cần dạy

Tiến trình nhận thức khoa học đối với một kiến thức vật lý nào đó thực chất chính

là tiến trình giải quyết vấn đề xây dựng kiến thức đó Cụ thể hơn, đó là tiến trình từ

đề xuất vấn đề nghiên cứu đến suy đoán giải pháp, khảo sát lý thuyết, thực nghiệm rồi xem xét đánh giá khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm

Bởi vậy, trong dạy học, hoạt động nhận thức khoa học của học sinh cần được định hướng phù hợp được với tiến trình xây dựng tri thức tương ứng Việc này đòi hỏi sự phân tích sâu sắc cấu trúc nội dung tri thức cần dạy và xác lập được

sơ đồ biểu đạt lôgíc của tiến trình xây dựng, kiểm tra tri thức phù hợp với trình

độ học sinh Sơ đồ lôgíc phải thể hiện được con đường hình thành kiến thức từ tình huống xuất phát thế nào, nảy sinh vấn đề gì, tìm tòi giải quyết vấn đề và đi tới kết quả ra sao Từ đó xác định điều kiện cần thiết và những câu hỏi định hướng hữu hiệu cho hành động tìm tòi giải quyết vấn đề một cách phù hợp với phương pháp nhận thức khoa học

Luận điểm 4: Về sự cần thiết sử dụng những quan niệm vốn có của học sinh

trong việc tổ chức tình huống và định hướng hành động giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình xây dựng kiến thức mới

Tri thức mới được xây dựng dựa trên các tri thức đã có và đồng thời phải đối chọi lại các quan niệm tồn tại trước đây nhưng lại là trở lực đối với sự hình thành tri thức mới Bởi vậy trong quá trình dạy học cần sử dụng những quan điểm vốn

có của học sinh vào việc xây dựng tình huống có vấn đề và định hướng hoạt động giải quyết vấn đề một cách hữu hiệu Sao cho tạo được điều kiện cho quan niệm

đó được học sinh vận dụng, được thử thách trong quá trính kiểm tra hợp thức hóa, khiến cho học sinh tự nhận thấy chỗ sai lầm, thấy cần phải thay đổi quan niệm, khắc phục sai lầm để xây dựng tri thức mới phù hợp

Luận điểm 5: Về sự cần thiết phát huy tác dụng của sự trao đổi và tranh luận

của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức

Sự xây dựng tri thức khoa học là một quá trình mang tính xã hội Nhận thức của mỗi

cá nhân, thành viên xã hội, tiên tiến trong sự tương tác xã hội và xung đột xã hội, nhận thức Trong nghiên cứu khoa học, kết quả nghiên cứu của nhà khoa học có sự đóng góp của cộng đồng các nhà khoa học Kết quả nghiên cứu của mỗi cá nhân nhà khoa học đều có sự hỗ trợ của người khác Kết quả đó được trình bày, thông báo và trải qua tranh luận, phản bác, bảo vệ trong cộng đồng các nhà khoa học Nhờ đó kết quả nghiên cứu được chính lý, bổ sung và hoàn thiện, được cộng đòng khoa học chấp nhận Khi đó mới có được những tri thức khoa học đầy đủ và giá trị

Sự học tập, xây dựng tri thức của học sinh sẽ được tạo thuận lợi và hiệu quả hơn nhờ sự trao đổi và tranh luận với những người ngang hàng Từ đó sẽ phát huy được ảnh hưởng của sự hỗ trợ của những người trong cộng đồng đối với mỗi cá nhân qua vùng phát triển gần nhất

Luận điểm 6: Về sự cần thiết tổ chức tiến trình nghiên cứu xây dựng, bảo vệ tri

đối với quá trình nhận thức của mỗi học sinh) và đồng thời cho học sinh tập

quen với quy trình xây dựng và bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học, cần tổ chức tiến trình dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứu khoa học

Tóm lại: 6 luận điểm cơ bản có thể được diễn đạt khái quát như sau:

- Con người học, hình thành, phát triển nhân cách năng lực của mình trong hoạt động, học qua làm, qua khắc phục sai lầm Học qua giao tiếp, trình

bày ý kiến, tư tưởng, quan điểm của mình với người khác; đối chiếu ý kiến,

tư tưởng quan điểm của mình với ý kiến, tư tưởng của người khác và với thực nghiệm, thực tiễn Vì vậy, cần hiểu bản chất của dạy học là tạo điều kiện giúp cho sự học như thế đạt hiệu quả hơn Dạy học cần thực hiện tốt chức năng quan trọng là tổ chức, kiểm tra, định hướng hữu hiệu hoạt động học phù hợp với mục tiêu dạy học

- Cần đảm bảo sự cân đối giữa dạy tri thức với dạy kĩ năng tiếp cận tri thức

- Cần tổ chức được tình huống học tập hữu hiệu, khêu gợi được cho người học suy nghĩ từ vốn kinh nghiệm, hiểu biết của mình, đồng thời biết thu lượm, sử dụng thông tin từ những nguồn khác nhau để tự đưa ra ý kiến giải pháp của mình cho vấn đề đặt ra

- Nên khuyến khích trực giác sáng tạo của người học Tạo điều kiện cho người học tập nghiên cứu tìm tòi giải quyết vấn đề phù hợp ý kiến tiếp cận khoa học: đề xuất vấn đề, suy đoán đề xuất giải pháp, thực hiện giải pháp, diễn đạt kết luận, kiểm tra, đánh giá, vận dụng kết quả

- Cần tổ chức được sự làm việc hợp tác, trao đổi ý kiến, gợi được sự tranh luận phản bác, bảo vệ ý kiến trong tập thể người học

- Cần lập được sơ đồ mô phỏng tiến trình khoa học giải quyết vấn đề xây dựng tri thức cần dạy phù hợp với trình độ học sinh Theo đó, suy nghĩ thiết kế mục tiêu dạy học cụ thể và tiến trình hoạt động dạy học thích hợp

1.2 Tổ chức hành động chiếm lĩnh tri thức vật lý của học sinh theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề nhằm phát triển năng lực tìm tòi sáng tạo của học sinh trong quá trình học tập

Nghiên cứu các luận điểm xuất phát của việc nghiên cứu đổi mới dạy học ở phần trên, có thể thấy rằng: Muốn nâng cao chất lượng hiệu quả dạy học, phát huy năng lực tư duy sáng tạo tự chủ của học sinh trong việc tổ chức

hoạt động chiếm lĩnh tri thức kỹ năng, đòi hỏi việc tổ chức hoạt động chiếm lĩnh tri thức của học sinh phải theo tiến trình dạy học giải quyết vấn đề Dạy học giải quyết vấn đề là một thuật ngữ cơ bản trong lý luận về đổi mới phương pháp dạy học Vậy:

1.2.1 Dạy học giải quyết vấn đề gì?

- Theo V.Ôkôn, có thể hiểu dạy học giải quyết vấn đề (hay còn gọi là dạy học nêu vấn đề) dưới dạng chung nhất là toàn bộ các hành động như tổ chức các tình huống các vấn đề, biểu đạt vấn đề, chú ý những điều cần thiết để học sinh giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết đó và cuối cùng chỉ đạo quá trình hệ thống hóa và củng cố kiến thức nhận được

- Dạy học giải quyết vấn đề có tác dụng phát huy hoạt động nhận thức tự chủ, tích cực của học sinh, giúp học sinh chiếm lĩnh được các kiến thức khoa học sâu sắc vững chắc đồng thời đảm bảo sự phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình học tập

1.2.2 Yêu cầu của việc tạo tình huống vấn đề và định hướng hành động giải quyết vấn đề trong dạy học

Trong dạy học giải quyết vấn đề, việc đầu tiên giáo viên phải thực hiện là

tổ chức các tình huống có vấn đề Sau đó, định hướng giúp học sinh hành động giải quyết vấn đề đó Việc này đòi hỏi phải chú ý những điều kiện sau:

- Thứ nhất: Giáo viên có dụng ý tìm cách cho học sinh tự giải quyết một vấn

đề tương ứng với việc xây dựng một tri thức khoa học cần dạy Do đó, giáo viên cần nhận định về câu hỏi đặt ra, các khó khăn trí lực học sinh phải vượt qua khi giải đáp câu hỏi đó

- Thứ hai: Giáo viên phải xác định rõ kết quả giải quyết mong muốn đối với

vấn đề được đặt ra là học sinh chiếm lĩnh được kiến thức cụ thể gì? (Diễn đạt cụ thể một cách cô đọng chính xác)

- Thứ ba: Giáo viên soạn thảo được 1 nhiệm vụ giao cho học sinh sao cho

học sinh sẵn sàng đảm nhận nhiệm vụ đó Điều này đòi hỏi giáo viên phải chuẩn bị cho học sinh những điều kiện cần thiết để học sinh tự thấy mình

có khả năng giải quyết nhiệm vụ đặt ra và được lôi cuốn vào hoạt động tích cực giải quyết vấn đề đó

Để soạn thảo 1 nhiệm vụ cần 2 yếu tố cơ bản:

* Tiền đề, tư liệu ( Thiết bị, sự kiện, thông tin) cần cung cấp hoặc gợi ra cho học sinh

* Lệnh hoặc câu hỏi đặt ra cho học sinh

- Thứ tư: Trên cơ sở vấn đề cần giải quyết, kết quả mong đợi, những quan

niệm, khó khăn trí lực của học sinh trong những điều kiện cụ thể, giáo viên đoán trước những đáp ứng có thể của học sinh và dự định tiến trình định hướng, giúp đỡ học sinh khi cần một cách dạy mới hợp lý, phù hợp với tiến trình khoa học xây dựng kiến thức cần dạy

Tiến trình hoạt động tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh có thể diễn ra theo trình tự sau với sự hướng dẫn của giáo viên:

- Giáo viên mô tả một tình huống hay đặt ra một nhiệm vụ khiến cho học sinh sẽ phải tự đặt câu hỏi: “Có mối liên hệ nào chi phối?”, “Từ đó suy ra điều gì?”, như vậy là đã đưa học sinh đến tình thế lựa chọn một mô hình

hình được giáo viên giới thiệu, gợi ý để có thể bãi bỏ mô hình không hợp thức và lựa chọn, chấp nhận mô hình hợp thức

- Nếu cuối cùng học sinh vẫn không có khả năng xác định mô hình thích hợp thì giáo viên sẽ giúp đỡ học sinh bằng cách giới thiệu cho học sinh một mô hình thích hợp và sự hợp thức hóa mô hình đó

- Có thể tiếp tục tạo tình huống thứ cấp để học sinh vào tình thế phát triển hoàn chỉnh Nó đòi hỏi học sinh bác bỏ quan niệm sai lầm để củng cố tri thức mới xây dựng

- Tiến trình định hướng hành động của học sinh trong các tình huống học tập như đã nêu trên thể hiện tính chất chương trình hóa của sự định hướng hành động nghiên cứu tìm tòi sáng tạo của học sinh

1.2.3 Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề:

Để phát huy đầy đủ vai trò của học sinh trong sự tự chủ hành động xây dựng kiến thức và vai trò của giáo viên trong sự 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 tập thể học sinh đối với quá trình nhận thức khoa học của mỗi cá nhân học sinh, tiến trình dạy học có thể được thực hiện theo các pha (tương ứng với các pha của tiến trình xây dựng kiến thức Vật Lý trong nghiên cứu khoa học) như sau

 Pha thứ nhất: Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hóa tri thức, phát biểu vấn đề (tương ứng với phần (1), (2) trong sơ đồ)

Trong pha này: giáo viên giao cho học sinh một nhiệm vụ có tiềm

ẩn vấn đề Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh quan tâm đến nhiệm

vụ đặt ra, sẵn sàng nhận và tự nguyện thực hiện nhiệm vụ Quan niệm và giải pháp ban đầu của học sinh được thử thách Học sinh ý thức được khó khăn Dưới sự hướng dẫn của giáo viên vấn đề được chính thức diễn đạt

 Pha thứ hai: Học sinh hành động độc lập, tự chủ, trao đổi tìm tòi giải quyết vấn đề (phần (3), (4) trong sơ đồ)

Sau khi đã phát biểu vấn đề, học sinh độc lập hoạt động xoay sở để vượt qua khó khăn Trong quá trình đó, khi cần phải có sự hướng dẫn của giáo viên Đồng thời học sinh có thể diễn đạt trao đổi với người khác trong nhóm về cách giải quyết vấn đề và kết quả thu được, qua đó có thể hoàn chỉnh Dưới

sự giúp đỡ định hướng 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 ba: Tranh luận, thể chế hóa, vận dụng tri thức mới (phần (5)(6) trong

sơ đồ)

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 Học sinh chính thức ghi nhận tri thức mới và vận dụng

Tổ chức dạy học theo tiến trình trên, giáo viên đã tạo điều kiện thuận lợi để

học sinh phát huy sự tự chủ hành động xây dựng kiến thức đồng thời cũng phát huy được vai trò tương tác của tập thể học sinh đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh Tham gia vào quá trình giải quyết vấn đề như vậy, hoạt động của học sinh đã được định hướng phỏng theo tiến trình xây dựng kiến thức trong nghiên cứu khoa học Như vậy kiến thức của học sinh được xây dựng một cách hệ thống

và vững chắc, năng lực sáng tạo của học sinh từng bước được phát triển

Sơ đồ các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề tương ứng với các pha của tiến trình xây dựng tri thức Vật lý trong nghiên cứu khoa học:

1.3 Con đường hình thành định luật vật lý

Trong hệ thống kiến thức khoa học nói chung và hệ thống kiến thức ở trường

PT nói riêng thì các định luật vật lý là một phần chiếm vị trí quan trọng Nắm vững những yếu tố đặc điểm, tính chất đặc biệt là các giai đoạn hình thành định

luật vật lý dựa trên đặc điểm của hoạt động nhận thức trong khi tìm chân lý sẽ giúp giáo viên có cơ sở thiết kế các tiến trình dạy học, các định luật vật lý một cách phù hợp nhằm đạt được hiệu quả cao nhất

Định luật vật lý được hình thành trong dạy học thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hóa thực nghiệm, gồm các giai đoạn sau :

- Giai đoạn 1: Sơ bộ cho học sinh thấy có mối quan hệ nào đó thông qua quan sát trực tiếp thực tiễn

- Giai đoạn 2: Tiến hành thí nghiệm để rút ra mối quan hệ định lượng giữa các

sự vật, hiện tượng ở trên

- Giai đoạn 3: Phát biểu mối quan hệ đó thành một định luật

- Giai đoạn 4: Vận dụng định luật vừa tìm được vào giải quyết các vấn đề còn chưa giải quyết được

Con đường tìm tòi định luật vật lý trong dạy học xuất phát từ những mệnh đề lý thuyết tổng quát gồm các giai đoạn sau:

- Giai đoạn 1: Nêu lên một hiện tượng thực tế mà ta chưa giải thích được hoặc chưa giải thể dự đoán được diễn biến của nó, chưa biết được mối quan hệ giữa một số đại lượng nào đó

- Giai đoạn 2: Nêu lên một mệnh đề lý thuyết mà ta dự đoán rằng có liên hệ đến hiện tượng ta đang xét Mệnh đề này phải có giá trị chân thật

- Giai đoạn 3: Thực hiện một phép suy luận diễn dịch để từ mệnh đề lý thuyết rút ra một hệ quả logic nêu lên mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tượng như một định luật vật lý

- Giai đoạn 4: Làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán có phù hợp với thực tế không Nếu phù hợp thì hệ quả dự đoán trở thành một định luật

1.4 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật lý

Phương tiện dạy học nói chung và thí nghiệm nói riêng đều có chức năng quan trọng trong việc tạo điều kiện cho học sinh nắm vững chính xác, sâu sắc kiến thức, phát triển năng lực, nhận thức và hình thành nhân cách của học sinh Trong quá trình dạy học vật lý, thí nghiệm chứng tỏ vai trò to lớn của mình ở tất cả các khâu: tạo động cơ hứng thú học tập cho học sinh, cung cấp các dữ liệu thực nghiệm nhằm khái quát hóa hoặc kiểm chứng các kiến thức

về các khái niệm, định luật vật lý, mô phỏng các hiện tượng … sử dụng trong việc ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hóa kiến thức, kỹ năng của học sinh,

hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng

 Các thí nghiệm được sử dụng trong dạy học vật lý

Trong dạy học vật lý ở trường PT, người ta dựa vào mục đích đối tượng tiến hành thí nghiệm có thể chia thành hai loại: thí nghiệm biểu diễn (thí nghiệm do giáo viên tiến hành là chính, có thể có sự hỗ trợ của học sinh), thí nghiệm thực tập (thí nghiệm do học sinh tiến hành dưới sự hướng dẫn của giáo viên)

Do tác dụng trên nhiều mặt của thí nghiệm thực tập nên việc tăng cường các thí nghiệm thực tập là một trong những nội dung của việc đổi mới chương trình, nội dung và phương pháp dạy học vật lý ở trường PT Trong chương trình vật lý THPT, có nhiều phần yêu cầu sử dụng thí nghiệm thực tập Tuy nhiên, chỉ khi không có đủ điều kiện tổ chức cho tất cả học sinh, đồng thời làm thí nghiệm quá phức tạp hoặc số lượng thiết bị hạn chế … mới phải sử dụng thí nghiệm biểu diễn

1.4.1 Thí nghiệm biểu diễn:

Thí nghiệm được giáo viên tiến hành trên lớp trong các giờ học nghiên cứu kiến thức mới và có thể ở các giờ học củng cố kiến thức của học sinh Căn cứ

vào mục đích lý luận dạy học của thí nghiệm biểu diễn trong quá trình nhận thức của học sinh, có thể chia thành những loại sau:

Thí nghiệm mở đầu: Là thí nghiệm nhằm giới thiệu cho học sinh biết qua

về hiện tượng sắp nghiên cứu, để tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú học tập của học sinh, lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhận thức

Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng: Là thí nghiệm nhằm xây dựng nên hoặc kiểm chứng lại kiến thức mới, được sử dụng trong giai đoạn nghiên cứu kiến thức mới Gồm 3 loại:

- Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát: là thí nghiệm nhằm cung cấp dữ liệu thực nghiệm để từ đó khái quát hóa quy nạp, kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ quả logic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, giải quyết được vấn đề xuất hiện ở đầu giờ học, từ đó xây dựng nên kiến thức mới

Ví dụ: thí nghiệm sử dụng trong bài “Quy tắc hợp lực song song ” cung cấp cho ta các số liệu về khoảng cách giữa các điểm đặt lực và độ lớn của lực

F1,F2,Fhl Để từ đó khái quát nên mối quan hệ giữa chúng là:

F2 l1

- Thí nghiệm nghiên cứu minh họa là thí nghiệm nhằm kiểm chứng lại kiến thức đã được xây dựng bằng con đường lý thuyết, dựa trên những phép suy luận logic chặt chẽ (trong đó có suy luận toán học) như: quy luật dao động điều hòa của con lắc lò xo ngang, biểu thức tính độ lớn của lực Lorenxơ … hoặc nhằm minh họa kiến thức mà do nhiều lý do: trình độ học sinh, thiết bị thí nghiệm ở trường phổ thông, tính chất phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao của thí nghiệm, thời gian tiết học,… giáo viên phải thông báo buộc học sinh thừa nhận

- Thí nghiệm củng cố là thí nghiệm nêu lên những biểu hiện của kiến thức đã học trong tự nhiên, đề cập các ứng dụng của kiến thức này trong sản

xuất … 1.4.2 Thí nghiệm thực tập:

- Thí nghiệm thực tập là thí nghiệm do học sinh tự tiến hành trên lớp (trong phòng thí nghiệm), ngoài lớp, ngoài nhà trường hoặc ở nhà với các mức độ tự lực khác nhau

- Có thể chia thành ba loại:

 Thí nghiệm trực diện: Có thể là thí nghiệm mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng được tiến hành dưới dạng nghiên cứu khảo sát hay nghiên cứu minh họa và cũng có thể là thí nghiệm củng cố Thí nghiệm trực diện có thể được tổ chức dưới hình thức thí nghiệm đồng loạt ( giáo viên chia học sinh trong lớp thành các nhóm, tất cả các nhóm học sinh cùng một lúc làm các thí nghiệm như nhau với dụng cụ giống nhau

để giải quyết cùng một nhiệm vụ) nhưng cũng có thể dưới hình thức thí nghiệm cá thể ( các nhóm học sinh cùng một lúc tiến hành các thí nghiệm khác nhau thường với cùng một dụng cụ nhằm giải quyết các nhiệm vụ bộ phận, để đi tới giải quyết được một nhiệm vụ tổng quát)

Ví dụ: Dạy học bài “Quy tắc hợp lực song song” có thể sử dụng thí nghiệm đồng loạt cho học sinh khi tìm đặc điểm về phương, chiều, độ lớn của hợp lực và mối quan hệ giữa điểm đặt của hợp lực với điểm đặt của hai lực thành phần Giáo viên có thể cung cấp dụng cụ cho các nhóm tiến hành Với thí nghiệm trong đó dùng thanh AB là một chiếc thước giúp học sinh có thể tiến hành nhiều thí nghiệm khác nhau

Thí nghiệm trực diện có tác dụng: Rèn luyện kỹ năng thí nghiệm, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu, giáo dục thái độ, tác phong và phương pháp làm việc tập thể Các kết luận được rút ra trên cơ sở một số lượng nhiều hơn các cứ liệu thực nghiệm, các cứ liệu thực nghiệm này đã được

các nhóm học sinh so sánh, bổ sung; qua đó, học sinh thấy được tính chất khách quan của các quy luật đang nghiên cứu

 Thí nghiệm thực hành: Thí nghiệm thực hành là loại thí nghiệm do học sinh thực hiện trên lớp ( trong phòng thí nghiệm) mà sự tự làm việc cao hơn so với thí nghiệm trực diện Học sinh dựa vào tài liệu hướng dẫn

đã in sẵn mà tiến hành thí nghiệm, rồi viết báo cáo thí nghiệm

 Thí nghiệm và quan sát vật lý ở nhà: Thí nghiệm và quan sát vật lý ở nhà là một loại bài làm mà giáo viên giao cho từng học sinh hoặc các nhóm học sinh thực hiện ở nhà Loại thí nghiệm này đòi hỏi cao độ tính

tự giác, tự lực của học sinh trong học tập

1.5 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học tri thức cụ thể

1.5.1 Cơ sở khoa học:

1.5.1.1 Xác định mục tiêu của tiết học

Việc xác định mục tiêu của tiết học có tầm quan trọng đặc biệt nhằm:

- Có được phương hướng, tiêu chí quyết định về nội dung, phương pháp, phương tiện dạy học

- Có được ý tưởng rõ ràng về cái cần kiểm tra đánh giá khi kết thúc mỗi môn học, học phần hay trong quá trình giảng dạy từng kiến thức cụ thể

- Thông báo cho người học biết những cái mong đợi ở đầu ra của sự học là gì Điều này giúp họ tự tổ chức công việc học tập của mình

- Có được ý tưởng rõ ràng về các kiến thức kỹ năng thái độ cần có của giáo viên Nếu chú trọng các mục tiêu thao tác thì khi chuẩn bị dạy học một nội dung cụ thể nào đó, đòi hỏi lực phải trả lời các câu hỏi sau:

- Dạy cái gì?

- Người học phải biết gì hoặc biết làm gì trước, trong, và sau khi học?

- Thực tế người học biết gì?

- Dạy thế nào?

Trả lời câu hỏi thứ nhất đòi hỏi phải xác định nội dung

Trả lời câu hỏi thứ hai đòi hỏi phải xác định mục tiêu thao tác

Trả lời câu hỏi thứ ba đòi hỏi kiểm tra đánh giá những khả năng mà người học đã có trước khi học và những khả năng mà người học đạt được trong khi học Trả lời câu hỏi thứ tư đòi hỏi phải lựa chọn các phương pháp và kỹ thuật dạy học thích hợp

1.5.1.2 Xác định cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng kiến thức

 Việc phân tích cấu trúc nội dung kiến thức vật lý cần dạy đòi hỏi trả lời được các câu hỏi sau:

o Kiến thức cần dạy bao gồm các yếu tố nội dung nào? ( Có thể là một trong các yếu tố nội dung: định nghĩa thuật ngữ, sự kiện, thuộc tính, quy luật, nguyên lý, phương pháp)

o Trình tự logic của các yếu tố nội dung đó là như thế nào? ( Cách sắp xếp các yếu tố nội dung đã diễn đạt theo đúng trình logic của tiến trình nhận thức xây dựng chúng)

 Việc lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức đòi hỏi trả lời được các câu

hỏi sau: o Vấn đề đặt ra là thế nào? (diễn đạt chính xác câu hỏi mà việc

giải đáp dẫn tới yếu tố kiến thức cần xây dựng)

o Câu trả lời tương ứng với mỗi câu hỏi đã đặt ra là thế nào? (Diễn đạt chính xác các yếu tố nội dung kiến thức xây dựng được)

o Tiến trình hành động để xây dựng được mỗi yếu tố nội dung kiến thức và toàn bộ chỉnh thể kiến thức là như thế nào? ( Xác định chính xác các hành động cần thực hiện và trình tự của chúng)

1.5.1.3 Xác định tiến trình dạy học cụ thể

 Việc xác định tiến trình hoạt động dạy học cụ thể một kiến thức vật lý nào

đó đòi hỏi giáo viên phải suy nghĩ, tìm tòi cách giải đáp tốt nhất cho các câu hỏi sau:

o Kiểm tra ôn tập, bổ xung cái gì và như thế nào để đảm bảo cho

học sinh có trình độ tri thức xuất phát cần thiết

o Làm thế nào để giác ngộ vấn đề, định hướng nhiệm vụ nhận thức cho học sinh

o Làm thế nào để lôi cuốn học sinh tham gia giải quyết vấn đề o Kiểm tra định hướng hành động nhận thức cụ thể của học sinh như thế nào

o Tổng kết và kiểm tra tri thức như thế nào

 Việc xác định tiến trình dạy học cụ thể còn đòi hỏi giáo viên xác định rõ nguồn truyền đạt thông tin ( lời nói, sách báo, làm thí nghiệm…); mức

độ độc lập của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức ( thu nhập, tái tạo hay tìm tòi phát hiện giải quyết vấn đề); trình tự lôgíc của các hành động dạy và học ( bao gồm cả cách sử dụng phương tiện dạy học, tiến hành thí nghiệm, trình bày bảng…)

1.5.2 Tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể:

Quá trình xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể có thể mô tả khái quát bằng tiến trình sau:

- Đề xuất vấn đề:

Từ những cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu cần nhận thức về một cái chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn, nhưng hy vọng có thể tìm tòi, xây dựng được Diễn đạt nhu cầu đó thành

câu hỏi định hướng tư duy giải quyết vấn đề

- Suy đoán giải pháp:

Để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho phép đi tìm lời giải Chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có

thể khảo sát thực nghiệm cái cần tìm

- Thực hiện giải pháp:Vận hành mô hình rút ra kết luận logic về cái cần tìm

hoặc thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu thập các

số liệu cần thiết, từ đó xem xét, rút ra kết luận về cái cần tìm

- Kiểm tra vận dụng kết quả:

Xem xét khả năng chấp nhận được của các kết quả tìm được trên cơ sở kết quả tìm được, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích, tiên đoán các sự kiện và xem xét sự phù hợp của lý thuyết và thực nghiệm Nếu chưa có sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm thì xem xét lại, bổ xung, sửa đổi đối với thực nghiệm hoặc đối với sự xây dựng và vận hành mô hình xuất phát

Tiến trình khoa học xây dựng một kiến thức vật lý cụ thể được thể hiện bằng sơ đồ biểu đạt sau:

KẾT LUẬN – NHẬN ĐỊNH

Sơ đồ 2:

(Giải pháp) Điều kiện cần sử dụng để đi tìm câu trả lời cho vấn đề đặt ra theo hai cách:

suy luận và thí nghiệm

BÀI TOÁN – GIẢI PHÁP

CHƯƠNG II

THỰC HÀNH THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC BÀI

“QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG

Vấn đề/ Bài toán ( Đòi hỏi kiểm nghiệm/ ứng dụng thực tiến kiến thức )

Điều kiện cần sử dụng để đi tìm câu trả lời cho vấn đề đặt ra.

) Giải pháp (

BÀI TOÁN – GIẢI PHÁP Giải quyế t bài toán

Giải quyết bài toán bằng

suy luận lý thuyết

KẾT LUẬN – NHẬN ĐỊNH

Giải quyết bài toán nhờ thí nghiệm và quan sát

KẾT LUẬN ( nhờ thí nghiệm v à quan sát) KẾT LUẬN

( thu được nhờ suy luận lý thuyết )

SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÝ 10 NÂNG CAO

2.1 Vị trí và nội dung phần kiến thức bài quy tắc hợp lực song song

Bài “Quy tắc hợp lực song song” là bài 28 trong chương III “ Tĩnh học vật rắn “ Trong chương này trình bày điều kiện cân bằng của vật rắn trong một

số trường hợp khác nhau : vật chịu tác dụng của hai lực , của ba lực , vật có giá đỡ , vật có trục quay cố định và quy tắc hợp lực , quy tắc mômen Trước

đó , học sinh đã được trang bị những kiến thức:

Ở PTTH: trong chương II : Động lực học chất điểm:

Học sinh được học về các định luật Niutơn nhằm hoàn chỉnh kiến thức về khái niệm lực, tìm hiểu các loại lực : lực đàn hồi , lực ma sát …

Học sinh biết cách biểu diễn lực một cách hoàn chỉnh, cách phân tích

và tổng hợp 2 lực tác dụng lên cùng một chất điểm theo quy tắc hình bình hành

Trong chương III , học sinh được mở rộng đối tượng nghiên cứu là vật rắn , mà không còn là chất điểm nữa Trước bài Quy tắc hợp lực song song học sinh đã được học về điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của

3 lực không song song quy tắc tổng hợp lực đồng quy

Đó là những cơ sở kiến thức xuất phát đảm bảo cho việc học sinh có đủ kiến thức để tiếp tục nghiên cứu kiến thức mới trong bài “ Quy tắc hợp lực song

song Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song”

Nội dung kiến thức bài “ Quy tắc hợp lực song song điều kiện cân bằng của

vật rắn dưới tác dụng của 3 lực song song “

- Quy tắc tổng hợp 2 lực song song cùng chiềư

- Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song

- Quy tắc tổng hợp 2 lực song song trái chiều

Con đường xây dựng kiến thức:

- Quy tắc tổng hợp 2 lực song song cùng chiều được xây dựng theo con đường quan sát trực tiếp và khái quát hóa thực nghiệm Trong sách giáo khoa vật lí 10 nâng cao, học sinh tiến hành thí nghiệm tạo ra 2 lực song song cùng chiều rồi từ thí nghiệm bằng phương pháp thử và sai tìm ra hợp lực của 2 lực song song cùng chiều Từ các kết quả quan sát và tính toán khái quát nên quy tắc

- Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 3 lực song song được xây dựng bằng con đường suy luận tương tự và biến đổi toán học Kiến thức này có nhiều cách thức để thực hiện nhưng đều dựa trên suy luận

Có thể xây dựng theo con đường thực nghiệm nhưng không nên quá lạm dụng thí nghiệm Mặt khác việc suy luận bằng con đường lý thuyết

sẽ phát huy năng lực tư duy, tổng hợp kiến thức cho học sinh Chỉ nên dùng thí nghiệm để kiểm tra kết luận rút ra từ suy luận

- Tương tự quy tắc hợp lực song song trái chiều có thể xây dựng bằng thí nghiệm hoặc lý thuyết Tuy nhiên để đảm bảo sự logic về mặt kiến thức và tiến trình dạy học, ta có thể xây dựng theo con đường suy luận

lý thuyết từ điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 3 lực song

2.2 Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học bài ”Quy tắc hợp lực song song

Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 3 lực song song “ 2.2.1 Mục tiêu dạy học:

Về kiến thức:

Trong khi học:

- Học sinh thiết kế được các phương án thí nghiệm tìm hợp lực 2 lực song song cùng chiều, từ đó, tự khái quát các quy tắc dưới sự định hướng của giáo viên

- Học sinh xây dựng điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 3 lực song song bằng suy luận

- Học sinh vận dụng được quy tắc hợp lực song song cùng chiều để tìm hợp lực của nhiều lực song song cùng chiều, phân tích 1 lực thành 2 lực song song cùng chiều

- Học sinh xây dựng quy tắc tổng hợp 2 lực song song ngược chiều bằng

- Học sinh rèn luyện kỹ năng quan sát thí nghiệm: đặt mắt quan sát để thấy

được thanh AB trùng với vị trí ban đầu, đọc giá trị khoảng cách l giữa các

điểm đặt

- Học sinh rèn luyện kỹ năng tiến hành thí nghiệm, lắp ráp thí nghiệm: treo quả nặng, quấn dây chun treo thanh vào móc sao cho dây chun thẳng tránh tạo ra các lực đồng quy

- Học sinh rèn luyện kỹ năng xử lý số liệu và tư duy từ số kết quả thí nghiệm rút ra nhận xét

Về thái độ hành vi:

- Học sinh tích cực tham gia xây dựng bài

- Học sinh chủ động trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập

- Học sinh tích cực chủ động trao đổi thảo luận nhóm khi tiến hành thí nghiệm

2.2.2 Câu hỏi và các kết luận tương ứng với từng đơn vị kiến thức

2.2.2.1 Câu 1: Hợp lực của 2 lực song song cùng chiều có đặc điểm gì ?

Kết luận tương ứng: Hợp lực của 2 lực F1 và F2 song song cùng chiều tác dụng vào một vật rắn là một lực F :

Song song, cùng chiều với 2 lực và có độ lớn bằng tổng độ lớn của 2 lực đó: F =F1+F2

Giá của hợp lực F nằm trong mặt phẳng của F1 , F2 và chia khoảng cách giữa 2 lực này thành những đoạn tỷ lệ nghịch với độ lớn

của 2 lực đó: F1 = d2 ( chia trong )

F2 d1

2.2.2.2 Câu 2: Nếu vật rắn chịu tác dụng của 3 lực song song, đồng phẳng thì 3 lực

đó có mối quan hệ như thế nào để thanh cân bằng?

Kết luận tương ứng : Điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng

của ba lực F1 , F2 , F3 song song là hợp lực của hai lực bất kỳ cân bằng

với lực thứ ba: F1 F2 F3 0

2.2.2.3 Câu 3: Vật rắn chịu tác dụng của 2 lực song song trái chiều thì hợp

lực của chúng được xác định như thế nào? Hợp lực đó có đặc điểm gì?

Kết luận tương ứng: Hợp lực F của hai lực song song trái chiều F3

và F1 có các đặc điểm sau:

- Song song và cùng chiều với lực thành phần có độ lớn lớn hơn lực

thành phần kia (F3)

- Có độ lớn bằng hiệu độ lớn của hai lực thành phần: F =F3 -F1

- Giá của hợp lực nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần, khoảng cách giữa giá của hợp lực với giá của hai lực thành phần tuân

theo công thức d 1

''

= F3

d3 F1

2.2.3 Sơ đồ lôgic tiến trình xây dựng kiến thức:

2.2.3.1 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức: “Quy tắc hợp lực song song cùng

DIỄN GIẢI

Học sinh biết rằng trong thực tế có nhiều vật chịu tác dụng của hai hay nhiều lực song song Học sinh cũng đã biết rằng có thể thay thế nhiều lực bằng một lực gây tác dụng giống hệt Do vậy tình huống làm nảy sinh

vấn đề là một bài toán yêu cầu xác định hợp lực trong trường hợp hai lực tác dụng lên một vật rắn đồng quy và trường hợp hai lực tác dụng lên vật rắn là song song cùng chiều Học sinh do chưa được học quy tắc hợp lực

song song cùng chiều nên sẽ lúng túng không biết cách giải quyết như thế nào?

Và câu hỏi đặt ra là: Làm cách nào để xác định được hợp lực của 2

lực song song cùng chiều tác dụng lên vật rắn? Hợp lực đó có đặc điểm

gì? Để trả lời câu hỏi đó phải tiến hành thí nghiệm để xác định được hợp

lực Sau đó tìm đặc điểm của hợp lực.Vì dụng cụ thí nghiệm nghiên cứu

quy tắc này cũng không quá phức tạp nên có thể tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm theo nhóm nhằm phát huy tính chủ động, tích cực của

học sinh Khi tiến hành thí nghiệm học sinh dùng phương pháp thử và sai,

dò tìm điểm đặt của hợp lực để sao cho thanh AB trùng với vị trí ban đầu

đã đánh dấu Sau khi đã tìm được hợp lực bằng thí nghiệm, tiếp tục giải

quyết câu hỏi tìm đặc điểm của hợp lực Quan sát thí nghiệm sẽ thấy ngay hợp lực song song cùng chiều, có độ lớn bằng tổng độ lớn các lực thành

phần Về điểm đặt những học sinh khá có thể nhận thấy sự tỷ

lệ nghịch giữa lực và khoảng cách điểm đặt, và rút ra tỷ số F1 l2

F2 l1

Giáo viên hướng dẫn học sinh đưa ra mối quan hệ giữa độ lớn của

lực với khoảng cách giữa giá của hợp lực tới các lực thành phần F1 d2

rắn dưới tác dụng của ba lực song song”

DIỄN GIẢI

Sau khi xây dựng xong quy tắc hợp lực song song cùng chiều Tiếp tục khai thác thí nghiệm để đặt vấn đề Ngoài trọng

song, đồng phẳng Trạng thái của thanh lúc này là cân bằng

Vì trọng lực của thanh không đáng kể nên ta bỏ qua trọng lực

Câu hỏi đặt ra là “Khi thanh cân bằng hệ ba lực này có mối quan hệ

như thế nào?”

Học sinh có thể trả lời câu hỏi bằng cách suy luận từ định luật I Niutơn hoặc dùng suy luận tương tự do đã được học điều kiện cân bằng

vật rắn dưới tác dụng của 3 lực đồng quy Giáo viên hướng học sinh rút

ra mối quan hệ cụ thể về phương chiều, độ lớn của ba lực

Học sinh suy luận toán học và áp dụng điều kiện cân bằng của 2 lực

tác dụng lên vật rắn, quy tắc hợp lực song song cùng chiều rút ra F12

trực đối với F3 Tận dụng thí nghiệm đã có sẵn, thay thế 2 lò xo bằng

2 lực kế để đo lực F1 và F2 Kết hợp quan sát và tính toán kiểm

nghiệm đúng F3 trực đối với F12

Giáo viên khái quát thành điều kiện tổng quát là: hợp lực của 2 lực bất kỳ trực đối với lực thứ 3

Vận dụng điều kiện cân bằng học sinh xác định và biểu diễn hợp lực của các cặp lực Việc vận dụng này không những giúp học sinh củng

cố và ôn tập kiến thức mà còn giúp định hướng đặt vấn đề cho phần sau,

thể hiện tính logic của tiến trình và mối liên hệ giữa các kiến thức

2.2.3.3 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức: “Quy tắc hợp lực song song

DIỄN GIẢI

Sau khi xây dựng xong điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song, học sinh tiến hành vận dụng tìm hợp lực của các cặp lực F13 và F23 Trong đó các lực này là hợp lực của các lực song song trái chiều Vậy câu hỏi đặt ra là quy tắc hợp lực song song cùng chiều còn đúng trong trường hợp 2 lực song song trái chiều nữa không? Để trả lời câu hỏi này học sinh phải xác định hợp lực của hai lực song song trái chiều và kiểm tra các đặc điểm của hợp lực trong 2 trường hợp này có giống nhau không Việc xác định hợp lực học sinh tiến hành một cách nhanh chóng dễ dàng ở phần vận dụng trước đó Như vậy học sinh chỉ so sánh, biến đổi để tìm ra đặc điểm của hợp lực song song trái chiều Về phương ta thấy vì F13 là trực đối với F2 (theo điều kiện cân bằng) nên

F13 cùng phương với các lực thành phần và F13 ngược chiều F2 nên cùng chiều với F3 (là lực lớn hơn) Về độ lớn từ biểu thức: F13 = F2 mà F3 = F1 + F2 rút ra F13

= F3 – F1 Giáo viên khái quát nên F13 = |F1 – F3| Về điểm đặt liệu F13 có chia khoảng cách các lực thành phần thành các đoạn thẳng tỷ lệ với độ lớn của chúng không? Trả lời câu hỏi này, học sinh biến đổi toán học từ

Hợp lực F của hai lực song song trái chiều F3 và F1có các đặc điểm sau: - Song song và cùng chiều với lực thành phần có độ lớn lớn hơn lực thành

phần kia (F3)

- Có độ lớn bằng hiệu độ lớn của hai lực thành phầnF =F3 -F1

- Giá của hợp lực nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần, khoảng cách giữa giá của hợp lực với giá của hai lực thành phần tuân theo công

thức dd13 '' = FF1 3

2.2.4 Tiến trình dạy học cụ thể:

Trong bài sử dụng những ký hiệu sau:

Ο: Biểu diễn hoạt động trình diễn của giáo viên để xác lập yếu tố nội dung kiến thức nào đó.

Δ: Biểu đạt sự yêu cầu (sự ra lệnh) của giáo viên đối với học sinh để học sinh tự lực hành động để xác lập yếu tố nội dung kiến thức nào đó

HS: Hoạt động của học sinh

2.2.4.1 Vấn đề 1: Quy tắc tổng hợp 2 lực song song cùng chiều

2.2.4.1.1 Định hướng mục tiêu hành động:

Ο: Chúng ta đã nghiên cứu quy tắc tổng hợp 2 lực đồng quy trong bài trước Vậy ta sẽ nghiên cứu thêm một quy tắc nữa Quy tắc tổng hợp 2 lực song song cùng chiều

Δ: Hãy cho biết hợp lực là gì?

HS: Hợp lực là lực thay thế các lực thành phần sao cho tác dụng của nó giống hệt như tác dụng của các lực thành phần

Δ: Xác định hợp lực trong các trường hợp sau:

1 Vật rắn chịu tác dụng của 2 lực F1 = 3N, F2 = 4N Biết 2 lực tạo với nhau góc 900

2 Vật rắn là thanh AB được treo vào giá bằng 2 lò xo Tác dụng 2 lực

F1, F2 tại 2 điểm O1 và O2 cách nhau 25 cm như hình vẽ Biết độ lớn F1 = 1,5N và F2 = 1N