Hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý theo chủ đề dạy học tích hợp

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUAN HÓA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LÀM BÀI TẬP VẬT LÍ THEO CHỦ ĐỀ DẠY HỌC TÍCH HỢP Người thực hiện: Lê Văn Tâm C

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUAN HÓA

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HƯỚNG DẪN HỌC SINH LÀM BÀI TẬP VẬT LÍ

THEO CHỦ ĐỀ DẠY HỌC TÍCH HỢP

Người thực hiện: Lê Văn Tâm Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác: Trường THCS Phú Sơn SKKN thuộc môn: Vật Lý

THANH HÓA NĂM 2017

MỤC LỤC

Trang

1 MỞ ĐẦU 3

1.1 Lí do chọn đề 3

1.2 Mục đích nghiên cứu 3

1.3 Đối tượng nghiên cứu 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu 3

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 4

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 4

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 4

2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 5

Ví dụ 1 LÀM BÀI TẬP VẬN DỤNG CÔNG THỨC TÍNH ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN 5

I Mục tiêu dạy học: 5

II Đối tượng dạy học: 6

III Ý nghĩa của dạy học: 6

IV Thiết bị dạy học: 6

V Hoạt động dạy học và tiến trình dạy học: 6

Ví dụ 2 LÀM BÀI TẬP VỀ THẤU KÍNH PHÂN KỲ 10

I Mục tiêu dạy học: 10

II Đối tượng dạy học: 10

III Ý nghĩa của dạy học: 11

IV Thiết bị dạy học: 11

V Hoạt động dạy học và tiến trình dạy học: 11

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường 16

3 KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài

- Trong quá trình giảng dạy bộ môn vật lí, tôi nhận thấy rằng các em học sinh chưa chủ động tiếp thu và tìm tòi kiến thức; khả năng vận dụng, áp dụng tính toán bằng công thức chưa tốt; khả năng vận dụng linh hoạt kiến thức của môn toán vào môn vật lí còn hạn chế, vướng mắc, chưa khoa học

- Trong khi mục tiêu của giáo dục đang đặt ra là: dạy học lấy học sinh làm trung tâm, học sinh là chủ đạo và chủ động tiếp cận, tiếp thu kiến thức Song, học sinh chưa thực sự chủ động học tập tìm tòi phát hiện và tiếp thu các kiến thức cũ và mới; các kiến thức liên môn với nhau

- Hiện tại chưa có các tài liệu nghiên cứu nào bàn sâu về vấn đề này, đồng nghiệp, nhà trường chưa có kinh nghiệm để giải quyết, khắc phục

- Từ những lí do trên tôi lựa chọn cho mình đề tài này để viết sáng kiến kinh nghiệm

1.2 Mục đích nghiên cứu

Tôi nghiên cứu đề tài này nhằm giải quyết những mâu thuẫn và khó khăn nêu ra ở trên Đề tài có tính chất thời sự trong công tác giảng dạy, giáo dục học sinh; nhằm nâng cao nghiệp vụ công tác của bản thân; để trao đổi với đồng nghiệp

1.3 Đối tượng nghiên cứu.

Đề tài này nghiên cứu, tổng kết về các dạng bài tập vật lí 9 có nội dung tích hợp với môn toán

Đối tượng áp dụng là học sinh lớp 9 trường THCS Phú Sơn

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết: Tôi đã thu thập thông tin thông qua đọc sách báo, tài liệu nhằm mục đích tìm chọn những khái niệm và tư tưởng cơ bản là cơ sở cho lí luận của đề tài, hình thành giả thuyết khoa học, dự đoán về những thuộc tính của đối tượng nghiên cứu, xây dựng những mô hình lí thuyết hay thực nghiệm ban đầu

- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: Tôi tiến hành khảo sát một nhóm đối tượng nhằm phát hiện quy luật phân bố, trình độ phát triển, những đặc điểm về mặt định tính và định lượng của các đối tượng cần nghiên cứu Đây là những thông tin quan trọng về đối tượng cần cho quá trình nghiên cứu viết sáng kiến kinh nghiệm

- Phương pháp thống kê, xử lý số liệu: Đây là phương pháp quan trọng cần có hiệu quả những số liệu thực tế, rút ra những nhận xét kết luận khoa học, khách quan đối với những vấn đề cần nghiên cứu, khảo sát Tôi đã vận

dụng hai phương pháp chính là: Phương pháp tính tỷ lệ % và phương pháp tính điểm trung bình, xếp thứ bậc

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

- Nhà trường tạo điều kiện khuyến khích để bản thân tham gia soạn bài

và dạy học theo chủ đề tích hợp liên quan đến bộ môn

- Bản thân tâm huyết trong vấn đề soạn bài, nhiệt tình trong từng tiết dạy Áp dụng linh hoạt các biện pháp, phương pháp, các chủ đề kiến thức (hoặc đơn vị kiến thức) giữa bài dạy với các môn học khác để đem lại hiệu quả thiết thực nhất trong quá trình dạy và học

- Tôi đã tìm hiểu, nắm bắt quá trình học tập của các em, phải tìm hiểu xem các em muốn học cái gì, thiếu cái gì Cần bổ sung cho các em những nội dung kiến thức nào, cách học tập ra làm sao,

- Về học sinh đa số các em đều ngoan nhưng ý thức về học tập bộ môn chưa cao do còn ỷ lại cho giáo viên Và đặc biệt là khả năng vận dụng kiến thức để giải quyết các tình huống học tập còn kém Cụ thể:

+ Các em còn dập khuôn, máy móc chưa có tính sáng tạo trong học tập cũng như làm bài tập Sự suy diễn, suy luận có logic giữa các môn học chưa có, các mối liên hệ giữa các đại lượng vật lí trong quá trình học còn hạn chế,

+ Tính tự giác học tập còn chưa cao, còn ham chơi và ỷ lại cho giáo viên

- Nguồn tài liệu mà tôi sử dụng trong sáng kiến kinh nghiệm đó là:

+ Tài liệu Làm bài tập vận dụng công thức tính điện trở của dây dẫn,

của Lê Văn Tâm, giáo viên trường THCS Phú Sơn, huyện Quan Hóa, tỉnh Thanh Hóa, Dạy học theo chủ đề tích hợp năm học 2016–2017

+ Tài liệu Làm bài tập về thấu kính phân kì, của Hoàng Văn Long, giáo

viên trường THCS Hiền Chung, huyện Quan Hóa, tỉnh Thanh Hóa, Dạy học

theo chủ đề tích hợp năm học 2014–2015.

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

Ngay từ đầu năm học 2016–2017 tôi đã tiến hành khảo sát ở khối lớp 9 trong nhà trường, kết quả như sau:

- Trên 50% học sinh hiểu bài tại lớp nhưng vận dụng vào giải quyết các câu hỏi, bài tập trong SGK hay SBT hoặc thi kiểm tra thì không làm được

- Gần 20% học sinh hiểu bài và có thể trả lời được các câu hỏi, bài tập

mà giáo viên đưa ra

- Trên 30% học sinh hiểu bài nhưng còn lan man, chưa xác định được cách giải quyết, trả lời câu hỏi bài tập thật tốt

Từ những thực trạng trên, tôi đã tiến hành nghiên cứu soạn bài thí điểm

ở khối lớp 9 để dạy lồng ghép vào các buổi học chính khóa hoặc dạy vào các buổi chiều thì tôi nhận thấy kết quả học tập ở học sinh thay đổi rõ rệt trong năm học 2016–2017 này Vì lí do trên mà tôi quyết định chọn chủ đề "Hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lí theo chủ đề dạy học tích hợp" để viết sáng kiến nhằm khắc phục những hạn chế nêu ở trên

Tôi xin nêu ra 2 ví dụ ở chương trình vật lí 9 để trình bày

2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

Để các em học sinh tiếp cận và lĩnh hội kiến thức một cách chủ động, trước khi soạn bài tôi đã phân loại các bài dạy học theo chủ đề dạy học tích hợp (tôi xin trình bày ở phần dưới) Có như vậy, hiệu quả của một tiết dạy và học mới phát huy được tác dụng

Sau đây tôi xin đưa ra hai ví dụ về giải pháp mà tôi đã giảng dạy cho các em học sinh lớp 9 tại đơn vị, cụ thể như sau:

Giải pháp: Hướng dẫn học sinh lớp 9 làm bài tập theo chủ đề Dạy học

tích hợp (kiểu bài dạy học tự chọn, giáo viên bố trí dạy học vào các buổi

chiều hoặc lồng ghép vào các tiết làm bài tập)

Để dạy những bài học có dạng bài tập theo chủ đề tích hợp, trước hết giáo viên phải xác định được:

1 Mục tiêu dạy học

2 Đối tượng dạy học

3 Ý nghĩa của dạy học

4 Thiết bị dạy học

5 Hoạt động dạy học và tiến trình dạy học

Ví dụ 1 LÀM BÀI TẬP VẬN DỤNG CÔNG THỨC TÍNH ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN

I Mục tiêu dạy học

* Kiến thức:

Học sinh vận dụng được kiến thức của toán học để rút ra được:

- Công thức tính điện trở của dây dẫn:

- Công thức tính tiết diện tròn của dây dẫn:

- Học sinh vận dụng công thức để giải các bài tập về điện trở Rút được yếu tố cần tính từ các đại lượng đã biết của bài toán

* Kỹ năng: Học sinh có kỹ năng tìm được yếu tố cần tính từ các đại lượng

đã biết của bài toán và thay số tính toán Rèn luyện kỹ năng biến đổi, thay thế

2

4

d

S 

l R S





công thức Rèn kĩ năng tổng hợp thông tin thu được để khái quát hoá hiện tượng.

* Thái độ: Học sinh hứng thú, tích cực và yêu thích môn học Toán - Vật lí.

Học sinh cần vận dụng kiến thức liên môn toán, lí để giải quyết các vấn đề dự án đặt ra

II Đối tượng dạy học

Học sinh lớp 9; số lượng 34 em

III Ý nghĩa của dạy học

- Học sinh thấy được sự liên hệ của 2 bộ môn Toán, Vật lý trong quá trình giải các bài toán thực tế của môn Vật lý

- Học sinh thấy được sự cần thiết của môn Toán và môn Vật lý có vai trò bổ trợ cho nhau, logíc với nhau và phát triển tư duy của học sinh

- Học sinh hiểu bài hơn và nhớ lâu hơn thông qua cách học theo dự án này

IV Thiết bị dạy học

- Chuẩn bị của giáo viên: Các bài tập về điện trở, máy tính bỏ túi, máy chiếu

- Chuẩn bị của học sinh: Máy tính bỏ túi

V Hoạt động dạy học và tiến trình dạy học

1 Lý thuyết

Giáo viên cho học sinh nhắc lại kiến thức công thức tính điện trở R của một đoạn dây dẫn có chiều dài l, có tiết diện S và làm bằng vật liệu có điện trở suất 

Các trường hợp xảy ra:

* Trường hợp 1: Tính điện trở của một đoạn dây dẫn khi biết điện trở

suất , chiều dài lvà tiết diện S

* Trường hợp 2: Tính điện trở của một đoạn dây dẫn khi biết điện trở

suất , chiều dài lvà tiết diện S chưa biết (tính S khi biết bán kính r hoặc đường kính d của dây dẫn)

* Trường hợp 3: Tính chiều dài l của một đoạn dây dẫn khi biết điện trở suất , điện trở R và tiết diện S

* Trường hợp 4: Tính chiều dài l của một đoạn dây dẫn khi biết điện trở suất , điện trở R và tiết diện S chưa biết (tính S khi biết bán kính r hoặc đường kính d của dây dẫn)

Giáo viên hướng dẫn học sinh cách tính tiết diện tròn (tìm S) của một đoạn dây dẫn trong trường hợp chưa biết tiết diện của dây dẫn, bằng cách liên hệ của môn toán (đó là bán kính r và đường kính d) để bổ trợ học bài tập vật lí

* Xây dựng công thức tính:

- Công thức tính điện trở của một đoạn dây dẫn đã cho: R  S l

Gọi r và d lần lượt là bán kính và đường kính của một đoạn dây dẫn, đơn

vị là mét (m) thì:

- S là tiết diện tròn của dây dẫn, đơn vị là mét vuông (m2)

Vậy ta có:

- Công thức tính điện trở của dây dẫn:

hoặc hoặc

- Công thức tính chiều dài của dây dẫn:

hoặc hoặc

- Công thức tính tiết diện của dây dẫn:

- Yêu cầu học sinh nhắc lại công thức chia hai lũy thừa cùng cơ số:

m

a :a n a m n

 với a 0và m n

2 Vận dụng vào các bài tập cụ thể sau

Giáo viên chiếu đề bài:

Bài tập 1: Tính điện trở của đoạn dây đồng dài l = 4m có tiết diện tròn,

đường kính d = 1mm và điện trở suất  1, 7.10  8 .m

  (lấy   3,14)

- Yêu cầu học sinh đọc đề

bài và tóm tắt đầu bài

- Bài toán cho ta biết

những đại lượng nào, đại

lượng nào phải tính?

- Gọi học sinh lên bảng

tóm tắt đầu bài (yêu cầu

học sinh đổi 1mm về m)

- Gọi học sinh khác nhận

xét tóm tắt

- Giáo viên chốt lại tóm

tắt đúng

- Học sinh đọc đề bài

từ đó tóm tắt đầu bài

- Học sinh: bài toán cho biết l, d Tìm S từ

đó tính R

- Học sinh lên bảng tóm tắt đầu bài

- Học sinh nhận xét tóm tắt

- Học sinh nêu và viết công thức tính điện trở

Tóm tắt:

4

3

1 10

d mm  m

8

1, 7.10 .m

Tính R = ?

2

2

S  r

2

4

d





l R

S





2

S  r

2

4

d





2

l R r







2

.4

l R

d







RS

l





2

R r

l 





2

.4

R d

l 





? Nêu công thức tính điện

trở của đoạn dây đồng

- Từ công thức trên, để

tính R ta phải biết cả ba

đại lượng , l và S Vậy

đại lượng nào ta đã biết,

đại lượng nào chưa biết ?

- Em hãy nêu mối liên hệ

giữa S và d

- Giáo viên hướng dẫn

học sinh cách tìm công

thức S  r2

2

4

d





- Khi biết S, ta có tính

được R không ?

- Yêu cầu học sinh biến

đổi công thức, thay số và

tính kết quả

* Giáo viên nhắc học sinh

chú ý cách rút gọn khi

chia hai lũy thừa cùng cơ

số.

- Gọi học sinh khác nhận

xét trình bày của bạn

- Giáo viên đưa ra kết

luận đúng

lên bảng: R l

S





- Học sinh: đại lượng

đã biết là: , l đại lượng chưa biết là S

- Học sinh suy nghĩ nêu lên mối liên hệ giữa S và d theo hướng dẫn của giáo viên

- Học sinh: ta tính được R khi đã biết S

- 1 học sinh lên bảng trình bày

Bài giải:

- Tính điện trở của đoạn dây đồng dài l 4m

- Áp dụng công thức:

R l

S



 (1)

Trong đó: 2

4

d

S  Thay vào (1)

4

l R

d







2

.4

l d







Thay số vào ta được:

3 2

4.4 1,7.10 8, 662.10

3,14.(10 )



Vậy điện trở của đoạn dây đồng có chiều dài 4m là:

2

8, 662.10

Giáo viên chiếu đề bài:

Bài tập 2: Một sợi dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram ở nhiệt độ 200C

có điện trở 25, có tiết diện tròn bán kính 0,01mm, điện trở suất

8

5,5.10 .m

  Hãy tính chiều dài của dây tóc này (lấy   3,14)

- Yêu cầu học sinh đọc đề

bài và tóm tắt đầu bài

- Yêu cầu học sinh nêu các

đại lượng đã biết, đại

lượng cần tính?

- Gọi 1 học sinh lên bảng

tóm tắt đầu bài và đổi đơn

- Học sinh đọc đề bài

và tóm tắt đầu bài

- Học sinh nêu tên các đại lượng đã biết là: R

= 25, r = 0,01mm;

đại lượng cần tính là l

- Học sinh lên bảng tóm tắt đầu bài và đổi

vị bán kính 0,01mm về m.

- Để tính l ta áp dụng

công thức nào?

- Yêu cầu 1 học sinh lên

bảng biến đổi suy ra công

thức tính l

- Học sinh khác nhận xét,

giáo viên chốt lại công

thức đúng

- Đại lượng nào trong công

thức trên đã biết, đại lượng

nào chưa biết phải đi tìm ?

- Em hãy nêu mối liên hệ

giữa tiết diện S với bán

kính r ?

- Giáo viên chốt lại công

thức đúng

- Giáo viên khi đã biết

được các đại lượng trên ta

sẽ tính được chiều dài l

- Gọi học sinh lên bảng

trình bày

* Giáo viên nhắc học sinh

chú ý cách rút gọn khi

chia hai lũy thừa cùng cơ

số.

- Gọi học sinh khác nhận

xét bài làm của bạn

- Giáo viên rút ra nhận xét đúng

đơn vị

- Học sinh: ta áp dụng công thức R l

S



  l

- Học sinh lên bảng trình bày được: l R S.





- Học sinh: đại lượng

đã biết là: R,  Đại lượng chưa biết là S

- Mối liên hệ giữa S và

r được thể hiện qua công thức: 2

S  r

- Học sinh lên bảng trình bày bài làm

Tóm tắt:

5 8

25 0,01 10 5,5.10

R

m







 

Tính l = ?

Bài giải:

Tính chiều dài của dây tóc bóng đèn:

Từ công thức:

2

.

l R S R r

S





(với S  r2) Thay số vào ta được:

5 2

2 8

25.3,14.(10 )

14,3.10 0,143 5,5.10







Vậy chiều dài của dây tóc bóng đèn là l 0,143m

3 Củng cố - hướng dẫn về nhà

Giáo viên nhắc lại kiến thức bài học cần nhớ, cách thức giải hai bài tập trên và yêu cầu học sinh nắm vững các nội dung sau:

- Học và nắm vững, nhớ và biến đổi linh hoạt các công thức liên quan đến công thức tính điện trở của dây dẫn

- Vận dụng giải lại hai bài tập đã học, chú ý cách rút gọn chia hai lũy thừa cùng cơ số

- Chuẩn bị tốt cho kiểm tra đánh giá kết quả học tập vào buổi học sau

4 Kiểm tra đánh giá kết quả học tập

- Học sinh biết vận dụng kiến thức vừa học vào việc giải các bài tập tương tự

Bài 1 Tính điện trở của sợi dây nikêlin dài 8m, có tiết diện tròn và đường

kính là 0,4mm, điện trở suất  0, 4.10  6 .m

  (lấy   3,14)

Bài 2 Một đoạn dây nhôm, có tiết diện tròn bán kính 2mm, có điện trở 20

 và điện trở suất  2,8.10  8 .m

  Tính chiều dài của đoạn dây nhôm này (lấy 3,14

  )

5 Các sản phẩm của học sinh

Giáo viên cho học sinh làm bài kiểm tra thấy kết quả đạt được như sau:

Học sinh

9

Nhận thấy kết quả học tập của HS đạt hiệu quả tốt

(Theo tài liệu Làm bài tập vận dụng công thức tính điện trở của dây dẫn,

của Lê Văn Tâm, giáo Trường THCS Phú Sơn, huyện Quan Hóa, tỉnh Thanh Hóa, Dạy học theo chủ đề tích hợp năm học 2016–2017)

Ví dụ 2 LÀM BÀI TẬP VỀ THẤU KÍNH PHÂN KỲ

I Mục tiêu dạy học

*Kiến thức: Học sinh vận dụng được kiến thức của tam giác đồng dạng để

lập ra tỷ số rút ra được:

- Công thức tính khoảng cách từ thấu kính đến ảnh:

- Công thức tính khoảng cách từ vật đến thấu kính:

- Công thức tính độ cao của ảnh:

Học sinh vận dụng công thức giải quyết bài tập về thấu kính phân kỳ Rút được yếu tố cần tính từ các đại lượng đã biết của bài toán

* Kỹ năng: Học sinh có kỹ năng tìm được yếu tố cần tính từ các đại lượng

đã biết của bài toán và thay số tính toán Rèn kỹ năng vẽ hình Rèn kĩ năng tổng hợp thông tin thu được để khái quát hoá hiện tượng

' df d

d f





' ' d

d

 

' '

d f d

f d



