Lý do chọn đề tài Trong quá trình dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng thì câu hỏiluôn là phương tiện quan trọng để giáo viên định hướng hành động nhận thứccủa học sinh.. Người
Trang 1
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI
_
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI NGHIÊN CỨU BÀI HỌC CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” NHẰM PHÁT TRIỂN
TƯ DUY CHO HỌC SINH LỚP 12
Người thực hiện: Hoàng Thị Mai Hương Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật lý
THANH HOÁ NĂM 2017
Trang 22.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động
giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường
Trang 3I MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài
Trong quá trình dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng thì câu hỏiluôn là phương tiện quan trọng để giáo viên định hướng hành động nhận thứccủa học sinh Người thầy muốn dạy tốt thì phải biết đặt câu hỏi hay vì nếu đặtcâu hỏi hợp lí thì có thể khuấy động được sự tò mò của học sinh, kích thích trítưởng tượng của các em và tạo động cơ để học sinh tìm ra những kiến thức mới,giúp làm rõ các khái niệm và các vấn đề liên quan đến bài học Việc xây dựng
và sử dụng câu hỏi trong quá trình dạy học ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượngdạy và hiệu quả của quá trình dạy học Giáo viên muốn dạy tốt thì phải biết cânđối một cách hợp lí các kiểu câu hỏi để nhấn mạnh các điểm chính và kích thích
sự hứng thú trong quá trình thảo luận của học sinh
Câu hỏi theo định hướng nghiên cứu bài học là phương tiện dạy học khôngthể thiếu trong việc phát triển tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh Câu hỏiloại này có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng kiến thức mới, củng cố, mởrộng, hoàn thiện kiến thức lí thuyết và rèn luyện cho học sinh khả năng giảiquyết vấn đề một cách tự lực
Chương “Dao động cơ” là phần kiến thức nền tảng của vật lý trung học phổthông, là chương mở đầu của chương trình Vật lí 12 Những kiến thức về daođộng cơ có liên quan nhiều đến đời sống và khoa học kỹ thuật Vì vậy tôi chọn
đề tài: “Xây dựng hệ thống câu hỏi nghiên cứu bài học chương “Dao động cơ” nhằm phát triển tư duy cho học sinh lớp 12” Việc nghiên cứu đề tài này
ngoài việc giúp các em nắm vững nội dung kiến thức của chương , đặc biệt còngiúp các em phát triển tư duy khoa học, năng lực giải quyết các tình huống khácnhau để có điều kiện đi sâu vào nghiên cứu trong tương lai và áp dụng tốt vàothực tiễn
1.2 Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống câu hỏi nghiên cứu bài học chương “Dao động cơ” vật
lí 12 chương trình chuẩn nhằm phát huy tư duy độc lập, sáng tạo của người học,góp phần năng cao chất lượng dạy học môn vật lý lớp 12 trung học phổ thông
1.3 Đối tượng nghiên cứu
- Học sinh lớp 12 trường trung học phổ thông Nguyễn Trãi- thành phốThanh Hóa
- Dạy học chương “Dao động cơ” ở lớp 12 - trung học phổ thông
Trang 41.4 Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo để phântích cấu trúc logic, nội dung các kiến thức thuộc chương “Dao động cơ”
- Nghiên cứu thực trạng dạy học phần dao động cơ ở trường trung họcphổ thông
- Soạn thảo hệ thống câu hỏi nghiên cứu bài học chương “Dao động cơ”
- Thiết kế một tiết dạy có sử dụng hệ thống câu hỏi nghiên cứu bài học
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm sư phạm: kiểm tra giả thuyết khoa
học của đề tài
Trang 5II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
2.1.1 Tư duy vật lý và các biện pháp tích cực hóa tư duy của học sinh trong quá trình dạy học.
Tư duy vật lý là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượngphức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng mối quan hệ địnhtính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các hệquả mới từ các thuyết và vận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu đượcvào thực tiễn [1]
Mục tiêu học tập vật lý của học sinh là hình thành kiến thức, kỹ năng –phát triển tư duy và năng lực sáng tạo Trong quá trình hình thành cơ sở lýthuyết bao gồm khái niệm, những định luật, những nguyên lý và vận dụngnhững tri thức đó vào thực tiễn đòi hỏi học sinh phải hoạt động tư duy một cáchtích cực thông qua những hành động và các thao tác tư duy tương ứng trong hoạtđộng khám phá, tìm kiếm tri thức vật lý cho bản thân [2]
Việc hình thành và phát triển tư duy vật lý thông qua hoạt động rèn luyệncác thao tác tư duy trong quá trình dạy học là một nhiệm vụ quan trọng đối vớigiáo viên và học sinh
2.1.2 Câu hỏi – Phương tiện dạy học, tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh
Câu hỏi là dạng cấu trúc ngôn ngữ diễn đạt một yêu cầu, một đòi hỏi, mộtmệnh đề cần được giải quyết Có thể hiểu câu hỏi là một mệnh đề trong đó chứamột vấn đề chưa biết Câu hỏi được sử dụng vào những mục đích khác nhau ởnhững khâu khác nhau của quá trình dạy học [3]
Câu hỏi thường dùng trong dạy học là câu hỏi đưa ra các tình huống về líthuyết hoặc thực tiễn có chứa đựng mâu thuẫn biện chứng giữa kiến thức, kỹnăng, kỹ xảo đã biết với cái chưa biết Mâu thuẫn này kích thích học sinh tìmcách giải quyết Vì vậy giáo viên cần đưa ra câu hỏi có sự định hướng phát triển
tư duy của học sinh để học sinh suy nghĩ và trả lời trùng với câu trả lời kỳ vọngcủa mình Trong quá trình dạy học giáo viên có thể dùng hệ thống câu hỏi địnhhướng phát triển tư duy cho học sinh để hoàn thành từng mục tiêu dạy học [1]
- Mục 2.1.1: Đoạn “Tư duy vật lý là sự quan sát… thực tiễn” tác giả trích nguyên văn từ tài liệu tham khảo số 1; Đoạn “Mục tiêu học tập… cho bản thân” tác giả trích nguyên văn từ tài liệu tham khảo số 2, đoạn tiếp theo do tác giả viết; Đoạn “Câu hỏi là dạng cấu trúc… quá trình dạy học” tác giả trích nguyên văn từ tài liệu tham khảo số 3; Đoạn “Câu hỏi thường dùng… mục tiêu bài học” tác giả trích nguyên văn từ tài liệu tham khảo số 1.
Trang 6Câu hỏi có thể được chia thành các kiểu dựa vào những dấu hiệu khác nhau:
- Theo quá trình tư duy từ thấp đến cao thì câu hỏi được chia thành hailoại: Câu hỏi cấp thấp và câu hỏi cấp cao
- Theo kiểu câu trả lời được yêu cầu thì có loại câu hỏi hội tụ và câu hỏiphân kì
- Theo hệ thống phân loại các mức độ nhận thức thì câu hỏi được chiathành các loại sau: câu hỏi biết; câu hỏi hiểu; câu hỏi áp dụng; câu hỏi phân tích;câu hỏi tổng hợp; câu hỏi đánh giá [4]
* Câu hỏi định hướng phát triển tư duy là câu hỏi chủ định cho hànhđộng tư duy, để bồi dưỡng và rèn luyện các thao tác tư duy cụ thể trong hoạtđộng nhận thức của học sinh Câu hỏi định hướng phát triển tư duy hiểu theomột cách ngắn gọn đó là dạng câu hỏi định hướng tư duy [5]
* Hệ thống câu hỏi định hướng tư duy có thể được dùng theo hai hìnhthức sau đây:
Cách 1: Dạy nội dung theo cách truyền thống quen thuộc, giáo viên đưa racác câu hỏi có tính tái hiện thông tin
Cách 2: Đặt ra câu hỏi có tính khái quát để định hướng việc dạy và họcphần nội dung tương ứng, từ đó quyết định chiến lược dạy và học hướng tới việctrả lời hệ thống câu hỏi đặt ra Câu hỏi khái quát có tính định hướng cao chỉ rõmục tiêu mà hoạt động học phải đạt tới
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
- Khi thiết kế và thi công bài dạy: dạy bài kiến thức mới, dạy bài tập, dạy bài
ôn tập chương, dạy chuyên đề, dạy bài thực hành… giáo viên chỉ đặt câu hỏi vớinhững học sinh có năng lực học tập từ trung bình trở lên còn học sinh yếu thìgần như bị lãng quên một bên bởi giáo viên chỉ thích học sinh trả lời câu hỏi mộtcách theo kỳ vọng Thậm chí khi học sinh trả lời “Em không hiểu” thì giáo viênlại cho ngồi xuống mà không cho học sinh thêm một cơ hội để trả lời… Một sốgiáo viên đặc biệt là các giáo viên mới ra trường chưa chú ý đầu tư vào việc xâydựng hệ thống câu hỏi định hướng tư duy để dạy các đơn vị kiến thức, nếu có thìcũng chỉ soạn vài câu hỏi để học sinh nêu lên nội dung đã được in đậm trongsách giáo khoa Nói chung rất ít giáo viên thành thạo cách đặt câu hỏi và xử lícác tình huống khi đưa ra câu hỏi cho học sinh
- Ở trang này, Đoạn “Câu hỏi có thể được chia thành các kiểu… câu hỏi đánh giá” tác giả trích nguyên văn từ tài liệu tham khảo số 4; Đoạn: Câu hỏi định hướng phát triển tư duy… câu hỏi định hướng tư duy” tác giả trích nguyên văn tài liệu tham khảo số 5, đoạn tiếp theo do tác giả tự viết.
Trang 7- Trong đổi mới phương pháp dạy học thì chúng ta đã nhắc rất nhiều, songmột phương tiện đắc lực được sử dụng trong dạy học, đặc biệt là trong cácphương pháp dạy học tích cực cũng chưa được đề cập đúng mức, đó là câu hỏi
và vấn đề sử dụng câu hỏi trong quá trình dạy học
- Khái niệm câu hỏi phát triển tư duy theo định hướng nghiên cứu bài học,
hệ thống câu hỏi định hướng tư duy còn là một khái niệm mới với đa số giáoviên
Nguyên nhân của tình trạng trên là:
- Rất ít tài liệu viết về câu hỏi phát triển tư duy theo định hướng nghiêncứu bài học và vai trò của câu hỏi trong dạy học Các tài liệu tham khảo chủ yếu
là bài tập và lời giải mà gần như không có tài liệu nào đưa ra hệ thống câu hỏi đểgiúp học sinh ôn tập hay hướng dẫn học sinh giải bài tập
- Giáo viên chưa ý thức được vai trò quan trọng của câu hỏi trong việcphát triển tư duy và năng lực sáng tạo của học sinh
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
2.3.1 Xây dựng hệ thống câu hỏi nghiên cứu bài học chương “Dao động cơ” nhằm phát triển tư duy cho học sinh lớp 12.
Bài 1: Dao động điều hòa
Hệ thống câu hỏi định hướng Câu trả lời kì vọng
I Dao động cơ
Câu 1- Như thế nào là dao động cơ?
Câu 2 - Thế nào là dao động tuần
hoàn Nhận xét dao động của quả lắc
đồng hồ ?
- Là chuyển động qua lại của mộtvật trên một đoạn đường xác địnhquanh một vị trí cân bằng
- Nếu sau những khoảng thời gianbằng nhau (T) vật trở lại vị trí như
cũ với vật tốc như cũ gọi là daođộng tuần hoàn
Dao động của quả lắc đồng hồ làdao động tuần hoàn
Trang 8II Phương trình của dao động điều
hòa
Câu 1- Minh hoạ chuyển động tròn
đều của một điểm M?
Câu 2- Nhận xét gì về dao động của P
khi M chuyển động?
Câu 3- Trong quá trình M chuyển động
tròn đều, toạ độ x của điểm P có
phương trình như thế nào?
Câu 4- Có nhận xét gì về dao động của
điểm P? (Biến thiên theo thời gian theo
định luật dạng cos)
Câu 5- Với A đã cho và nếu biết pha ta
sẽ xác định được gì? ((t + ) là đại
lượng cho phép ta xác định được gì?)
- Tương tự nếu biết ?
Xét điểm M chuyển động tròn đềutheo chiều dương (ngược chiềukim đồng hồ) với tốc độ góc trênquỹ đạo tâm O bán kính OM = A.+ Ở thời điểm t = 0, điểm M ở vịtrí M0 được xác định bởi góc .+ Ở thời điểm t bất kì M được xácđịnh bởi góc (t + )
+ Hình chiếu của M xuống trục
Ox là P
- Trong quá trình M chuyển độngtròn đều, P dao động trên trục xquanh gốc toạ độ O
- Xác định được x tại thời điểm banđầu t0
- Một điểm dao động điều hoà trên
Trang 9Câu 6- Qua ví dụ minh hoạ ta thấy
giữa chuyển động tròn đều và dao
động điều hoà có mối liên hệ gì?
một đoạn thẳng luôn luôn có thểđược coi là hình chiếu của mộtđiểm tương ứng chuyển động trònđều lên đường kính là đoạn thẳngđó
III Chu kì Tần số Tần số góc của dao
Câu 3- Gia tốc là đạo hàm bậc nhất
của vận tốc theo thời gian ,viết biểu
Câu 1-Nêu cấu tạo của con lắc lò xo?
Câu 2-Nhận xét về vị trí cân bằng của
Trang 10Câu 3- Nếu kéo vật ra khỏi vị trí cân
bằng rồi buông tay, dự đoán chuyển
động của con lắc?
khi lò xo không bị biến dạng
- Kéo vật nặng ra khỏi vị trí cânbằng cho lò xo dãn ra một đoạnnhỏ rồi buông tay, ta thấy vật daođộng trên một đoạn thẳng quanh vịtrí cân bằng
II Khảo sát dao động của con lắc lò xo
về mặt động lực học
Câu 1- Vật chịu tác dụng của những
lực nào?
Câu 2- Nhận xét gì về 3 lực này?
Câu 3- Khi con lắc nằm ngang, li độ x
và độ biến dạng l liên hệ như thế
nào?
Câu 4- Giá trị đại số của lực đàn hồi?
Câu 5- Dấu trừ ( - ) có ý nghĩa gì?
Câu 6- Viết biểu thức của a?
Câu 7- Từ biểu thức gia tốc, ta có nhận
xét gì về dao động của con lắc lò xo?
Câu 8- và T được xác định như thế
nào?
Câu 9- Nhận xét gì về lực đàn hồi tác dụng
vào vật trong quá trình chuyển động
Câu 10- Trường hợp trên lực kéo về cụ
- Trọng lực P, phản lực N của mặtphẳng, và lực đàn hồi F của lò xo
- Vì P N 0 nên hợp lực tácdụng vào vật là lực đàn hồi của lòxo
Trang 11thể là lực nào?
- Trường hợp lò xo treo thẳng đứng?
- Là một phần của lực đàn hồi vì F
= -k(l0 + x)III Khảo sát dao động của lò xo về mặt
năng lượng
Câu 1- Khi dao động, động năng của
con lắc lò xo (động năng của vật) được
xác định bởi biểu thức nào?
Câu 2- Khi con lắc dao động thế năng
của con lắc được xác định bởi biểu
thức nào?
Câu 3- Xét trường hợp khi không có
ma sát thì cơ năng của con lắc thay đổi
như thế nào?
Câu 4- Cơ năng của con lắc tỉ lệ như
thế nào với biên độ A?
2 ñ
1W
Bài 3: CON LẮC ĐƠN.
Hệ thống câu hỏi định hướng Câu trả lời kì vọng
I Thế nào là con lắc đơn
Câu 1- Mô tả cấu tạo của con lắc đơn?
Câu 2- Khi ta cho con lắc dao động, nó
sẽ dao động như thế nào?
Câu 3- Nhận xét xem dao động của
con lắc đơn có phải là dao động điều
- Gồm một vật nhỏ, khối lượng m,treo vào đầu một sợi dây khôngdãn, có chiều dài l, có khối lượngkhông đáng kể
- Dao động qua lại vị trí dây treo
có phương thẳng đứng ,đó là vị trícân bằng
- Để xem dao động của con lắc đơn
có là dao động điều hoà không phải
Trang 12hoà không ? đưa về dạng phương trình vi
Câu 2- Dựa vào biểu thức của lực kéo
về nhận xét nói chung con lắc đơn có
dao động điều hoà không?
Câu 3- Xét trường hợp li độ góc α nhỏ
để sinα (rad) Khi đó tính như
thế nào thông qua s và l?
Câu 4 - Ta có nhận xét gì về lực kéo
về trong trường hợp này?
Câu 5- Trong công thức mg/l có vai trò
là gì? g l có vai trò gì?
Câu 6 - Dựa vào công thức tính chu kì
của con lắc lò xo, tìm chu kì dao động
của con lắc đơn?
- Con lắc chịu tác dụng của hai lực
T và P
- Phân tích P P Pt n T P n
không làm thay đổi tốc độ của vật
và là lực hướng tâm giữ vật chuyểnđộng trên cung tròn
- Thành phần Pt là lực kéo về.
- Dù con lắc chịu tác dụng của lựckéo về, tuy nhiên nói chung Ptkhông tỉ lệ với α nên nói chung làkhông dao động điều hòa
Trang 13Câu 1- Trong quá trình dao động, năng
lượng của con lắc đơn có thể có ở
Câu 4- Trong quá trình dao động mối
quan hệ giữa Wđ và Wt như thế nào?
- Dạng động năng và thế năngtrọng trường
IV Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự
- Đo chiều dài l của con lắc
- Đo thời gian của số dao độngtoàn phần ,từ đó tìm T
-Tính g theo: g 4 l22
T
Bài 4: DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC.
Hệ thống câu hỏi định hướng Câu trả lời kì vọng
I Dao động tắt dần
Câu 1- Khi không có ma sát tần số dao
động của con lắc phụ thuộc những gì?
Câu 2- Xét con lắc lò xo dao động
- Do chịu lực cản không khí (lực
ma sát) nên cơ năng giảm dần (cơ
nhiệt)
Trang 14Câu 5- Hãy nêu một vài ứng dụng của
dao động tắt dần?
- Thiết bị đóng cửa tự động, giảmxóc ô tô …
II Dao động duy trì
Câu 1- Thực tế dao động của con lắc
tắt dần nên làm thế nào để duy trì dao
động (A không đổi mà không làm thay
- Dao động của con lắc đồng hồ làdao động duy trì
III Dao động cưỡng bức
Câu 1- Thế nào là dao động cưỡng
đó dao động của hệ gọi là dao độngcưỡng bức
- Dao động của xe ô tô chỉ tạmdừng mà không tắt máy…
- Dao động cưỡng bức có biên độkhông đổi và có tần số bằng tần sốlực cưỡng bức
-Biên độ của dao động cưỡng bứcphụ thuộc vào biên độ của lựccưỡng bức, vào lực cản trong hệ vàvào sự chênh lệch giữa tần số cưỡngbức f và tần số riêng f0 của hệ
IV Hiện tượng cộng hưởng
Câu 1- Thế nào là hiện tượng cộng
hưởng?
Câu 2- Dựa trên đồ thị Hình 4.4 cho
biết nhận xét về mối quan hệ giữa A
- Trong dao động cưỡng bức khi fcbcàng gần fo thì A càng lớn Đặcbiệt, khi fcb = f0 thì A lớn nhất vàgọi là hiện tượng cộng hưởng
- A càng lớn khi lực cản môitrường càng nhỏ