Lựa chọn các bài tập vật lí nhằm phát triển các năng lực để sử dụng trong dạy học các lực cơ học vật lí 10 (2017)

Tôi xin cam đoan đề tài “Lựa chọn các bài tập vật lí nhằm phát triển cácnăng lực để sử dụng trong dạy học “các lực cơ học” – Vật lí 10” là kết quả củasự nỗ lực cố gắng nghiên cứu, tìm tò

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA VẬT LÍ

NGUYỄN THỊ THÙY DUNG

LỰA CHỌN CÁC BÀI TẬP VẬT LÍ NHẰM PHÁT TRIỂN CÁC NĂNG LỰC ĐỂ SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC

“CÁC LỰC CƠ HỌC” – VẬT LÍ 10

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

HÀ NỘI, 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA VẬT LÍ

NGUYỄN THỊ THÙY DUNG

LỰA CHỌN CÁC BÀI TẬP VẬT LÍ NHẰM PHÁT TRIỂN CÁC NĂNG LỰC ĐỂ SỬ DỤNG TRONG DẠY HỌC

“CÁC LỰC CƠ HỌC” – VẬT LÍ 10

Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn khoa học

ThS Nguyễn Anh Dũng

HÀ NỘI, 2017

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới ThS Nguyễn AnhDũng – người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, định hướng để tôi có thể hoànthành khóa luận.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể các thầy, cô giáo trong khoaVật lí, các thầy cô trong trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 – những người đãgiúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi hoànthành khóa luận này

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã luôn cổ vũ,động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 4 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thùy Dung

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “Lựa chọn các bài tập vật lí nhằm phát triển cácnăng lực để sử dụng trong dạy học “các lực cơ học” – Vật lí 10” là kết quả của

sự nỗ lực cố gắng nghiên cứu, tìm tòi, tra cứu tài liệu và sự giúp đỡ, định hướngtận tình của ThS Nguyễn Anh Dũng cùng các thầy, cô giáo trong khoa Vật lítrường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Tôi xin cam đoan rằng kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là trungthực và không trùng lặp với các đề tài khác Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sựgiúp đỡ cho việc thực hiện khóa luận này đã được cảm ơn và các thông tin tríchdẫn trong khóa luận đã được chỉ rõ nguồn

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những gì mà mình khẳng định trênđây

Hà Nội, tháng 4 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thùy Dung

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH

Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt của bộ môn Vật lí 10Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc logic chương “Động lực học chất điểm” 17Hình 2.2: Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức bài 13: “ Lực ma sát” – Vật lí 10 29

MỤC LỤC

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1

PHẦN II: NỘI DUNG 5

CHƯƠNG I 5

CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 5

CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 5

1.1 Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí ở trường phổ thông 5

1.1.1 Quan niệm về BTVL 5

1.1.2 Lựa chọn bài tập trong dạy học vật lí 5

1.1.3 Sử dụng bài tập trong dạy học vật lí 6

1.2 Dạy học BTVL theo theo định hướng phát triển năng lực của học sinh 8

1.2.1 Phát triển năng lực của học sinh 8

1.2.2 Các năng lực chung và biểu hiện của nó 8

1.2.3 Các năng lực chuyên biệt của bộ môn Vật lí 9

1.2.4 Phát triển năng lực của học sinh thông qua dạy học bài tập vật lí 12

1.3 Dạy học giải quyết vấn đề 13

1.3.1 Hướng dẫn HS giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí 13

1.3.2 Quan hệ giữa bài tập vật lí với phát triển năng lực giải quyết vấn đề 14

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 16

2.1 Sơ đồ cấu trúc logic chương “Động lực học chất điểm” 17

2.2 Mục tiêu dạy học “ Các lực cơ học” 18

2.3 Nội dung kiến thức về các lực cơ học 19

2.3.1 Lực hấp dẫn 19

2.3.2 Lực đàn hồi 19

2.3.3 Lực ma sát 19

2.4 Xây dựng bài tập vật lí có nội dung thực tiễn về các lực cơ học 20

2.4.1 Sự cần thiết phải lựa chọn các bài tập vật lí về các lực cơ học 20

2.4.2 Lựa chọn các bài tập vật lí về “các lực cơ học” 20

2.5 Soạn thảo tiến trình dạy học bài 13: “Lực ma sát” – Vật lí 10 trong đó có sử dụng bài tập đã xây dựng 28

2.5.1 Lí do chọn bài “ Lực ma sát” để xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng các bài tập vật lí có nội dung thực tiễn 28

2.5.2 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức bài 13: “ Lực ma sát” – Vật lí 10 29 2.5.3 Tiến trình dạy học bài 13: “Lực ma sát” – Vật lí 10 29

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 35

CHƯƠNG 3: DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 36

3.1 Mục đích dự kiến thực nghiệm 36

3.2 Đối tượng dự kiến thực nghiệm 36

3.3 Nội dung dự kiến thực nghiệm 36

3.4 Phương pháp dự kiến thực nghiệm 36

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 37

PHẦN III: KẾT LUẬN CHUNG 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Hiện nay, nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa – hiện đại hóa vàhội nhập quốc tế Giai đoạn này đòi hỏi năng lực sáng tạo của con người ViệtNam cao hơn bất kỳ giai đoạn nào khác Để đáp ứng được nhu cầu của xã hội,ngành Giáo dục đã có sự thay đổi về mọi mặt và đặc biệt là PPDH

Nhiệm vụ quan trọng đặt ra cho các môn học trong trường phổ thông làphải làm sao cho khi vào đời, bắt tay tham gia vào lao động sản xuất, HS có thểnhanh chóng tiếp thu được cái mới với trình độ hiện đại của khoa học kĩ thuật

Do đó, trong giảng dạy các môn học trong trường phổ thông việc áp dụng cácPPDH tích cực nhằm phát triển tư duy, năng lực sáng tạo cho HS là vô cùngquan trọng

Trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, việc giảng dạy BTVL là một việclàm vô cùng cần thiết Thông qua dạy học về BTVL, GV có thể giúp HS nắmvững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật vật lí, nhữnghiện tượng vật lí, biết cách phân tích chúng và ứng dụng chúng vào các vấn đềthực tiễn Từ đó giúp các em vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết tốtnhững nhiệm vụ học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra

BTVL chính là một trong những phương tiện rất quan trọng trong việc rènluyện kĩ năng, kĩ xảo, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức đã thu nhận được

để giải quyết các vấn đề của thực tiễn Có thể xây dựng được rất nhiều bài tập

có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức líthuyết để giải thích các hiện tượng hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ratrong thực tiễn ở những điều kiện cho trước Tuy nhiên việc giải BTVL khôngphải là một công việc nhẹ nhàng, nó đòi hỏi sự làm việc căng thẳng, tích cựccủa HS, một sự vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm đã có để tìmlời giải nêu ra trong bài tập Khi giải thành công một bài tập nó sẽ đem đến cho

HS niềm phấn khởi, sẵn sàng đón nhận những bài tập mới ở mức độ cao hơn

Tuy nhiên, không phải cứ cho HS làm bài tập là chúng ta đạt được ngaycác kết quả như mong muốn BTVL chỉ phát huy tác dụng của nó trong nhữngđiều kiện sư phạm nhất định Kết quả rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo giải bài tập phụthuộc rất nhiều vào việc có hay không một hệ thống bài tập được lựa chọn vàsắp xếp phù hợp với mục đích dạy học, với yêu cầu rèn luyện kĩ năng, kĩ xảocho người học.

Bản thân mỗi BTVL đã là một tình huống vận dụng tích cực Song tínhtích cực của nó còn được nâng cao hơn khi nó được sử dụng như là nguồn kiếnthức để HS tìm tòi rèn luyện khả năng tư duy sáng tạo Do đó, BTVL có nộidung thực tiễn thực sự là một phương tiện hữu hiệu để tích cực hóa hoạt độngphát triển tư duy của HS trong việc quan sát và giải thích các hiện tượng thựctiễn

Qua việc nghiên cứu các tài liệu và xuất phát từ thực tiễn chúng tôi nhậnthấy các lực cơ học là một phần khó trong chương “Động lực học chất điểm” –Vật lí 10 Chúng tôi nhận thấy rằng việc dạy học vật lí ở phổ thông chủ yếu mớichỉ dừng lại ở nghiên cứu tài liệu lí thuyết trên lớp HS rất ít khi được quan sáthay tiến hành các thí nghiệm kiểm nghiệm lí thuyết đã được học Bằng việcgiải BTVL có nội dung thực tiễn, HS sẽ có hứng thú tìm tòi, khám phá thế giới

và có điều kiện rèn luyện khả năng tư duy vật lí một cách logic HS biết vậndụng những lí thuyết đã được học để giải thích các tình huống trong các thínghiệm, các quá trình trong thực tiễn và kĩ thuật

Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi nhận thấy việc xây dựng hệ thống bài tập

có nội dung thực tiễn về các lực cơ học là vô cùng cần thiết và chúng tôi đã

quyết định chọn đề tài: “Lựa chọn các bài tập vật lí nhằm phát triển các năng lực để sử dụng trong dạy học “Các lực cơ học” – Vật lí 10” làm đề tài nghiên

cứu của mình

2 Mục đích nghiên cứu

- Lựa chọn các BTVL về các lực cơ học – Vật lí 10 nhằm phát triển một sốnăng lực chuyên biệt trong bộ môn Vật lí, khả năng phát hiện và giải quyết vấn

đề của HS

- Soạn thảo tiến trình dạy học bài 13: “Lực ma sát” – Vật lí 10 theo tiếntrình dạy học giải quyết vấn đề Trong đó có sử dụng các bài tập đã lựa chọn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: hoạt động dạy học giải BTVL của GV và HS

- Phạm vi nghiên cứu: các BTVL được sử dụng trong quá trình dạy học vềcác lực cơ học – Vật lí 10

4 Giả thuyết khoa học

Nếu vận dụng quan điểm dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề và cácnăng lực chuyên biệt của bộ môn Vật lí để lựa chọn các bài tập và sử dụngchúng trong tiến trình dạy học về các lực cơ học – Vật lí 10 thì có thể phát triểncác năng lực, đồng thời nâng cao khả năng phát hiện và giải quyết vấn đề củaHS

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu một số cơ sở lí luận về dạy học BTVL trong dạy học Vật lí

- Nghiên cứu về phát triển năng lực của HS

- Nghiên cứu cơ sở lí luận dạy học giải quyết vấn đề

- Nghiên cứu mục tiêu kiến thức về các lực cơ học để từ đó xác định cácBTVL cần thiết phải xây dựng trong quá trình dạy phần kiến thức này

- Lựa chọn hệ thống các BTVL về các lực cơ học

- Soạn thảo tiến trình dạy học bài 13: Lực ma sát – Vật lí 10 theo kiểu dạyhọc giải quyết vấn đề, trong đó có sử dụng BTVL đã lựa chọn

6 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình hình thành khóa luận chúng tôi sử dụng phối hợp cácphương pháp sau:

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu :

+ Phương pháp phân tích.

+ Phương pháp tổng hợp.

+ Phương pháp hệ thống hoá lí thuyết

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

+ Phương pháp phỏng vấn

+ Phương pháp điều tra bằng phiếu hỏi

- Phương pháp phân tích số liệu

7 Đóng góp của khóa luận

- Về mặt lí luận: lựa chọn BTVL về các lực cơ học

- Về mặt thực tiễn:

+ BTVL về các lực cơ học có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho GV và

HS trong dạy học bộ môn Vật lí 10 ở trường THPT

+Soạn thảo tiến trình dạy học bài Lực ma sát – Vật lí 10 theo tiến trình dạyhọc giải quyết vấn đề

8 Cấu trúc khóa luận

Ngoài phần mở đầu, kết luận cấu trúc khóa luận gồm 3 chương:

Chương I: Cơ sở lí luận của việc phát triển năng lực cho học sinh thôngqua dạy giải bài tập vật lí trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông

Chương II: Lựa chọn BTVL và soạn thảo tiến trình dạy học bài 13: “Lực

ma sát” – Vật lí 10

Chương III: Dự kiến thực nghiệm sư phạm

PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC

CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ TRONG

DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1 Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

1.1.1 Quan niệm về BTVL

Trong thực tiễn dạy học cũng như trong nhiều tài liệu giảng dạy, tồn tạiđồng thời các thuật ngữ bài tập, bài toán, bài tập vật lí, bài toán vật lí

Theo X.E.Camenetxki và V.P.Orekhôp: “Trong thực tiễn dạy học, người

ta thường gọi bài tập vật lí là một vấn đề không lớn mà trong trường hợp tổngquát được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệmtrên cơ sở các định luật và phương pháp vật lí Thông thường, trong sách giáokhoa và tài liệu lí luận dạy học bộ môn, người ta hiểu những bài tập là nhữngbài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiêncứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí củahọc sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng các kiến thức của họ vào thực tiễn.Theo hai tác giả này thì trong dạy học, HS không phải tiếp thu kiến thức mộtcách thụ động mà phải tham gia vào quá trình tìm hiểu kiến thức mới, khi ấy

HS không chỉ đơn thuần tập vận dụng kiến thức cũ mà cả tập hình thành kiếnthức mới và nâng cao năng lực giải quyết vấn đề Vì vật, cả hai thuật ngữ bàitập vật lí và bài toán vật lí đồng nghĩa và có thể gọi chung là BTVL

1.1.2 Lựa chọn bài tập trong dạy học vật lí

BTVL phải đáp ứng được một mục đích dạy học nhất định Vì vậy, cácBTVL được lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Các BT phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp Tính phức tạptăng dần của mối quan hệ giữa những đại lượng và khái niệm đặc trưng choquá trình hoặc hiện tượng mô tả trong các BTVL

- Số lượng các BTVL phải phù hợp với thời gian quy định của chươngtrình học.

- Mỗi BT phải đóng góp một phần nào đó trong việc nắm bắt kiến thức,rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, thói quen vận dụng kiến thức, phát triển năng lực của

HS trong việc giải quyết các vấn đề học tập và thực tiễn

1.1.3 Sử dụng bài tập trong dạy học vật lí

Giải BTVL là một bộ phận của đa số các tiết học như: nghiêm cứu tàiliệu mới, luyện tập, ôn tập, kiểm tra Nó có thể chiếm một phần hoặc toàn bộtiết học Đồng thời nó cũng được sử dụng trong cả chương trình ngoại khóa.Trong những hình thức ấy, BTVL được sử dụng nhiều hơn cả trong hai loại tiếthọc đó là: nghiên cứu tài liệu mới và luyện tập giải BT

1.1.3.1 Tiết học nghiên cứu tài liệu mới

Tiết học nghiên cứu tài liệu mới là tiết học trong đó HS thu được cái mà

họ chưa biết từ trước đến nay hoặc chưa biết một cách rõ ràng, chính xác Nóicách khác, đó là tiết học mà HS thu được kiến thức mới, hoặc tuy không thuđược kiến thức mới nhưng có cách hiểu mới về kiến thức đã học, hoặc thấy rõphạm vi, giới hạn áp dụng kiến thức

Trong các tiết học này, BTVL được sử dụng ở một trong các khâu: đềxuất vấn đề, giải quyết vấn đề, củng cố hoặc ở tất cả các khâu đó

Mỗi kiến thức khoa học đều là lời giải đáp cho một câu hỏi Nếu không

có việc nảy sinh câu hỏi thì sẽ không có nhu cầu giải đáp câu hỏi và vì thế sẽkhông có kiến thức khoa học để giải đáp câu hỏi đó Cho nên việc nghiên cứutài liệu mới thường được bắt đầu bằng việc đặt vấn đề Theo I.Ia.Lemer, vấn đềtrong dạy học là một câu hỏi xuất hiện hay được đặt ra đối với người chưa hềbiết trước câu trả lời mà phải tìm tòi sáng tạo và để tìm ra câu trả lời đó, người

ta phải có những tài liệu nào đó làm cơ sở xuất phát Có nhiều cách để làm xuấthiện vấn đề cần nghiên cứu, tìm các giải quyết Một trong số đó là sử dụng BT

đề xuất vấn đề Việc xây dựng các vấn đề trong dạy học bằng BT sẽ kích thíchđược hứng thú học tập của HS, tạo ra được khả năng củng cố kiến thức đã có

và xây dựng mối liên hệ giữa kiến thức đã có và cả kiến thức mới BT đề xuấtvấn đề được sử dụng ở đầu giờ học Nó không những có tác dụng xây dựng vấn

đề dạy học mà còn có thể chuẩn bị cho việc nghiên cứu vấn đề

Trong dạy học, có không ít vấn đề được giải quyết bằng BT Thôngthường, sau khi nêu vấn đề, GV sẽ đưa ra một bài tập phức hợp, chia nó thànhcác bài tập bộ phận mà qua việc giải các BT đó, HS sẽ thu được kiến thức mới.Dựa vào phương thức giải, có thể chia BT giải quyết vấn đề ra làm hai loại:

- Giải bằng lập luận logic và biến đổi toán học trên cơ sở những kiến thức

đã biết

- Buộc phải quan sát, tiến hành thí nghiện Nói cách khác, trong quá trìnhgiải BT việc sử dụng lập luận logic và toán học đã biết không dẫn tới câu trảlời cuối cùng, hoặc tuy dẫn tới kết quả cuối cùng nhưng không rõ có phù hợpvới thực tiễn không thì người học buộc phải quan sát, làm thí nghiệm mới thuđược câu trả lời của BT

Thông thường, GV sử dụng BT củng cố ở cuối tiết học hay cuối phần họccủa mỗi bài giảng nhằm củng cố kiến thức mới, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho

HS tùy theo yêu cầu của từng tiết học

1.1.3.2 Tiết học luyện tập giải bài tập

Trong các tiết học này, có hai hình thức tổ chức làm việc chủ yếu củalớp: GV hay một HS giải bài tập trên bảng đề HS toàn lớp theo dõi hoặc HS tựlực giải BT Hình thức đầu được áp dụng khi GV hướng dẫn HS giải các BTmới gặp lần đầu hoặc khi cần giới thiệu định hướng giải BT mới để cả lớp tậptrung, chủ động theo dõi và tích cực tham gia vào tìm kiếm lời giải BT trênbảng Cần lưu ý: khi giải thích sơ đồ định hướng, GV phải trình bày sao cho

HS hiểu rõ từng thao tác, hành động và trật tự của chúng để tạo điều kiện giảicác BT cùng loại

Hình thức sau thường được sử dụng để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo và kiểmtra kết quả học tập của HS Tính độc lập, tích cực của HS phụ thuộc rất nhiềuvào mức độ phức tạp của BT Vì thế, BT ra phải vừa sức, đủ phức tạp và gây

được hứng cho HS Trong khi HS tự lực giải, GV theo dõi từng em và nếu cần,giúp họ quy một BT phức tạp thành các BT cơ bản, áp dụng các sơ đồ địnhhướng đã biết để giải từng kiểu, phân kiểu BT.

1.2 Dạy học BTVL theo theo định hướng phát triển năng lực của học sinh

1.2.1 Phát triển năng lực của học sinh

 Khái niệm năng lực

Theo tâm lí học, “năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc đáo của cácnhân phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động nhất định nhằm đảm bảoviệc hoàn thành có kết quả tốt trong lĩnh vực hoạt động ấy”

Như vậy năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng của cá nhân, nhờ nhữngthuộc tính này mà con người hoàn thành tốt một hoạt động nào đó, chỉ phải bỏ

ra ít sức lao động mà đạt hiệu quả cao Năng lực của HS sẽ là đích cuối cùngcủa dạy học, giáo dục Bởi vậy, những yêu cầu về phát triển năng lực của HScần đặt đúng chỗ của nó trong mục đích dạy học

Năng lực của mỗi người một phần dựa trên cơ sở vật chất Nhưng chủ yếunăng lực được hình thành phát triển và thể hiện trong hoạt động tích cực củacon người dưới tác động, rèn luyện, dạy học và giáo dục Việc hình thành vàphát triển phẩm chất nhân cách là phương tiện có hiệu quả nhất để phát triểnnăng lực

1.2.2 Các năng lực chung và biểu hiện của nó

a Năng lực tự học [2.tr48]

- Lập được kế hoạch tự học và điều chỉnh, thực hiện kế hoạch có hiệu quả

- Tìm kiếm thông tin về nguyên tắc cấu tạo, hoạt động của các ứng dụng kĩthuật

- Đánh giá được mức độ chính xác nguồn thông tin

- Đặt được câu hỏi về hiện tượng sự vật quanh ta

- Tóm tắt được nội dung vật lí trọng tâm của văn bản

- Tóm tắt thông tin bằng sơ đồ tư duy, bản đồ khái niệm, bảng biểu, sơ đồ

- Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến hành được phương án thí nghiệm để trảlời cho các câu hỏi đó

b Năng lực giải quyết vấn đề

- Đặc biệt quan trọng là năng lực thực nghiệm

Đặt được những câu hỏi về hiện tượng tự nhiên: Hiện tượng… diễn ra nhưnào? Điều kiện diễn ra hiện tượng là gì? Các đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có mối quan hệ với nhau như thế nào? Các dụng cụ có nguyên tắc cấu tạo

và hoạt động như thế nào?

- Đưa ra được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi đã đặt ra

- Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng suy luận lí thuyếthoặc khảo sát thực nghiệm

- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được

- Đánh giá độ tin cậy và kết quả thu được

c Năng lực sáng tạo

- Thiết kế được phương án thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết (hoặc dựđoán)

- Lựa chọn được phương án thí nghiệm tối ưu

- Giải được bài tập sáng tạo

- Lựa chọn được cách thức giải quyết vấn đề một cách tối ưu

d Năng lực hợp tác

- Tiến hành thí nghiệm theo nhóm

- Tiến hành thí nghiệm theo các khu vực khác nhau

1.2.3 Các năng lực chuyên biệt của bộ môn Vật lí

Những năng lực chuyên biệt của bộ môn Vật lí có thể phát triển cho họcsinh được liệt kê dưới bảng 1.1 [2.tr52]

Bảng 1.1: Các năng lực chuyên biệt của bộ môn Vật lí

Nhóm năng lực Năng lực thành phần trong bộ môn Vật lí

Năng lực sử

dụng kiến thức

- K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đạilượng, định luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, cáchằng số vật lí

- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vậtlí

- K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện nhiệm vụhọc tập

- K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giảipháp, đánh giá giải pháp … ) kiến thức vật lí vào các tìnhhuống thực tiễn

Năng lực về

phương pháp

- P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí

- P2: mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữvật lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó

- P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từcác nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tậpvật lí

- P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến thức vật lí

- P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí

- P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí

- P7: đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thểkiểm tra được

- P8: xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiếnhành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét

- P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm vàtính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả

thí nghiệm này.

Năng lực trao

đổi thông tin

- X1: trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngôn ngữvật lí và các cách diễn tả đặc thù của vật lí

- X2: phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiênbằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí (chuyênngành)

- X3: lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khácnhau

- X4: mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của cácthiết bị kĩ thuật, công nghệ

- X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tậpvật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thínghiệm, làm việc nhóm… )

- X6: trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lícủa mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làmviệc nhóm… ) một cách phù hợp

- X7: thảo luận được kết quả công việc của mình vànhững vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí

- X8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật líNăng lực cá thể - C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ

năng, thái độ của cá nhân trong học tập vật lí

- C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh

kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân

- C3: chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quanđiểm vật lí trong các trường hợp cụ thể trong môn Vật lí vàngoài môn Vật lí

- C4: so sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lí- cácgiải pháp kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi

- C5: sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnhbáo mức độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trongcuộc sống và của các công nghệ hiện đại

- C6: nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xãhội và lịch sử

1.2.4 Phát triển năng lực của học sinh thông qua dạy học bài tập vật lí

Ở trường phổ thông, rèn luyện năng lực cho HS thông qua việc giải BT làmột phần không thể thiếu Với việc giải BT, người đọc có thể nắm vững mộtcách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật vật lí, những hiệntượng vật lí, biết cách phân tích chúng và vận dụng chúng để giải quyết nhữngvấn đề thực tiễn Trong nhiều trường hợp, dù GV cố gắng trình bày những tàiliệu một cách mạch lạc, logic, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệmđúng các yêu cầu và cho kết quả chính xác thì đấy mới là điều kiện cần chứchưa phải là điều kiện đủ để hiểu sâu và nắm vững kiến thức Chỉ có thông quacác BTVL ở hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho HS vậndụng linh hoạt các kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống

cụ thể khác nhau thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc, hoàn thiện và trở thànhvốn riêng của người học

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do BT đề ra HS phải phântích đề bài, phải tái hiện kiến thức, vận dụng các thao tác tư duy như: so sánh,phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa để xác lập mối quan hệ giữacác đại lượng, lập luận, tính toán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, đo đạc, kiểmtra, kết luận Vì thế BTVL là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởngtượng, bồi dưỡng hứng thú học tập và phương pháp nghiên cứu khoa học chongười học Đặc biệt là khi phải khám phá ra bản chất của các hiện tượng vật líđược trình bày dưới dạng các tình huống vấn đề Do đó, nếu các BT được GVlựa chọn một cách cẩn thận có thể tối đa hóa khả năng nhận thức và tính tò mò

của HS thay vì những BT chỉ đòi hỏi áp dụng cách đơn giản các công thức, địnhluật Các BT này rèn luyện cho HS tính sáng tạo, độc lập trong suy nghĩ, đứctính kiên trì khắc phục khó khăn và sự yêu thích môn học.

Từ đó, giúp các em vận dụng những kiến thức đã có để giải quyết tốtnhiệm vụ học tập và những vấn đề mà thực tiễn đặt ra

1.3 Dạy học giải quyết vấn đề

1.3.1 Hướng dẫn HS giải quyết vấn đề trong dạy học vật lí

Khái niệm vấn đề dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà

HS không giải quyết được chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuôn mẫu

có sẵn Nghĩa là không thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần các kiến thức, kĩnăng, cách thức hành động đã có mà phải tìm tòi sáng tạo mới giải quyết được

và khi giải quyết được thì người học đã thu nhận được kiến thức kĩ năng mới[7.tr104]

Vấn đề chứa đựng câu hỏi nhưng đó là câu hỏi về một cái chưa biết, câuhỏi mà câu trả lời là một cái mới (kiến thức, kĩ năng, cách thức hành động mới)phải tìm tòi sáng tạo mới xây dựng được chứ không phải câu hỏi chỉ đơn thuần

là yêu cầu nhớ lại các kiến thức đã có

Hoạt động nhận thức của con người chỉ thực sự bắt đầu khi con người gặpphải mâu thuẫn: một bên là trình độ hiểu biết đang có, bên kia là nhiệm vụ mớiphải giải quyết một vấn đề mà những kiến thức, kĩ năng đã có không đủ Đểgiải quyết được nhiệm vụ nhận thức mới, khắp phục được những mâu thuẫntrên thì phải xây dựng kiến thức mới, phương pháp mới, kĩ năng mới Như vậy,hoạt động nhận thức của HS trong học tập thực chất là giải quyết vấn đề nhậnthức

Tình huống có vấn đề là tình huống trong đó xuất hiện vấn đề cần giảiquyết mà HS tham gia thì gặp khó khăn HS ý thức được vấn đề, mong muốngiải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hi vọng có thể giảiquyết được, do đó bắt tay vào giải quyết vấn đề đó [7.tr104]

Tổ chức tình huống có vấn đề chính là tạo ra hoàn cảnh để HS tự ý thứcđược vấn đề cần giải quyết, có nhu cầu, có hứng thú giải quyết, biết được mìnhcần phải làm gì và sơ bộ xác định được làm như thế nào.

Trong dạy học cần thiết kế mỗi bài học thành một chuỗi tình huống có vấn

đề liên tiếp, được sắp đặt theo một trình tự hợp lí của sự phát triển vấn đề cầnnghiên cứu, nhằm đưa học sinh tiến dần từ chỗ chưa biết đến biết, từ biếtkhông đầy đủ đến biết đầy đủ và nâng cao dần năng lực giải quyết vấn đề củaHS

1.3.2 Quan hệ giữa bài tập vật lí với phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Giải BT là một hình thức tự lực giải quyết một vấn đề nào đó nêu ra trongđầu bài Ở trình độ thấp là nhận biết những điều kiện có thể áp dụng một giảipháp đã biết vào một tình huống tương tự với các tình huống quen thuộc Ởtrình độ cao hơn, phải thực hiện một loạt những phân tích và biến đổi để có thể

áp dụng được giải pháp cơ bản đã biết Và cuối cùng ở trình độ sáng tạo, phảitìm ra giải pháp mới mà trước đây chưa biết Với đa số HS phổ thông hiện nay,cần cố gắng đạt đến trình độ thứ hai

Năng lực giải quyết vấn đề của HS được hình thành và phát triển tronggiải BTVL Sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS khi giải BTVLđược thể hiện như sau:

- Xác định được chính xác vấn đề cần giải quyết, những cái đã cho và cáiphải tìm

- Nhanh chóng phát hiện ra cái quen thuộc đã biết, cái mới phải tìm trongkhi giải mỗi BTVL Hãy nhanh chóng phát hiện ra các BT cơ bản trong một

BT phức hợp, quy một bài tập phức hợp về các bài tập cơ bản đã biết, đã thànhthạo, xuất hiện trong quá trình giải

- Phác thảo, dự kiến những con đường chung có thể có từ đầu đến cuốitrước khi tính toán, xây dựng lập luận cụ thể

- Hoàn thành công việc theo từng giải pháp đã dự kiến trong một thờigian ngắn, chọn lựa trong số đó giải pháp tối ưu

- Nhanh chóng qua một số ít bài, tự rút ra một sơ đồ định hướng giải các

BT cùng loại

- Chuyển tải được sơ đồ định hướng hành động giải các bài tập phức hợpthuộc loại nào đó sang sơ đồ định hướng giải các kiểu, phân kiểu BT phức hợpkhác

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Trong chương này, chúng tôi đã nghiên cứu cơ sở lí luận cần thiết cho việcnghiên cứu đề tài:

Cơ sở lí luận về dạy học BTVL theo hướng phát triển năng lực của HS

Lí luận về dạy học giải quyết vấn đề trong đó đặc biệt quan tâm đến cácbiểu hiện của sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS khi giải BT

Cơ sở lí luận về việc lựa chọn BT và việc sử dụng các BT trong các tếthọc Vật lí

Chúng tôi sử dụng những kiến thức này để lựa chọn BT về các lực cơ học

và soạn thảo tiến trình dạy học bài 13: “Lực ma sát” – Vật lí 10 mà nội dụng cụthể được thể hiện trong chương 2 của khóa luận

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN BTVL

VÀ SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI 13:

“LỰC MA SÁT” – VẬT LÍ 10 2.1 Sơ đồ cấu trúc logic chương “Động lực học chất điểm”

Sự tương tác của các vật

(phân tích các sự kiện)

đứng yên hoặc

Lực - nguyên nhân của gia tốc

Lực – đại lượng vật lí

Lực và gia tốc

Các lực cơ học (hấp dẫn, đàn hồi, ma sát)

Sự T.T của hai vật (hệ cô lập)

Kết luận

a 1 /a 2 = const

Mức Q.T

Đặc trưng của 2 mặt T.T

Lực Q.T

Định luật II Niuton

Cộng lực

Ứng dụng

Khối lượng

Tính cộng được của khối lượng

Định luật III

Phát biểu ĐL I nhờ khái niệm lực

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc logic chương “Động lực học chất điểm” [8.tr53]

- Trình bày được đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo.

- Phát biểu và viết được công thức của định luật Húc, nêu rõ ý nghĩa vàđơn vị của các đại lượng có trong công thức

- Giải thích được sự biến dạng đàn hồi của lò xo khi bị giãn và khi bị nén

- Vận dụng định luật Húc để giải các bài tập liên quan

 Lực ma sát

- Trình bày được các đặc điểm của lực ma sát (ma sát trượt, ma sát lăn, ma

sát nghỉ)

- Viết được công thức của ma sát trượt

- Trình bày được các cách làm tăng và giảm ma sát

- Vận dụng các kiến thức đã học để giải các bài tập liên quan đến lực masát

- Vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng thí nghiệm và thực tiễn

- Xây dựng được các phương án thí nghiệm để nghiên cứu về lực ma sát:

xác định được các vật dụng, dụng cụ đo của thiết bị và cách bố trí: đề xuất

và thiết kế phương án thí nghiệm

2.3 Nội dung kiến thức về các lực cơ học

2.3.1 Lực hấp dẫn

Niuton đã kết hợp các kết quả quan sát thiên văn và nghiên cứu sự rơi củacác vật trên Trái Đất, ông đã phát hiện ra rằng, mọi vật trong vũ trụ đềuhút nhau với một lực, gọi là lực hấp dẫn

- Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệthuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảngcách giữa chúng

- Mỗi lò xo có một giới hạn đàn hồi Trong giới hạn đàn hồi của lò xo ta cóbiểu thức của lực đàn hồi

Trong đó

2.3.3 Lực ma sát

 Lực ma sát trượt

- Xuất hiện ở mặt tiếp xúc của vật đang trượt trên một bề mặt

- Lực ma sát trượt có hướng ngược với hướng chuyển động tương đối

so với mặt tiếp xúc

- Lực ma sát trượt có độ lớn không phụ thuộc vào diện tích bề mặt tiếpxúc mà chỉ phụ thuộc vào vật liệu, tnh trạng của mặt tiếp xúc và độ lớn của áplực

Trong đó: N là áp lực (N), là hệ số trượt (0 )

 Lực ma sát lăn

- Lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên bề mặt một vật khác và

có tác dụng cản trở chuyển động lăn của vật

- Độ lớn của lực ma sát lăn cũng tỉ lệ với áp lực nhưng hệ số ma sát lăn nhỏhơn hệ số ma sát trượt rất nhiều

 Lực ma sát nghỉ

- Xuất hiện tại bề mặt tiếp xúc, do bề mặt tếp xúc tác dụng lên vật khi có ngoại lực giúp cho vật đứng yên tương đối trên bề mặt của vật khác Hoặc thành phần của ngoại lực song song với bề mặt tếp xúc tác dụng làm vật có xu hướng chuyển động,

- Phương: song song với bề mặt tiếp xúc

- Trong đa số trường hợp lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực phát động

2.4 Xây dựng bài tập vật lí có nội dung thực tiễn về các lực cơ học

2.4.1 Sự cần thiết phải lựa chọn các bài tập vật lí về các lực cơ học

Bản thân mỗi BT đã là một tình huống vận dụng tích cực Song tính tíchcực của nó còn được nâng cao hơn khi nó được sử dụng để giúp HS tm tòi, rènluyện khả năng tư duy sáng tạo Do đó, BT thực sự là một phương tiện hữuhiệu để tch cực hóa hoạt động phát triển năng lực của HS trong việc quan sát

và giải thích các hiện tượng trong cuộc sống Thông qua việc giải các BT thì HSkhông những có hứng thú tìm tòi, khám phá thế giới mà còn có điều kiện rènluyện, phát triển năng lực HS biết vận dụng những lí thuyết đã được học đểgiải thích các tình huống trong các thí nghiệm, các quá trình trong thực tiễn và

kĩ thuật Còn các lực cơ học bao trùm nhiều kiến thức và có thể kết hợp vớinhững kiến thức khác Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi nhận thấy việc lựachọn các BT về các lực cơ học là vô cùng cần thiết

2.4.2 Lựa chọn các bài tập vật lí về “các lực cơ học”

Trong tài liệu này chúng tôi sẽ tập trung vào các biểu hiện của năng lựccủa HS trong học tập và các đặc điểm của các lực cơ học để lựa chọn các BTnhư sau: