SKKN Một số giải pháp trong dạy học tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông mới môn Vật lí tại trường THPT
ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN
Chương trình GDPT mới được áp dụng bắt đầu đối với cấp tiểu học từ năm học
2020-2021, Cấp THCS từ năm học 2021-2022 và cấp THPT từ năm học 2022-2023. Hướng
tới mục tiêu áp dụng thành công chương trình mới Bộ GD&ĐT, UBND tỉnh Nam Định,
Sở GD&ĐT Nam Định đã ban hành nhiều văn bản chỉ đạo, hướng dẫn về công tác đào tạo,
bồi dưỡng đội ngũ giáo viên thực hiện triển khai chương trình GDPT mới.
Để thực hiện thành trình GDPT mới thì đội ngũ giáo viên là một trong những yếu
tố quan trọng nhất quyết định thành công của công cuộc đổi mới. Do vậy việc đào tạo, bồi
dưỡng giáo viên chuẩn bị cho chương trình GDPT mới là nhiệm vụ cấp bách cần được thực
hiện ngay trước năm học 2022-2023 đối với các trường THPT.
Bộ GD&ĐT và Sở GD&ĐT Nam Định đã tổ chức một số khóa bồi dưỡng thường
xuyên, các khóa bồi dưỡng chuyên môn cho giáo viên THPT trên địa bàn tỉnh Nam Định.
Tuy nhiên, các đợt tập huấn với quy mô lớn nên mỗi đơn vị chỉ cử một vài giáo viên đại
diện tổ bộ môn tham gia các lớp này; thời gian tập huấn ngắn nên chưa đáp ứng đủ được
nhu cầu học tập của giáo viên, đặc biệt là khâu thực hành sư phạm.
Trước bối cảnh đó, đánh giá được tầm quan trọng của việc bồi dưỡng Giáo viên, Tổ
bộ môn Vật lí nói riêng và các tổ bộ môn khác của Trường THPT Nguyễn Huệ nói chung
đã tổ chức cho giáo viên tìm hiểu, nghiên cứu, phân tích chương trình GDPT tổng thể và
chương trình bộ môn Vật lí; nghiên cứu và thực hành các phương pháp, hình thức dạy học;
đổi mới hình thức kiểm tra đánh giá học sinh nhằm chuẩn bị tốt nhất cho giáo viên thực
hiện chương trình GDPT mới bắt đầu áp dụng cho cấp THPT từ năm học 2022-2023.
2
II. CỞ SỞ LÝ LUẬN
1. Chương trình tổng thể
1.1. Quan điểm xây dựng
Chương trình giáo dục phổ thông cụ thể hoá mục tiêu giáo dục phổ thông, giúp học
sinh làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận dụng hiệu quả kiến thức, kĩ năng đã học vào
đời sống và tự học suốt đời, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng
và phát triển hài hoà các mối quan hệ xã hội, có cá tính, nhân cách và đời sống tâm hồn
phong phú, nhờ đó có được cuộc sống có ý nghĩa và đóng góp tích cực vào sự phát triển
của đất nước và nhân loại.
Chương trình giáo dục phổ thông được xây dựng trên cơ sở quan điểm của Đảng, Nhà
nước về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo; kế thừa và phát triển những ưu
điểm của các chương trình giáo dục phổ thông đã có của Việt Nam, đồng thời tiếp thu
thành tựu nghiên cứu về khoa học giáo dục và kinh nghiệm xây dựng chương trình theo
mô hình phát triển năng lực của những nền giáo dục tiên tiến trên thế giới; gắn với nhu cầu
phát triển của đất nước, những tiến bộ của thời đại về khoa học – công nghệ và xã hội; phù
hợp với đặc điểm con người, văn hoá Việt Nam, các giá trị truyền thống của dân tộc và
những giá trị chung của nhân loại cũng như các sáng kiến và định hướng phát triển chung
của UNESCO về giáo dục; tạo cơ hội bình đẳng về quyền được bảo vệ, chăm sóc, học tập
và phát triển, quyền được lắng nghe, tôn trọng và được tham gia của học sinh; đặt nền tảng
cho một xã hội nhân văn, phát triển bền vững và phồn vinh.
Chương trình giáo dục phổ thông bảo đảm phát triển phẩm chất và năng lực người
học thông qua nội dung giáo dục với những kiến thức, kĩ năng cơ bản, thiết thực, hiện đại;
hài hoà đức, trí, thể, mĩ; chú trọng thực hành, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải
quyết vấn đề trong học tập và đời sống; tích hợp cao ở các lớp học dưới, phân hoá dần ở
các lớp học trên; thông qua các phương pháp, hình thức tổ chức giáo dục phát huy tính chủ
động và tiềm năng của mỗi học sinh, các phương pháp đánh giá phù hợp với mục tiêu giáo
dục và phương pháp giáo dục để đạt được mục tiêu đó.
Chương trình giáo dục phổ thông bảo đảm kết nối chặt chẽ giữa các lớp học, cấp học
với nhau và liên thông với chương trình giáo dục mầm non, chương trình giáo dục nghề
nghiệp và chương trình giáo dục đại học.
Chương trình giáo dục phổ thông được xây dựng theo hướng mở, cụ thể là:
a) Chương trình bảo đảm định hướng thống nhất và những nội dung giáo dục cốt
lõi, bắt buộc đối với học sinh toàn quốc, đồng thời trao quyền chủ động và trách
nhiệm cho địa phương, nhà trường trong việc lựa chọn, bổ sung một số nội dung
giáo dục và triển khai kế hoạch giáo dục phù hợp với đối tượng giáo dục và điều
kiện của địa phương, của nhà trường, góp phần bảo đảm kết nối hoạt động của
nhà trường với gia đình, chính quyền và xã hội.
b) Chương trình chỉ quy định những nguyên tắc, định hướng chung về yêu cầu cần
đạt về phẩm chất và năng lực của học sinh, nội dung giáo dục, phương pháp giáo
dục và việc đánh giá kết quả giáo dục, không quy định quá chi tiết, để tạo điều
kiện cho tác giả sách giáo khoa và giáo viên phát huy tính chủ động, sáng tạo
trong thực hiện chương trình.
c) Chương trình bảo đảm tính ổn định và khả năng phát triển trong quá trình thực
hiện cho phù hợp với tiến bộ khoa học – công nghệ và yêu cầu của thực tế.
3
1.2. Mục tiêu chương trình giáo dục phổ thông
Chương trình giáo dục phổ thông cụ thể hoá mục tiêu giáo dục phổ thông, giúp học
sinh làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận dụng hiệu quả kiến thức, kĩ năng đã học vào
đời sống và tự học suốt đời, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng
và phát triển hài hoà các mối quan hệ xã hội, có cá tính, nhân cách và đời sống tâm hồn
phong phú, nhờ đó có được cuộc sống có ý nghĩa và đóng góp tích cực vào sự phát triển
của đất nước và nhân loại.
Chương trình giáo dục tiểu học giúp học sinh hình thành và phát triển những yếu tố
căn bản đặt nền móng cho sự phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần, phẩm chất và năng
lực; định hướng chính vào giáo dục về giá trị bản thân, gia đình, cộng đồng và những thói
quen, nền nếp cần thiết trong học tập và sinh hoạt.
Chương trình giáo dục trung học cơ sở giúp học sinh phát triển các phẩm chất, năng
lực đã được hình thành và phát triển ở cấp tiểu học, tự điều chỉnh bản thân theo các chuẩn
mực chung của xã hội, biết vận dụng các phương pháp học tập tích cực để hoàn chỉnh tri
thức và kĩ năng nền tảng, có những hiểu biết ban đầu về các ngành nghề và có ý thức hướng
nghiệp để tiếp tục học lên trung học phổ thông, học nghề hoặc tham gia vào cuộc sống lao
động.
Chương trình giáo dục trung học phổ thông giúp học sinh tiếp tục phát triển những
phẩm chất, năng lực cần thiết đối với người lao động, ý thức và nhân cách công dân, khả
năng tự học và ý thức học tập suốt đời, khả năng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với năng
lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thân để tiếp tục học lên, học nghề hoặc
tham gia vào cuộc sống lao động, khả năng thích ứng với những đổi thay trong bối cảnh
toàn cầu hoá và cách mạng công nghiệp mới.
1.3. Yêu cầu cần đạt về phẩm chất, năng lực
Chương trình giáo dục phổ thông hình thành và phát triển cho học sinh những phẩm
chất chủ yếu sau: yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm.
Chương trình giáo dục phổ thông hình thành và phát triển cho học sinh những năng
lực cốt lõi sau:
a) Những năng lực chung được hình thành, phát triển thông qua tất cả các môn
học và hoạt động giáo dục: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp
tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo;
b) Những năng lực đặc thù được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một
số môn học và hoạt động giáo dục nhất định: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính
toán, năng lực khoa học, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm
mĩ, năng lực thể chất.
Bên cạnh việc hình thành, phát triển các năng lực cốt lõi, chương trình giáo dục phổ
thông còn góp phần phát hiện, bồi dưỡng năng khiếu của học sinh.
Những yêu cầu cần đạt cụ thể về phẩm chất chủ yếu và năng lực cốt lõi được quy
định tại Mục IX Chương trình tổng thể và tại các chương trình môn học, hoạt động giáo
dục.
4
2. Năng lực và phẩm chất học sinh cần đạt trong môn Vật lí cấp THPT theo
chương trình GDPT mới:
2.1. Năng lực:
– Năng lực là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất có sẵn và quá
trình học tập, rèn luyện cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và
các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí …thực hiện thành công một hoạt
động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể.
– Phân loại năng lực:
5
– Năng lực vật lí:
6
7
2.2. Phẩm chất:
8
9
III. MÔ TẢ GIẢI PHÁP
1. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến
1.1. Giải pháp 1. Chương trình hiện hành và phương pháp dạy học truyền thống
a. Mô tả
Chương trình còn nặng tính hàn lâm, quá trình dạy học còn thiên về truyền thụ kiến
thức, chủ yếu GV dạy cho học sinh những kiến thức mà mình có, học sinh ra sức học, ghi
nhớ những kiến thức.
Các GV được hỏi đa phần đều công tác tương đối lâu năm nên chủ yếu vẫn quen với
phương pháp dạy học truyền thống. Các lớp bồi dưỡng tập trung do Sở GD&ĐT tổ chức
hàng năm về cơ bản mới chỉ bồi dưỡng về các kĩ thuật dạy học tích cực và về việc xây
dựng ma trận đề kiểm tra đánh giá. Còn về các phương pháp dạy học hiện đại đa phần các
GV khi cần thiết mới tự tìm hiểu thông qua các thông tin trên mạng và trao đổi với đồng
nghiệp.
Giáo viên thiết kế giáo án và xây dựng bài giảng dựa trên nội dung được quy định chi tiết
trong chương trình, tài liệu chủ yếu là sách giáo khoa, sách giáo viên với các mục tiêu cần
đạt của mỗi bài về: Kiến thức thuần túy khoa học ít gắn với thực tiễn, kỹ năng giải các bài
tập mang tính lý thuyết.
Thực hiện đổi mới dạy học theo hướng phát huy tính tích cực chủ động của HS đã được
áp dụng rất rộng rãi trong các năm trở lại đây nhưng việc dạy học phát triển năng lực HS
mới bắt đầu được đưa vào áp dụng nên GV còn nhiều bỡ ngỡ và hầu như chưa có khái
niệm đánh giá năng lực theo các thành tố của năng lực.
Một số GV đã thực hiện dạy học chủ đề tích hợp tuy nhiên do hạn chế trong việc sử
dụng các phương pháp dạy học hiện đại. Các GV mới chỉ tập trung vào xây dựng các nội
dung tích hợp và sử dụng một số kĩ thuật dạy học tích cực để tăng tính tích cực, chủ động
của HS chứ chưa tập trung vào việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề dẫn đến HS hiểu
bài, có liên hệ với thực tế, kết quả học tập nâng cao nhưng với các bài tập thực tiễn ở mức
vận dụng cao lại vẫn gặp nhiều khó khăn do chưa được luyện tập nhiều các thao tác, kĩ
năng giải quyết vấn đề.
b) Ưu điểm
– Đảm bảo về nội dung: kiến thức, kỹ năng và thái độ, việc lựa chọn nội dung dễ dàng, không
tốn nhiều thời gian.
– Có sự đổi mới về phương pháp dạy học, bên cạnh việc trang bị kiến thức đã chú ý rèn
luyện một số kỹ năng.
– Có phần ứng dụng, liên hệ thực tế.
c) Nhược điểm
– Khả năng vận dụng các kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn còn hạn chế
– Chưa phát triển được năng lực học sinh.
– Giờ học thiếu hấp dẫn.
– Ít liên hệ với thực tiễn, học sinh không có kỹ năng sử dụng các kiến thức đã học để
giải quyết các vấn đề nảy sinh trong thực tế cuộc sống.
10
– Học sinh tiếp thu kiến thức một các thụ động không nắm kiến thức không sâu và không
rèn các kỹ năng làm việc với các nguồn tri thức (kỹ năng làm việc với sách giáo khoa, với
thí nghiệm, phương tiện trực quan, với máy vi tính, với băng hình, với internet, …). Do đó
không có các kỹ năng so sánh phán đoán, kỹ năng chọn lọc, xử lí và hệ thống hoá thông
tin…
– Giờ dạy chủ yếu là kiến thức lí thuyết, áp dụng công thức, ít thể hiện được bản chất
Vật lí và chưa đáp ứng được mục tiêu căn bản là hình thành và phát triển năng lực Vật lí
cho học sinh.
1.2. Giải pháp 2: Phương pháp, công cụ đánh giá truyền thống
a) Mô tả
– Hiện nay đa phần đánh giá học sinh qua các bài kiểm tra. Trong năm học có các bài
kiểm tra thường xuyên, kiểm tra định kỳ, học sinh phải thực hiện các bài kiểm tra, dùng
điểm số ở các bài kiểm tra để đánh giá học sinh về mặt học tập.
– Công cụ đánh giá chủ yếu là các câu hỏi, bài tập. Câu hỏi, bài tập có hai hình thức tự
luận và trắc nghiệm, nội dung các câu hỏi, bài tập chủ yếu xoay quanh kiến thức học sinh
đã học, có một phần ít vận dụng kiến thức vào một số tình huống hoặc ứng dụng cụ thể.
Thông qua các bài tập và câu hỏi học sinh ghi nhớ được kiến thức và hình thành kỹ năng
giải bài tập.
b) Ưu điểm:
– Sử dụng các bài kiểm tra truyền thống có thể đánh giá được các mức độ về kiến thức
và kỹ năng của học sinh trong môn học.
– Câu hỏi, bài tập có thể giúp học sinh ghi nhớ kiến thức và rèn luyện các kỹ năng giải
quyết bài tập, kỹ năng trình bày, thuyết trình, vận dụng kiến thức… từ đó góp phần hình
thành nên tư duy logic đối với từng bộ môn.
– Dễ dàng biên soạn.
c) Nhược điểm:
– Không đánh giá được đầy đủ năng lực, phẩm chất của người học.
– Nặng tính hàn lâm, ít liên hệ thực tiễn, tình huống thực tế vì vậy hạn chế trong việc
hình thành các năng lực, phẩm chất của học sinh.
11
2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến
2.1. Giải pháp 1: Nghiên cứu, vận dụng một số phương pháp, hình thức dạy học tích
cực đáp ứng chương trình GDPT mới
| TT | MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP, HÌNH THỨC DẠY HỌC MỚI |
| 1 | Dạy học giải quyết vấn đề |
| 2 | Dạy học dự án |
| 3 | Dạy học theo chủ đề (đơn môn, tích hợp, liên môn) |
| 4 | Dạy học STEM, Nghiên cứu khoa học |
| 5 | Hoạt động trải nghiệm sáng tạo |
| 6 | Dạy học ngoài không gian lớn học |
2.1.1 Dạy học giải quyết vấn đề
a) Cơ sở lí luận:
Dạy học giải quyết vấn đề là cách thức tổ chức dạy học trong đó học sinh được đặt trong
tình huống có vấn đề mà bản thân học sinh chưa biết cách thức, phương tiện, cần phải nỗ
lực, tư duy để giải quyết vấn đề.
– Điều kiện sử dụng:
+ Cần tạo tình huống có vấn đề phù hợp, hiệu quả.
+ Thời gian đủ để nhận biết, lập kế hoạch và thực hiện và kết luận.
+ Cần đảm bảo một số phương tiện thực hiện giải quyết vấn đề nhất là các vấn đề khảo
sát, thực nghiệm…
– Các bước thực hiện:
(1) Nhận biết vấn đề: Học sinh tiếp nhận tình huống có vấn đề được gợi ý hoặc giáo viên
kích thích học sinh tự tạo tình huống có vấn đề.
(2) Lập kế hoạch giải quyết vấn đề: Học sinh đề xuất giả thuyết giải quyết vấn đề, đưa
ra các phương án và lập kế hoạch giải quyết vấn đề.
(3) Thực hiện kế hoạch
(4) Kiểm tra, đánh giá và rút ra kết luận: Học sinh rút ra kết luận về cách giải quyết vấn
đề, từ đó lĩnh hội được tri thức, kỹ năng hoặc vận dụng được kiến thức, kỹ năng để giải
quyết được các vấn đề thực tiễn.
Giải pháp 1:
Nghiên cứu, vận dụng một
số phương pháp, hình thức
dạy học tích cực đáp ứng
chương trình GDPT mới
Giải pháp 2:
Xây dựng hệ thống câu
hỏi, bài tập giúp đánh giá
và phát triển năng lực,
phẩm chất
Giải pháp 3:
Đổi mới kiểm tra đánh giá
theo định hướng tiếp cận
năng lực, phẩm chất
12
b) Cách thức tiến hành
– Tổ chức nghiên cứu, thảo luận cơ sở lý thuyết về phương pháp dạy học học “Giải quyết
vấn đề” trong tổ bộ môn.
– Thực hành xây dựng kế hoạch dạy học dùng phương pháp dạy học “Giải quyết vấn
đề”. Dạy thử nghiệm và phân tích kết quả trong tổ nhóm chuyên môn.
c) Kết quả đạt được
Tổ bộ môn đã tiến hành xây dựng tiến trình và dạy học minh họa một số tiết học theo
phương pháp dạy học Giải quyết vấn đề như: “Các đặc điểm của chuyển động rơi tự do”
– Vật lí 10, “Hiện tượng giao thoa sóng” – Vật lí 12.
Tiến trình xây dựng kiến thức “Các đặc điểm của chuyển động rơi tự do” – Vật lí 10
| 1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết Nhắc lại kiến thức cũ: Chúng ta đã học hai loại chuyển động: đó là chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều: + Chuyển động thẳng đều có quỹ đạo là đường thẳng và vận tốc không đổi, không có gia tốc, quãng đường là hàm bậc nhất theo thời gian… + Chuyển động thẳng biến đổi đều có quỹ đạo là đường thẳng, vận tốc tăng đều hoặc giảm đều, gia tốc không đổi, quãng đường là hàm bậc hai của thời gian, … Mỗi loại chuyển động đều có những đặc điểm riêng. Vậy chuyển động rơi tự do có những đặc điểm gì?2. Phát biểu vấn đề Chuyển động rơi tự do có những đặc điểm gì (về phương chiều)? Rơi tự do thuộc loại chuyển động nào?3. Giải quyết vần đề 3.1. Vấn đề 1: Phương chiều của chuyển động rơi tự do a) Đề xuất giả thuyết 1 Từ kinh nghiệm quan sát thực tế, học sinh đưa ra giả thuyết 1 Giả thuyết 1: Rơi tự do theo phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống b) Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết 1: – Xác định nội dung cần kiểm tra: kiểm tra trực tiếp phương chiều của chuyển động rơi tự do – Thiết kế phương án thí nghiệm: Sử dụng bộ thiết bị thí nghiệm kiểm tra phương của vật rơi tự do Sơ đồ thí nghiệm: – Kết luận giả thuyết 1: Chuyển đông rơi tự do có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống3.2. Vấn đề 2: Dạng của chuyển động rơi tư do |
13
a) Đề xuất giả thuyết 2 * TN hỗ trợ đề xuất giả thuyết: Ở bài: “Chuyển động biến đổi đều” HS đã được làm TN với vật trượt trên măt phẳng nghiêng và đã có các kết luận: + chuyển động của các vật trên mặt phẳng nghiêng góc α=300 là chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a1= hằng số. + chuyển động của các vật trên mặt phẳng nghiêng góc α=450 là chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a2= hằng số. + chuyển động của các vật trên mặt phẳng nghiêng góc α=600 là chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a3= hằng số. Suy ra nếu α=900 thì vật cũng chuyển động nhanh dần đều với gia tốc là hằng số. * Đề xuất giả thuyết 2: Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều b) Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết 2: – Xác định nội dung cần kiểm tra: Suy luận hệ quả: Nếu rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều thì quãng đường đi được s=½.at2. với a=hằng số suy ra: s/t2= hằng số. Như vậy nội dung cần kiểm tra là hệ quả suy ra từ giả thuyết 2: Thí nghiệm khảo sát quan hệ s và t2 cho kết quả: s/t2= hằng số. – Thiết kế phương án thí nghiệm: Bộ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do: + Quãng đường được xác định trước bằng số chỉ trên thước thẳng đứng. + Thời gian được hiển thị trên đồng hồ đo thời gian. – Thực hiện thí nghiệm: thay đổi quãng đường (bằng cách dịch chuyển detecto dọc theo trục thẳng đứng, và đo thời gian rơi quãng đường tương ứng đó: S(cm)t (s) – Xử lý kết quả và rút ra kết luận: + Đồ thị: S phụ thuộc vào t2 có dạng đường thẳng +Kết luận: vậy s/t2= hằng số => Giả thuyết 2: “Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều” là đúng.4. Rút ra kết luận Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều theo phương thẳng đứng, chiều hướng xuống.2. Lý giải tiến trình xây dựng kiến thức Tiến hành dạy học đơn vị kiến thức này theo con đường thực nghiệm. Cụ thể như sau: Khi học về các đặc điểm của chuyển động rơi tự do HS cần biết: Chuyển động rơi tự do theo phương thẳng đứng, chiều hướng xuống. Rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều. Từ kiến thức cần học của HS ta có thể xác định câu hỏi tương ứng với câu trả lời trên đó là: Chuyển động rơi tự do có những đặc điểm gì (về phương chiều)? Rơi tự do thuộc loại chuyển động nào? |
14
| Để câu hỏi nảy sinh vấn đề của kiến thức cần học xuất phát một cách tự nhiên ta có thể làm nảy sinh vấn đề từ kiến thức cũ như sau: (phần 1: làm nảy sinh vấn đề) I. Vấn đề 1 1. Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu: Từ những kiến thức đã học HS không thể đưa ra được câu trả lời cho vấn đề bài học. Tuy nhiên từ kinh nghiệm thực tiễn và đã quan sát các thí nghiệm ở phần trước nên HS có thể đưa ra dự đoán rơi tự do có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới. (Đó chính là giả thuyết 1). Những câu trả lời cho vấn đề đã nêu chỉ là dự đoán có căn cứ nhưng chưa chắc chắn. Vậy làm thế nào để kiểm tra những dự đoán trên có chính xác hay không? Giải pháp đề ra là tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng. (Vậy chúng ta cùng nghĩ xem có thể thiết kế được một thí nghiệm có thể kiểm tra được điều đó.) Để kiểm tra được phương chiều của chuyển động rơi tự do, thí nghiệm gồm: + Một vật rơi tự do (khối lượng đủ lớn, kích thức phù hợp-> bỏ qua ma sát) + Dây dọi để định phương thẳng đứng. Phương án kiểm tra: Như phần 3.1 Tiến hành thí nghiệm và kết luận phương chiều của chuyển động rơi tự do II. Vấn đề 2 1. Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu: Vấn đề thứ 2 mà ta cần làm sáng tỏ là chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều. Để làm vấn đề nảy sinh một cách tự nhiên: yêu cầu học sinh bằng kinh nghiệm quan sát chuyển động của vật rơi của các vật và cho biết vận tốc của vật từ khi bắt đầu rơi tới khi kết thúc quá trình rơi biến đổi như thế nào? – HS nhận xét thấy rằng: khi bắt đầu rơi thì vận tốc v=0. Sau đó vận tốc tăng dần. – GV Đưa câu hỏi định hướng: vận tốc của vật trong quá trình đó tăng có đều không? HS chưa trả lời được. nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu: chuyển động rơi tự do có phải là chuyển động nhanh dần đều hay không? 2. Định hướng đề xuất giả thuyết Định hướng HS đưa ra giả thuyết 2 bằng suy luận quy nạp từ kết quả của thí nghiệm với vật chuyển động trên máng nghiêng góc α=300, 450, 600… – GV: các em đã làm thí nghiệm thấy chuyển động của các vật thuộc loại chuyển động gì? – HS: là chuyển động nhanh dần đều. – GV: tại sao các em có thể kết luận được điều đó? – HS: vì đo được gia tốc trong các trường hợp đó đều là các hằng số. – GV: vậy nếu ta xét trường hợp vật chuyển động trên máng nghiêng góc α=900 Thì sao? – HS: – lúc này chuyển động của vật là chuyển động rơi tự do. – Có thể chuyển động của vật cũng là chuyển động nhanh dần đều. 3. Phát biểu giả thuyết: Rơi tự do có thể là chuyển động thẳng nhanh dần đều. 4. Kiểm nghiệm giả thuyết: – GV: có thể kiểm nghiệm kết luận trên như thế nào? |
15
| 4.1. Suy luận hệ quả: – GV định hướng: Nếu chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều thì chuyển động đó phải có đặc điểm gì? – HS: chuyển động đó có các đặc điểm là: + vật tốc tăng đều theo thời gian. (1) + gia tốc không đổi theo thời gian. (2) + quãng đường đi được tỉ lệ với bình phương thời gian. (3) …. – GV nhận xét: phân tích để thấy rõ tính khả thi của các phương án kiểm nghiệm từ đó đi đến thống nhất dựa vào đặc điểm (3) là khả thi nhất để kiểm nghiệm. – GV: yêu cầu học sinh thiết kế mô hình thí nghiệm để kiểm tra hệ quả 4.2. Định hướng giải pháp: – GV: Để kiểm nghiệm được hệ quả (3) ta cần: + phải tạo ra được hiện tượng gì? + phải đo được đại lượng nào? + dụng cụ đo là gì? + cách đo như thế nào? + cách bố trí thí nghiệm ra sao? – HS nêu được: + phải tạo ra được hiện tượng vật rơi tự do + phải đo được quãng đường từ lúc vật bắt đầu rơi và khoảng thời gian đi hết quãng đường đó. + dụng cụ cần có để đo s là thước, đo t là đồng hồ. + cách đo: – chọn trước s (đánh dấu điểm đầu và cuối) – buông tay cho vật rơi và bấm đồng hồ bắt đầu tính thời gian. – khi vật đi hết quãng đường s thì bấm đồng hồ kết thúc tính giờ. – GV: nhận xét và bổ xung khắc phục những hạn chế của mô hình học sinh đã đưa ra, từ đó dẫn tới bộ thí nghiệm với máng thẳng đứng CT10-1. 4.3 Thực hiện giải pháp – tiến hành thí nghiệm – lần 1: định trước s1=200mm. đo t1 – lần 2: định trước s2=450mm. tính t2 từ công thức: s1/t1=s2/t2t2=1,5t1 đo t2 và so sánh với giá trị t2 vừa tính được. – lần 3: làm tương tự lần 2 với s3=800mm. kết luận về tỉ số: s1/t1=s2/t2= s3/t3=…=s/t 5. Kết luận tổng quát: Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều theo phương thẳng đứng, chiều hướng xuống. |
Tiến trình xây dựng kiến thức: “Hiện tượng giao thoa sóng” – Vật lí 12
| 1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết Khi một nguồn sóng trên mặt nước xuất hiện sóng truyền đi theo mọi hướng, các đỉnh sóng truyền đi với tốc độ không đổi. Vậy khi đồng thời có hai ngồn sóng trên mặt nước thì có gì khác biệt không? Cho HS quan sát video (Nguồn: https://www.youtube.com/watch?v=TaFU41rfd90) |
16
2. Phát biểu vấn đề Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi hai sóng lan truyền trên mặt nước gặp nhau? Các phần tử nước nằm trong vùng gặp nhau dao động như thế nào?3. Giải quyết vần đề 3.1. Giải quyết VĐ nhờ SLLT Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề – Sử dụng kiến thức phương trình sóng: Viết phương trình sóng tới từ hai nguồn tại điểm M. – Sử dụng kiến thức tổng hợp dao động. Viết phương trình sóng tổng hợp tại M – Công thức xác định biên độ sóng tổng hợp: NX: Biên độ sóng phụ thuộc vào vị trí của điểm M (Amin =0 <AM< Amax=2A) + Tồn tại các điểm có biên độ cực đại nơi mà hai sóng tăng cường lẫn nhau, thỏa mãn điều kiện: (với ). Quỹ tích những điểm này làm thành một họ các đường hypebol theo k, nhận S1, S2 là hai tiêu điểm.Gọi là các vân cực đại + Tồn tại các điểm có biên độ cực tiểu (không dao động) nơi mà hai sóng triệt tiêu nhau, thỏa mãn điều kiện: (với ). Quỹ tích những điểm này làm thành một họ các đường hypebol theo k nhận S1, S2 là hai tiêu điểm và xen kẽ giữa các đường hypebol cực đại. Gọi là các vân cực tiểu.3.2. Kiểm chứng kết quả được suy ra từ lý thuyết |
1
u A t 1M cos 2 d
2
u A t 2M cos 2 d
2 1 2 1
u u u A t M M M 1 2 2 cos cos d d d d
2 cos 2 1
M
d d
A A
d d k 2 1 k 0; 1; 2;…2 1
1 2
d d k
0 1 2
; ; ;…
1 2 3
k
| S 1 S 2 M d 2 |
d
1
17
| 2. Lý giải tiến trình xây dựng kiến thức Tiến hành dạy học đơn vị kiến thức này theo con đường lý thuyết. Cụ thể như sau: Khi học “Hiện tượng giao thoa sóng” HS cần biết: 4. Rút ra kết luận – Định nghĩa: Hiện tượng giao thoa sóng – Biên độ sóng tổng hợp phụ thuộc vào vị trí của điểm M trên mặt nước; vị trí và hình dạng của các vân cực đại, cực tiểu.Từ kiến thức cần học của HS ta có thể xác định câu hỏi tương ứng với câu trả lời trên đó là: 2. Phát biểu vấn đề Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi hai sóng lan truyền trên mặt nước gặp nhau? Các điểm nằm trong vùng gặp nhau sẽ dao động như thế nào?Giai đoạn làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết Để câu hỏi nảy sinh vấn đề của kiến thức cần học xuất phát một cách tự nhiên ta có thể làm nảy sinh vấn đề từ xuất phát từ quan sát video thí nghiệm thật, như sau: 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết Khi một nguồn sóng trên mặt nước xuất hiện sóng truyền đi theo mọi hướng, các đỉnh sóng truyền đi với tốc độ không đổi. Vậy khi đồng thời có hai ngồn sóng trên mặt nước thì có gì khác biệt không? Cho HS quan sát video (Nguồn: https://www.youtube.com/watch?v=TaFU41rfd90)Với cách làm nảy sinh vấn đề như trên thì câu hỏi vấn đề cho kiến thức cần học bật ra một cách tự nhiên, phù hợp với câu trả lời cho vấn đề ở phần 4. Rút ra kết luận Giai đoạn suy luận từ lý thuyết nhằm giải thích hiện tượng. Từ những kiến thức đã học HS không thể đưa ra được câu trả lời cho vấn đề bài học. Do vậy giáo viên cần hướng dẫn HS xây dựng được phương trình tổng hợp, để từ đó mô tả dao được động của điểm M. – Để bài toán lý thuyết sẽ được đưa ra một cách tự nhiên mà không khiên cưỡng GV đặt câu hỏi định hướng: Dựa vào đâu để biết được chính xác dao động của phần tử tại M? a) Nội dung cần kiểm nghiệm nhờ TN – Kiểm tra hình ảnh các vân giao thoa trên mặt nước gồm hai họ các đường hypebol xen kẽ nhau. Trong đó có vân cực đại trung tâm là đường thẳng b) Thiết kế phương án thí nghiệm – Dụng cụ và bố trí: máy tạo dao động, cần rung 2 nhánh, khay đựng nước có thành vát. c) Tiến hành thí nghiệm: – Bật máy tạo dao động quan sát hình ảnh giao thoa và so sánh với hình ảnh có được từ suy luận lý thuyết => KL về sự phù hợp giữa thực nghiệm với lý thuyết.4. Rút ra kết luận – Hiện tượng giao thoa sóng – Biên độ sóng tổng hợp phụ thuộc vào vị trí của điểm M trên mặt nước; vị trí và hình dạng của các vân cực đại, cực tiểu. – Điều kiện giao thoa – Khẳng định: Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng đặc trưng cho quá trình sóng. |
| Máy tạo dao động Cần rung 2 nhánh Khay đựng nước có các thành vát |
18
| Câu trả lời mong đợi: Dựa vào phương trình dao động của phần tử tại M. GV đưa ra bài toán lý thuyết cho 2 nguồn cùng tần số, cùng pha: Bài toán: Cho hai nguồn dao động cùng phương, cùng tần số, cùng pha đặt tại hai điểm S1, S2 trên mặt nước có phương trình . Điểm M bất kì nằm trên mặt nước cách hai nguồn S1, S2 lần lượt đoạn d1 và d2. Coi biên động sóng không đổi khi truyền đi. Hãy viết phương trình tổng hợp của phần tử tại M.Bằng kiến thức cũ về phương trình truyền sóng đã học bài trước và kiến thức về tổng hợp dao động. HS hoàn toàn có thể viết được phương trinh sóng tổng hợp. -Sử dụng kiến thức phương trình sóng: Viết phương trình sóng tới từ hai nguồn tại điểm M. – Sử dụng kiến thức tổng hợp dao động. Viết phương trình sóng tổng hợp tại M Nhìn vào phương trình sóng chắc chắn học sinh sẽ lúng túng trong việc xác định biên độ, xác định pha của sóng tổng hợp. Lúc này GV cần định hướng để HS tự nhận diện được phần biên độ và pha của sóng tổng hợp. Quá trình định hướng có thể xuất phát từ phương trình của dao động điều hòa: GV yêu cầu HS nêu đặc điểm về biên độ và pha của DĐĐH. Câu trả lời mong đợi: Biên độ là một hằng số dương; pha là phần chứa thời gian nằm trong hàm cos: . Bây giờ HS hoàn toàn có thể nhận diện được phần biên độ và phần pha của sóng tổng hợp. Tuy nhiên rất có thể HS quên điều kiện biên độ là một số dương -> quên mất dấu “| |” Từ đó viết lại phương trình dao động của M là: để khẳng định điểm M đang dao động điều hòa với biên độ AM. Xét biên độ, GV đặt câu hỏi định hướng để HS chỉ được: Biên độ của điểm M phụ thuộc vào vị trí của điểm M (d2-d1) và có giá trị nằm trong khoảng Amin =0 <AM< Amax=2A; vị trí (điều kiện) có biên độ cực đại, cực tiểu. – Theo em biên độ của điểm M phụ thuộc vào yếu tố nào? Câu trả lời mong đợi: Biên độ của điểm M phụ thuộc vào vị trí của điểm M (d2-d1). – Biên độ của điểm M có thể nhận các giá trị nào? Câu trả lời mong đợi: (Amin =0 <AM< Amax=2A). Ở đây GV viết Amin và Amax để không làm mất tính tổng quát của vấn đề. (Vì nếu 2 nguồn khác biên độ thì Amin ) – Vậy biên độ nhận giá trị cực đại và cực tiểu khi nào? Câu trả lời mong đợi: + Những điểm có biên độ cực đại, nơi mà hai sóng tăng cường lẫn nhau, thỏa mãn điều kiện: (với ). |
u u A t 1 2 cos 1
u A t 1M cos 2 d
2
u A t 2M cos 2 d
2 1 2 1
u u u A t M M M 1 2 2 cos cos d d d d
x A t cos
t 2 cos 2 1
M
d d
A A
u A t M M cos ( ) d d 2 1
0 d d k 2 1 k 0; 1; 2;…
19
| + Những điểm có biên độ cực tiểu(không dao động), nơi mà hai sóng triệt tiêu nhau, thỏa mãn điều kiện: (với ). GV tiếp tục hướng dẫn HS nhận diện quỹ tích các điểm cực đại và cực tiểu bằng cách đặt các câu hỏi định hướng: – Với mỗi giá trị của k xác định thì tìm được bao nhiêu điểm M thỏa mãn? Vì sao? Câu trả lời mong đợi: Mỗi giá trị của k có rất nhiều các điểm thỏa mãn. Vì những điểm thỏa mãn phương trình làm thành một đường hypebol. – Vậy các em hãy cho biết quỹ tích các điểm cực đại? Câu trả lời mong đợi: Quỹ tích những điểm cực đại làm thành một họ các đường hypebol theo k, nhận S1, S2 là hai tiêu điểm. – GV thông báo: Người ta gọi mỗi đường hypebol cực đại đó là một vân cực đại, đồng thời vẽ hình. – Tương tự như vậy GV hướng dẫn HS đi đến kết luận về quỹ tích các điểm cực tiểu: Quỹ tích những điểm cực tiểu làm thành một họ các đường hypebol theo k nhận S1, S2 là hai tiêu điểm và nằm xen kẽ giữa các đường hypebol cực đại. Gọi là các vân cực tiểu. Chuyển sang giai đoạn kiểm tra kết quả suy ra từ lý thuyết. Trước tiên cần hướng dẫn HS biết tại sao phải đi kiểm tra kết quả và mục tiêu cần kiểm tra. Như vậy từ suy luận lý thuyết chúng ta vừa đi đến được kết luận về hình ảnh các vân giao thoa trên mặt nước như hình vẽ. Các em biết rằng không phải mọi lý thuyết đều phù hợp với thực tiễn. Vậy làm thế nào để kiểm tra được kết quả chúng ta vừa đưa ra là đúng hay sai? Câu trả lời mong đợi: Tiến hành thí nghiệm để kiểm tra. – Theo các em ở đây chúng ta cần kiểm tra điều gì? Câu trả lời mong đợi: Kiểm tra hình ảnh gia thoa có đúng như LT đã đưa ra không? Phần thiết kế phương án thí nghiệm là cơ hội để HS sáng tạo, đồng thời cũng là nội dung mà HS gặp nhiều khó khăn. GV nên dành thời gian để HS thiết kế và chỉ gợi ý HS khi cần thiết. Trước tiên yêu cầu HS đưa ra dụng cụ thí nghiệm cần thiết: mặt nước và 2 nguồn dao động cùng tần số và cùng pha. – Làm thế nào để có được hai nguồn dao động cùng tần số, cùng pha như bài chúng ta vừa khảo sát? Câu trả lời mong đợi: Dùng 1 loại máy nào đó tạo dao động ổn định. Ở đây HS có thể đề xuất đơn giản như cầm tay để rung tạo dao động như trong video, tuy nhiên GV cần hướng dẫn cho HS, trong không gian lớp học không cho phép chúng ta làm TN như trên video, đồng thời nguồn dao động đòi hỏi phải có tần số ổn định trong thời gian dài. Cơ chế tạo dao động bằng động cơ là khó với HS do vậy chỉ cẩn HS bật ra được ý tưởng phải dùng một loại máy gì đó chứ không dùng tay cũng đã chấp nhận được. |
2 1 1
2
d d k
0 1 2
; ; ;…
1 2 3
k
d d h so 2 1 .
20
| Sau đó GV giới thiệu cơ chế của nguồn tạo dao động: Có nhiều cách để tạo ra nguồn dao động có tỉnh ổn định như dùng một động cơ điện có bánh đà lệch tâm, dùng nam châm điện hoặc dùng một loa điện động, nhưng kết quả cuối cùng đều tạo được các dao động điều hòa. Dao động này được đưa ra một cần rung hai nhánh. Hướng dẫn HS thiết kế để có được mặt nước phù hợp là dùng một khay chứa nước nhỏ hình chữ nhật có thành vát để triệt tiêu sự phản xạ. GV cần hướng dẫn cho HS biết được khi sóng truyền đi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường luôn bị phản xạ, nếu sóng phản xạ quay ngược trở lại sẽ ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm. Vậy mặt nước của chúng ta phải rất rộng, tuy nhiên trong phòng TN không cho phép chúng ta dùng một bể nước rộng như vậy. Có cách nào để khắc phục không? HS có thể đề xuất: dùng các tấm chống phản xạ (hấp thụ sóng) vì trong bài trước HS đã được biết thí nghiệm về kênh sóng nước, đã dùng tấm chống phản xạ. GV hướng dẫn, trong trường hợp này chúng ta có thể dùng một khay chứa nước nhỏ hình chữ nhật có thành vát để triệt tiêu sự phản xạ. Lúc này GV có thể đưa ra bộ thí nghiệm và giới thiệu thêm cho HS các bộ phận khác như gương phẳng, và màn mờ để hứng ảnh. Và cơ chế tạo ảnh trên màn mờ. Tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng: Bật máy tạo dao động quan sát hình ảnh giao thoa và so sánh với hình ảnh có được từ suy luận lý thuyết => KL về sự phù hợp giữa thực nghiệm với lý thuyết. Lúc này giáo viên mới đưa ra định nghĩa về hiện tượng giao thoa. Từ đó đi đến kết luận tổng kết. 4. Rút ra kết luận – Định nghĩa: Hiện tượng giao thoa sóng – Biên độ sóng tổng hợp phụ thuộc vào vị trí của điểm M trên mặt nước; vị trí và hình dạng của các vân cực đại, cực tiểu. |
2.1.2. Dạy học dự án
a) Cơ sở lí luận:
– Dạy học dựa trên dự án là một hình thức tổ chức dạy học, trong đó học sinh thực hiện
một nhiệm vụ phức hợp, có sự kết hợp giữa lí thuyết và thực hành, tạo ra các sản phẩm có
thể giới thiệu, trình bày.
– Điều kiện sử dụng:
+ Dạy các nội dung gần gũi với thực tiễn, có nhiều nội dung thực hành.
+ Đòi hỏi thời gian phù hợp, tùy quy mô dự án, thời gian có thể kéo dài vài buổi học
hoặc vài tuần.
– Các bước thực hiện:
Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY
Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education
Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại: Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education
