A. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong xã hội đang phát triển nhanh theo cơ chế thị trường, cạnh tranh gay
gắt, thì phát hiện sớm và giải quyết hợp lý những vấn đề nảy sinh trong thực tiễn
là một năng lực bảo đảm sự thành đạt trong cuộc sống. Vì vậy, tập dượt cho học
sinh biết phát hiện, đặt ra và giải quyết những vấn đề gặp phải trong học tập,
trong cuộc sống của cá nhân, gia đình, cộng đồng không chỉ có ý nghĩa ở tầm
phương pháp dạy học mà phải được đặt như một mục tiêu giáo dục và đào tạo.
Trong dạy học giải quyết vấn đề, học sinh vừa nắm được tri thức mới, vừa nắm
được phương pháp chiếm lĩnh tri thức đó, phát triển tư duy tích cực sáng tạo,
được chuẩn bị một năng lực thích ứng với đời sống xã hội: phát hiện kịp thời và
giải quyết hợp lý các vấn đề nảy sinh.
Vật lý học và môn vật lý trong nhà trường phổ thông nước ta là môn học
tích hợp sự “tìm hiểu tự nhiên và xã hội” điều đó giúp cho học sinh có được một
hành trang cơ bản để tham gia sản xuất, học nghề hoặc đi sâu vào quá trình
nghiên cứu.
Trong chương trình vật lý phổ thông chương “Động lực học chất điểm”
Vật lý 10 là cơ sở để nghiên cứu các vấn đề khác về cơ học. Nội dung của
chương được trình bày kết hợp với thí nghiệm sẽ rèn luyện cho học sinh năng
lực tư duy, sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề.
Vì thế, tôi quyết định chọn đề tài: Áp dụng phương pháp dạy học giải
quyết vấn đề ở một số bài học chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10
nâng cao.
1
NỘI DUNG
I. DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG MÔN VẬT LÝ
1.1. Lý thuyết dạy học giải quyết vấn đề
1.1.1. Khái niệm về dạy học giải quyết vấn đề
Dạy học giải quyết vấn đề vân dụng cơ chế kích thích động cơ - tổ chức
hoạt động cho HS và nâng vai trò chủ thể của HS trong hoạt động dạy học lên
rất cao. Cơ chế đó được xây dựng từ các quan điểm triết học và tâm lý học về
hoạt động nhận thức như sau:
- Chứa đựng “vấn đề” (mâu thuẩn nhận thức) mà việc đi tìm lời giải đáp chính
là đi tìm kiến thức, kỹ năng, phương pháp mới.
- Gây sự chú ý ban đầu, kích thích hứng thú, khởi động tiến trình nhận thức của
HS. HS chấp nhận mâu thuẫn khách quan biến nó thành mâu thuẫn chủ quan.
- Vấn đề cần giải quyết được phát biểu rõ ràng, gồm cả những điều kiện đã cho
và mục đích cần đạt được. HS cảm thấy có khả năng giải quyết vấn đề.
* Tổ chức tình huống học tập
Tổ chức tình huống học tập thực chất là tạo ra hoàn cảnh để HS ý thức được
vấn đề cần giải quyết, có hứng thú, nhu cầu giải quyết vấn đề, biết được mình
cần phải làm gì và sơ bộ xác định được làm như thế nào.
Quy trình tổ chức tình huống có vấn đề trong lớp có thể gồm các giai đoạn
chính sau đây:
- GV mô tả một hoàn cảnh cụ thể mà HS có thể cảm nhận được bằng kinh
nghiệm thực tế, biểu diễn một thí nghiệm hoặc yêu cầu HS làm một thí nghiệm
đơn giản để làm xuất hiện hiện tượng cần nghiên cứu.
- GV yêu cầu HS mô tả lại hoàn cảnh hoặc hiện tượng bằng chính lời lẽ của
mình theo ngôn ngữ vật lý.
- GV yêu cầu HS dự đoán sơ bộ hiện tượng xẩy ra trong hoàn cảnh đã mô tả
hoặc giải thích hiện tượng quan sát được dựa trên những kiến thức và phương
pháp đã có từ trước (giải quyết sơ bộ vấn đề).
- GV giúp HS phát hiện ra chỗ không đầy đủ của họ trong kiến thức, trong
cách giải quyết vấn đề và đề xuất nhiệm vụ cần giải quyết.
* Các kiểu tình huống có vấn đề
- Tình huống phát triển, hoàn chỉnh
HS đứng trước một vấn đề chỉ mới được giải quyết một phần, một bộ
phận, trong một phạm vi hẹp, cần phải tiếp tục, phát triển, hoàn chỉnh, mở rộng
thêm sang những phạm vi mới, lĩnh vực mới.
* Tình huống bế tắc
HS đứng trước một vấn đề mà trước đây chưa gặp một vấn đề nào tương
tự. Vấn đề cần giải quyết không có một dấu hiệu nào liên quan đến một kiến
- Xây dựng giả thuyết khoa học, trong bước này cần hướng dẫn để HS biết
quan sát sự kiện. Có hai con đường để tìm mối liên hệ đó: con đường suy diễn
và con đường quy nạp.
- Khi đã có giả thuyết, GV cần chỉ đạo, hướng dẫn để HS thảo luận các
phương án đánh giá tính đúng đắn của nó.
4
- Chỉnh lý giả thuyết để nó trở thành tri thức lý thuyết. Đó là sự quy nạp, sự
chấp nhận một tri thức mới, sắp xếp nó vào một lĩnh vực nào đó của kho tàng tri
thức khoa học vật lý. Ở đây cũng cần để cho học sinh tập luyện cách diễn đạt tư
tưởng vật lý bằng ngôn ngữ.
Giai đoạn vận dụng tri thức
Ở giai đoạn cuối cùng của quá trình dạy học giải quyết vấn đề là vận dụng các
kiến thức mới thu nhận được, làm cho kiến thức của HS được củng cố vững chắc
hơn.
Bước đầu của giai đoạn này việc cho HS giải quyết các nhiệm vụ đơn giản
như giải bài toán, phân tích và giải thích các sự kiện tương tự. Bước này chủ yếu
giúp HS nhớ, thuộc và hiểu tri thức, tái hiện nó là chính.
Bước tiếp theo, yêu cầu HS phải vận dụng tri thức vào những tình huống mới,
kể cả các tình huống có tính công nghệ, kỹ thuật.
1.1.5 Các mức độ của dạy học giải quyết vấn đề
Để có thể vận dụng linh hoạt lý luận của phương pháp dạy học giải quyết
vấn đề vào việc dạy học các đề tài cụ thể khác nhau, có thể chia dạy học giải
quyết vấn đề thành ba mức độ tuỳ theo phần tham gia của HS nhiều hay ít vào
quá trình giải quyết vấn đề. Đó là các mức độ:
- Trình bày nêu vấn đề
- Tìm tòi nghiên cứu một phần
- Tìm tòi nghiên cứu sáng tạo (nghiên cứu, thiết kế, sáng tạo)
Mức độ 1: Trình bày nêu vấn đề
Ở mức độ này, GV đặt ra trước mắt HS những mâu thuẫn tồn tại khách
quan giữa trình độ tri thức mà HS đã chiếm lĩnh và trình độ tri thức họ cần tiếp
§21, §22.
§18, §19, §20, §24 §23, §25
2.2. Một số kiểu tình huống có vấn đề điển hình trong dạy học chương
“Động lực học chất điểm”
a. Tình huống phát triển hoàn chỉnh
Tình huống 1: Bài học “Định luật II Niutơn”
Các em đã biết , một trong những tác dụng của lực là gây ra sự biến đổi
vận tốc, tức là gây ra gia tốc cho vật. Vậy, lực
F
có mối quan hệ định lượng như
thế nào với gia tốc mà lực gây ra cho vật đó? (tình huống hoàn chỉnh khái niệm
lực)
Tình huống 2: Bài học “Định luật III Niutơn”
Mở đầu bài Định luật III Niutơn, giáo viên đàm thoại với HS:
GV: Tại sao khi dùng tay đấm vào tường tay ta lại thấy đau?
HS: Khi tay ta tác dụng vào tường một lực thì tường tác dụng trở lại tay
một lực nên ta thấy đau.
GV: Các em hãy quan sát hình vẽ 16.1 trong SGK, hiện tượng gì xẩy ra
khi An đẩy Bình một lực?
6
HS: Bình thu gia tốc chuyển động về phía trước, còn An thu gia tốc
chuyển động ngược trở lại vì Bình đã tác dụng trở lại An một lực.
GV: Vậy, nếu vật A tác dụng lên vật B thì vật B cũng tác dụng lại vật A.
Đó là sự tương tác giữa hai vật. Vậy trong sự tương tác giữa hai vật, mối liên hệ
giữa hai vật lực mà hai vật tác dụng lên nhau là như thế nào? (tình huống phát triển
hoàn thiện khái niệm lực).
Tình huống 3: Bài học “Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm. Hiện
tượng tăng, giảm, mất trọng lượng”
Ở bài học trước các em đã xác định được lực quán tính tác dụng lên vật
,
2
F
tác dụng vào sà lan bằng một lực
F
khác mà vẫn có tác dụng hoàn toàn giống như hai lực ấy không? (tức sà lan vẫn
chuyển động có hướng và vận tốc như ban đầu).
c. Tình huống bất ngờ
Tình huống 6: Bài “Định luật I Niutơn”
Mở đầu bài học định luật I Niutơn, GV đàm thoại với HS:
7
GV: Trong thực tế đời sống, xe đạp đang chuyển động, nếu ta ngừng chân
không đạp nữa thì xe sẽ chuyển động như thế nào?
HS: Xe chuyển động chậm dần rồi dừng lại.
GV: Muốn cho xe tiếp tục chuyển động cần phải làm gì?
HS: Phải tiếp tục đạp, tức là tác dụng lực liên tục.
GV: Có một ý kiến khác lại cho rằng: Muốn duy trì chuyển động của một
vật thì không cần tác dụng vào vật bất kỳ một lực nào. Ý kiến này có đúng
không?
Đa số các em cho là không thể được vì trái với quan niệm thông thường
của các em, và càng bất ngờ hơn khi GV khẳng định đó là ý kiến đúng. Chìa
khóa để giải quyết vấn đề này chính là nội dung bài học mới: “Định luật I
Niutơn”.
d. Tình huống ứng dụng kiến thức vào thực tiễn
Tình huống 7: Bài “Lực ma sát”
Trước khi vào bài học mới, GV cho HS quan sát hình ảnh về băng chuyền
1. Giáo viên
- Lò xo phòng thí nghiệm 6 chiếc giống nhau có giới hạn đàn hồi thoả mãn yêu cầu của thí
nghiệm.
- 6 cái giá gắn lò xo.
- Quả nặng có khối lượng 50g 24 quả.
- Thước thẳng chia đến milimét.
2. Học sinh
- Ôn lại khái niệm: vật, đàn hồi, tính chất đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo và sự
mỏi lò xo khi chịu tác dụng quá lớn.
- Tìm một số lò xo (trong các bút bi đã dùng hết mực).
- Một số dây cao su.
III. Dự kiến nội dung ghi bảng
1. Khái niệm về lực đàn hồi
- Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng đàn hồi, và có xu hướng
chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng.
- Giới hạn đàn hồi:
2. Một vài trường hợp thường gặp
a) Lực đàn hồi của lò xo
Đặc điểm:
+ Lực đàn hồi xuất hiện ở hai đầu của lò xo, điểm đặt là điểm mà đầu lò xo tiếp
xúc với vật.
9
+ Phương của lực đàn hồi trùng với phương của trục lò xo.
+ Chiều của lực đàn hồi ngược với chiều biến dạng của lò xo.
+ Độ lớn: F
dh
= -k∆l (19.1)
• k gọi là hệ số đàn hồi,có đơn vị là N/m.
• Giá trị của k phụ thuộc vào kích thước lò xo và vật liệu làm lò xo.
+ Lực đàn hồi ở hai đầu của lò xo có hướng ngược nhau.
dạng, kích thước ban đầu. sẽ như thế nào?
- Có. Khi nén lò xo thì lực của lò xo
sinh ra chống lại sự co lại của nó. Khi
kéo lò xo thì lực của lò xo sinh ra chống
lại sự giản ra của nó.
- Làm biến dạng một chiếc lò xo thì có
như vậy không?
- Lò xo trở về hình dạng và kích
thước ban đầu.
- Khi thôi kéo hoặc nén lò xo thì hình
dạng của lò xo sẽ như thế nào?
- Nghe GV đặt vấn đề vào bài.
- Ghi đầu đề bài học.
* Đúng vậy: Trong mọi trường hợp, khi
vật bị biến dạng đều xuất hiện một lực
chống lại sự biến dạng. Lực đó gọi là lực
đàn hồi, và những biến dạng trong các ví
dụ trên thuộc loại biến dạng đàn hồi. Vậy
lực đàn hồi có những đặc điểm gì? Tuân
theo quy luật nào? Bài học hôm nay sẽ
trả lời cho ta câu hỏi trên.
Giai đoạn: giải quyết vấn đề
Hoạt động 2 (6 phút): Tìm hiểu khái niệm lực đàn hồi
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV
- Thảo luận, trả lời, ghi chép:
+ Lực đàn hồi xuất hiện khi
một vật biến dạng đàn hồi.
+ Lực đàn hồi có xu hướng
chống lại nguyên nhân gây
ra biến dạng cho vật.
dây.
Hoạt động 3 (26 phút): Nghiên cứu lực đàn hồi trong một số trường hợp
thường gặp
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV
a) Lực đàn hồi của lò xo
- Nhớ lại kiến thức cũ, trả lời:
Các yếu tố đặc trưng cho lực: Điểm
đặt, hướng, độ lớn.
* Xét trường hợp lực đàn hồi của lò xo.
- Để nghiên cứu đặc điểm của một lực ta
cần nghiên cứu những yếu tố nào đặc
trưng cho lực?
- Vẽ hình vào vở.
- Quan sát GV làm thí nghiệm.
- GV làm thí nghiệm, yêu cầu HS quan
sát thí nghiệm trong các trường hợp dưới
đây:
Thảo luận, trả lời:
+ Lực đàn hồi xuất hiện ở hai đầu
của lò xo, điểm đặt là điểm mà đầu
lò xo tiếp xúc với vật.
+ Phương của lực đàn hồi trùng với
- Biểu diễn lực đàn hồi ở lò xo tác dụng
lên vật và giá đỡ gắn với nó trong các
trường hợp trên. Từ đó cho biết phương,
chiều, điểm đặt, độ lớn của lực đàn hồi ở
lò xo?
12
Hình 3b
dh
xo.
+ Từ việc phân tích hai ví dụ trên, các em
hãy so sánh chiều của lực đàn hồi với
chiều biến dạng của lò xo.
+ Lực đàn hồi ở hai đầu của lò xo có
hướng ngược nhau.
- Lắng nghe, ghi chép.
+ Nhận xét về hướng của lực đàn hồi ở
hai đầu lò xo?
* GV hợp thức hóa các ý kiến của HS.
- Nghe GV đặt vấn đề. Tình huống có vấn đề: Trong chương
trình THCS ta đã biết độ biến dạng của lò
xo càng lớn thì lực đàn hồi càng lớn, tuy
nhiên giữa chúng có mối liên hệ định
lượng như thế nào
- Thảo luận, nêu dự đoán:
Độ lớn lực đàn hồi tỷ lệ thuận với
độ biến dạng của lò xo.
Giải quyết vấn đề
- Nêu giả thuyết: Các em hãy dự đoán
mối quan hệ định lượng giữa lực đàn hồi
và độ biến dạng của lò xo?
13
- Suy luận toán học:
Biểu thức:
stcon
l
F
dh
=
+ Làm thế nào để đo được độ biến dạng
và đo lực đàn hồi đảm bảo độ chính xác
nhất định?
+ Các nhóm nhận dụng cụ thí
nghiệm và nghe hướng dẫn các thao
tác thí nghiệm.
+ Phát cho mỗi nhóm HS (gồm những HS
ngồi hai bàn cạnh nhau) một bộ thí
nghiệm. Hướng dẫn HS các thao tác thí
nghiệm.
+ Các nhóm tiến hành thí nghiệm,
ghi số liệu vào bảng, xử lý số liệu.
+ Yêu cầu các nhóm làm thí nghiệm và
ghi lại số liệu thí nghiệm vào bảng. Rút ra
nhận xét về kết quả thí nghiệm
+ Các nhóm tiến hành thí nghiệm,
ghi số liệu vào bảng, xử lý số liệu.
+ Đại diện hai nhóm HS báo cáo kết
quả thí nghiệm. Các nhóm khác theo
dõi, đối chiếu, nhận xét.
Lần
đo
Lực
kéo (N)
∆l
(m)
F
dh
(N)
l
xấp xỉ là một hằng số, sai
số cực đại không vượt quá 5% là do mắt
ta đọc không thật chính xác và do thiết bị
của ta không thật chính xác. Với sai số
này trong thực nghiệm vật lý có thể coi
thương số
l
F
dh
∆
là một hằng số, điều này có
nghĩa lực đàn hồi tỷ lệ thuận với độ biến
dạng của lò xo.
+ Vẫn tỷ lệ thuận vì ta có thể làm thí
nghiệm theo thứ tự ngược lại.
+ Nếu độ biến dạng giảm thì sao?
Yêu cầu HS giải thích tiến trình thí nghiệm
ngược.
+ Trả lời: F
dh
= k∆l. + Gọi k là hằng số tỷ lệ, hãy viết biểu
thức độ lớn của lực đàn hồi?
+ Biểu thức: F
dh
= -k∆l (19.1)
k gọi là hệ số đàn hồi.
+ Nếu để ý lực đàn hồi luôn ngược chiều
với độ biến dạng thì biểu thức F
dh
=?
+ Thảo luận, đưa ra phương án thí
nghiệm.
+ Hãy đề xuất một phương án thí nghiệm
để kiểm tra sự phụ thuộc của độ cứng của
lò xo vào kích thước của lò xo.
+ Nghe, quan sát thí nghiệm, rút ra
kết luận: Độ cứng của lò xo phụ
thuộc vào kích thước của lò xo.
- Nghe, ghi nhận kiến thức.
* GV nhận xét các phương án, thống nhất
phương án thí nghiệm, giới thiệu thí
nghiệm và làm thí nghiệm ( hình 19.5
SGK).Yêu cầu HS quan sát thí nghiệm và
rút ra kết luận.
GV nhận xét câu trả lời của HS .
- Suy nghĩ, trình bày câu trả lời C
1
.
- Lắng nghe, ghi nhớ.
- Nêu câu hỏi C
1
.
- Nhận xét câu trả lời và hợp thức hoá kiến
thức.
b, Lực căng của dây (lực đàn hồi * Xét sợi dây bị kéo căng như hình vẽ:
16
của sợi dây)
Suy nghĩ, trả lời. - Hãy biểu diễn lực đàn hồi của sợi dây
tác dụng lên vật và giá đỡ.
- Lắng nghe, ghi nhớ khái niệm lực
- Nghe câu hỏi của GV.
- Thảo luận.
- Đại diện nhóm lên bảng trình bày
câu trả lời.
- Nhận xét câu trả lời của bạn.
- Yêu cầu các nhóm (gồm những HS ngồi
cùng bàn) biểu diễn lực căng ở sợi dây
trong các trường hợp sau (GV sử dụng
máy chiếu):
- Lắng nghe, ghi nhớ. - GV nhận xét và kết luận.
Giai đoạn: Vận dụng tri thức
Hoạt động 4 (6 phút): Tìm hiểu dụng cụ lực kế
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV
- Nghe GV đặt vấn đề. * Mối quan hệ giữa lực đàn hồi và độ biến
dạng có một ứng dụng quan trọng đó là cơ sở
để chế tạo một loại dụng cụ đo lực là lực kế.
- Cá nhân suy nghĩ, trả lời các
câu hỏi.
- Yêu cầu HS đọc mục 3 SGK và trả lời các
câu hỏi:
+ Nguyên tắc để chế tạo lực kế?
+ Bộ phận chủ yếu của lực kế?
+ Cách sử dụng?
- Quan sát. - Cho HS xem một số loại lực kế.
Hoạt động 5 (5 phút): Củng cố, vận dụng
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV
- Nêu câu hỏi 1, 2, 3 trong
SGK
- Nêu một số câu hỏi trắc
nghiệm mà GV đã chuẩn bị
còn lúng túng, song ở bài học sau HS đã dần quen với cách tư duy mạch lạc hơn,
khi GV sử dụng các câu hỏi hướng dẫn đúng lúc, đúng chỗ đã có tác dụng dẫn
HS đi đến kiến thức mới và đó chính là dấu hiệu để đánh giá tư duy phát triển.
19
C. KẾT LUẬN
Từ các kết quả thu được ở trên có thể kết luận:
Sử dụng lý thuyết dạy học giải quyết vấn đề để giảng dạy một số bài trong
chương “Động lực học chất điểm” cho học sinh lớp 10 tạo ra không khí học tập
sôi nổi, học sinh học tập tích cực và kích thích được khả năng tìm tòi sáng tạo ở
các em.Về mặt định lượng, tổ chức dạy học theo hướng vận dụng dạy học giải
quyết vấn đề đã đem lại hiệu quả bước đầu trong việc nâng cao chất lượng học
tập. Nhờ đó bồi dưỡng cho học sinh kỹ năng tư duy, năng lực độc lập, giải quyết
vấn đề trong học tập và trong thực tiễn góp phần nâng cao chất lượng giáo dục.
Như vậy sử dụng dạy học giải quyết vấn đề sẽ góp phần thực hiện tốt chủ
trương đổi mới PPDH hiện nay. Tuy nhiên, để việc áp dụng thực sự có hiệu quả
đòi hỏi phải có sự nổ lực từ phía giáo viên.
Từ đề tài này, có thể mở rộng kết qủa nghiên cứu cho các loại bài học khác
(bài học ôn luyện, bài học ngoại khoá, bài học bài tập ).
Ngoài ra, có thể mở rộng phạm vi của đề tài: không phải chỉ một chương mà
là toàn bộ chương trình vật lý của cấp học.
Trong phạm vi của một sáng kiến kinh nghiệm tôi đã trình bày không tránh
những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân thành từ các
đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn.
Xác nhận của thủ trưởng cơ quan Thanh Hoá, ngày 25 tháng 5 năm2013
20
Tôi xin cam đoan đây là SKKN do tôi
viết, không sao chép của người khác.
Người viết