Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

MỞ ÐẦU
1.Lý do chọn đề tài.
Chúng ta đã và đang bước những bước đi đầu tiên của thế kỷ XXI - thế
kỷ của trí tuệ, của nền văn minh hiện đại, thời kỳ của sự bùng nổ tri thức và
khoa học công nghệ,…Nhưng xã hội dù có hiện đại hoá, phát triển cao đến
đâu thì sự phát triển đó cũng đòi hòi mỗi con người phải được hoàn thiện về
giáo dục. Vì vậy để hoà nhập với tốc độ phát triển của nền khoa học và kỹ
thuật trên thế giới thì sự nghiệp giáo dục cũng phải nhanh chóng đổi mới
nhằm tạo ra những con người có đủ trình độ kiến thức, năng lực, trí tuệ sáng
tạo và phẩm chất đạo đức tốt. Chính vì vậy, trong sự nghiệp đổi mới toàn diện
của đất nước ta hiện nay, đổi mới nền giáo dục là một trong những vấn đề
hàng đầu. Công cuộc đổi mới này đòi hỏi nhà trường phải tạo ra những con
người lao động tự chủ, năng động và sáng tạo. Bởi lẽ đó, Nghị quyết TW lần
thứ 4, ban chấp hành TW Đảng Cộng Sản Việt nam, khoá VIII đã khẳng định
“Đổi mới phương pháp dạy và học ở các cấp học, bậc học, áp dụng những
phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo,
năng lực giải quyết vấn đề”. Nghị Quyết TW 2 khoá VIII cũng nhấn mạnh
“Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục, khắc phục lối truyền thụ một
chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học”. Rõ ràng su thế đổi
mới giáo dục để đào tạo con người cho thế kỷ XXI đang đặt ra biết bao yêu
cầu mới cho người giáo viên.
Một trong những phương hướng đổi mới phương pháp quan trọng trong
việc dạy các môn khoa học ở trường phổ thông là nghiên cứu và vận dụng
chính phương pháp nghiên cứu của bộ môn khoa học đó vào dạy học sao cho
có thể tổ chức quá trình học tập của học sinh giống như quá trình tìm tòi của
Trường ĐHSP Hà Nội 2


2.Mục đích nghiên cứu.
Trên cơ sở lý luận của phương pháp thực nghiệm, đề xuất việc sử dụng
thí nghiệm phục vụ cho việc giảng dạy bài “Định luật bảo toàn động lượng”
Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

Vật lý nâng cao lớp 10 THPT theo hướng phát huy tính tích cực tham gia vào
tiến trình tìm tòi chiếm lĩnh kiến thức của học sinh.
3.Đối tƣợng nghiên cứu
Hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh trong quá
trình dạy học bài “Định luật bảo toàn động lượng” Vật lý nâng cao lớp 10
THPT
4.Giả thuyết khoa học của đề tài.
Xây dựng và sử dụng hợp lý các phương án thí nghiệm thích hợp sẽ tạo
điều kiện thận lợi cho quá trình tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh theo
hướng phát huy tính tích cực tham gia vào tiến trình giải quyết vấn đề, chiếm
lĩnh kiến thức của học sinh.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu.
-Nghiên cứu lý luận phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý.
-Nghiên cứu nội dung kiến thức về định luật bảo toàn động lượng theo
chương trình Vật lý nâng cao lớp 10 THPT và các tài liệu có liên quan nhằm
xác định mức độ nội dung và các kiến thức cơ bản, các kĩ năng mà học sinh
cần nắm vững.
-Xây dựng và bố trí hệ thống các thí nghiệm thích hợp cần tiến hành

Tài liệu tham khảo

Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

NỘI DUNG
CHƢƠNG 1: NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN
CỦA PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
1.Nội dung của phƣơng pháp thực nghiệm trong nghiên cứu Vật
lý và trong dạy học Vật lý ở trƣờng phổ thông.
1.1.Phƣơng pháp thực nghiệm trong nghiên cứu Vật lý.
1.1.1.Con đƣờng nhận thức Vật lý.
Lênin đã khái quát những thành tựu của rất nhiều nhà khoa học trên con
đường đi tìm chân lý và đã chỉ ra “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu
tượng, rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn” V.G Razumopxki đã trình
bày những khía cạnh chính của quá trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu
trình như sau: Từ việc khái quát những sự kiện ban đầu đi đến xây dựng mô
hình trừu tượng giả định (giả thuyết); từ mô hình dẫn đến việc rút ra hệ quả lý
thuyết; kiểm tra bằng thực nghiệm những kết quả đó....
Ta có thể mô tả quá trình nhận thức Vật lý chi tiết hơn gồm các giai
đoạn điển hình sau: thực tiễn → vấn đề → giả thuyết → hệ quả → định
luật→lý thuyết → thực tiễn.

1.1.2.Quá trình phát triển của Vật lý học và sự ra đời của


1.2.Phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý.
1.2.1 Nội dung của phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật
lý.
Giáo viên tổ chức tình huống dạy học và hướng dẫn hoạt động nhận
thức của học sinh tương tự như các nhà khoa học sử dụng phương pháp thực
nghiệm trong quá trình sáng tạo khoa học nhằm phát huy tính tích cực, tự
giác,tính sáng tạo của hoạt động học tập của học sinh.

1.2.2.Các giai đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy
học Vật lý.
Giai đoạn 1: Làm xuất hiện vấn đề.
Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

Giai đoạn 2: Xây dựng dự đoán (xây dựng giả thuyết).
Giai đoạn 3: Từ giả thuyết dùng suy luận lôgic hay suy luận toán học
suy ra một hệ quả, có thể nhận biết trong thực tiễn.
Giai đoạn 4: Đề xuất và thực hiện một phương án thí nghiệm để kiểm
tra xem hệ quả dự đoán trên có phù hợp hay không?
Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức.

1.2.3.Phối hợp phƣơng pháp thực nghiệm và các phƣơng pháp
nhận thức khác trong dạy học Vật lý.


1.4.2.Các biện pháp rèn luyện cho học sinh sử dụng phƣơng
pháp thực nghiệm.
(a)Thiết kế tiến trình dạy học một bài học Vật lý theo các giai đoạn của
phương pháp thực nghiệm.
(b)Xây dựng tình huống có vấn đề - tạo không khí học tập thuận lợi.
(c)Tổ chức các hình thức hoạt động đa dạng trong giờ học.
(d)Lựa chọn, cung cấp cho học sinh những phương tiện, công cụ cần
thiết để thực hiện các hành động học tập tự lực.
(e)Cho học sinh làm quen với các phương pháp nhận thức Vật lý khác.
(f)Xác định và lựa chọn các mức độ thích hợp yêu cầu học sinh tự lực
thực hiện các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm.

1.4.3.Rèn luyện cho học sinh hoạt động nhận thức theo các giai
đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm.
1.4.3.1.Giai đoạn 1: Làm xuất hiện vấn đề.
1.4.3.2.Giai đoạn 2: Xây dưng dự đoán
1.4.3.3Giai đoạn 3: Suy luận rút ra hệ quả
1.4.3.4 Giai đoạn 4: Đề xuất và thực hiện một phương án thí nghiệm kiểm
tra.
1.4.3.5.Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức.

1.5.Thí nghiệm Vật lý.

Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoỏ lun tt nghip

dễ bị lệch ra khỏi rãnh .

Ma sát giữa bánh xe và máng nhôm rất lớn ảnh
h-ởng tới kết quả phép đo.

Trng HSP H Ni 2

K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

Máng nhôm ngắn cũng ảnh h-ởng tới chuyển động
của xe.
Trục quay của xe d-ợc gắn liền nên ma sát lớn.
(+)Biện pháp cải tiến:
Nhằm khắc phục những hạn chế của bộ thí nghiệm
hiện có chúng tôi đã cải tiến theo h-ớng sau:
Dùng xe lăn bằng ngỗ có khối l-ợng đủ lớn,sử
dụng máng ngỗ có hai rãnh và đ-ợc bôi trơn,giảm
đáng kể ma sát giữa bánh xe và rãnh tr-ợt.
Thiết kế máng ngỗ đủ dài .
Trục bánh xe thiết kế hình van và đ-ợc bôi trơn
bằng mỡ làm giảm đ-ợc ma sát của chuyển động
quay của bánh xe.

1.7.Tng kt chng 1.
Vic thit k tin trỡnh dy hc mt kin thc cú hiu qu bng thớ

dục.
Một mặt , trong ch-ơng trình mới tránh đi vào
những chi tiết lý thuyết có tính hàn lâm và những
chi tiết của các công nghệ. Mặt khác, lại đ-a vào
ch-ơng trình một số ứng dụng quan trọng của Vật lý
trong khoa học và kỹ thuật hiện đại nh-: các linh
kiện bán dẫn và vi điện tử, thuyết t-ơng đối, máy
lạnh, ...v.v. Về nội dung thí nghiệm ch-ơng trình có
đ-a ra yêu cầu phải phấn đấu sử dụng những thiết bị
thí nghiệm Vật lý phổ thông hiện đại nh- đệm không
khí,

các

máy

đo

điện

tử

số,

dao

động

ký


đến việc tạo hứng thú học tập ở học sinh ban khoa
học tự nhiên và việc làm cho học sinh ban khoa học
xã hội không ngại học môn Vật lý.
Ch-ơng trình cũng chú ý đặc biệt đến yêu cầu rèn
luyện cho học sinh ý thức sẵn sàng áp dụng những
hiểu biết về Vật lý của mình vào các hoạt động trong
gia đình và xã hội để cải thiện đời sống và bảo vệ
môi tr-ờng, tinh thần nỗ lực phấn đấu cá nhân kết
hợp chặt chẽ với tinh thần hợp tác trong lao động,
học tập và nghiên cứu.
Trng HSP H Ni 2

K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

2.2.Một số đặc điểm về nội dung và ph-ơng pháp
trình bày tài liệu trong SGK Vật lý 10 nâng cao.


Về nội dung.
Phần đầu mỗi ch-ơng giới thiệu ngắn gọn nội dung

của ch-ơng.
Trong ch-ơng Động lực học chất điểm đề cập đến
khái niệm lực quán tính và đ-a ra thuật ngữ trọng
lực biểu kiến.


Hệ kín

Các định
luật bảo
toàn
Định luật bảo
toàn động
l-ợng

T-ơng tác

Động

của hai vật
trong hệ kín



l-ợng

Định luật bảo

Thí nghiệm

toàn động

kiểm chứng

l-ợng

khối

l-ợng, định luật bảo toàn động l-ợng, định luật bảo
toàn năng l-ợng.
Nghiên cứu định luật bảo toàn động l-ợng.
(+)Xét t-ơng tác của hai vật trong một hệ kín

Trng HSP H Ni 2

K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai








Ta có: m1.v1 m2 .v2 m1.v '1 m2 .v '2
(+)Đ-a ra định nghĩa động l-ợng


p mv

(+)Rút ra biểu thức định luật bảo toàn động


Trn Th Thanh Mai

2.4.1.Sơ đồ biểu đạt logic của tiến trình nhận thức
khoa học xây dựng một số kiến thức vật lý cụ thể.

Vấn đề đòi hỏi
kiểm nghiệm /
ứng dụng thực
tiễn
Điều kiện cần sử dụng để tìm câu
trả lời cho vấn đề đặt ra, một
mặt nhờ suy luận, mặt khác nhờ
thí nghiệm và quan sát
Bài toán Giải
pháp
Giải
bài
toán
bằng
suy
luận lý
thuyết
Kết luận (Thu đ-ợc

Giải
bài
toán
bằng
thí

bài toán cơ học
Thuật ng Bảo toàn trong
cuộc sống và trong Vật lý
học
Điều kiện áp dụng các định
luật bảo toàn (Hệ kín)

Hình thành khái niệm động l-ợng và
định luật bảo toàn động l-ợng bằng
ph-ơng pháp thực nghiệm

Xét một hệ kín gồm hai vật

Thí nghiệm:

có

Dụng cụ:

khối

l-ợng

t-ơng

m1 , m2

tác với nhau. Ban đầu chúng

1.Hai xe lăn

m1
t
t

T-ơng tự, gọi F2 là lực do

3.Băng giấy luồn qua khe của
bộ rung, một đầu gắn vào xe
1, một đầu thả lỏng.
4.Bộ rung dùng để xác định
thời gian.
Tiến hành thí nghiệm
Dùng

tay

đẩy

xe

động với vận tốc

1 chuyển

v đến va

vật 1 tác dụng lên vật 2.

chạm với xe 2 đứng yên. Lá


HSP H Ni 2
Niu-ton:

K29D Vt lý

Dùng bộ cần rung đánh dấu vị



F1 F2 ;Vậy: m1 v1' v1 m2 v2' v2







III

và cùng chuyển động với vận


tốc v ' theo chiều của v1 .



trí của xe sau những khoảng

Đ-a

ra

định

nghĩa

Đo

những

khoảng

cách

giữa các vết mực liên tiếp
s tr-ớc

động

va chạm và s ' sau

va chạm, ta xác nhận đ-ợc
các chuyển động tr-ớc và sau

l-ợng:




Gọi p p1 p2 ...

Phát biểu định luật:
'
p p

sau va chạm
Kết quả:
ần
TN

LTr-ớc va chạm

Sau va chạm

Xe 1

Xe1

v1

Xe 2
m1v1

v2

m2 v2

v'


ph-ơng
các lần
nghiệm
đều pháp
thu
thực nghiệm.

đ-ợc kết quả m1v1 m1v ' m2v '

1.Mục tiêu.
(+)Kiến thức:
Nắm đ-ợc khái niệm thế nào là hệ kín
Hình thành và nắm vững khái niệm động l-ợng và
định luật bảo toàn động l-ợng.
(+)Kĩ năng:

Trng HSP H Ni 2

K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

Vận dụng định bảo toàn động l-ợng để giải bài
toán và giải thích các hiện t-ợng.
Rèn kỹ năng lập luận lôgic, phát triển t- duy
Rèn kỹ năng thực nghiệm: thu thập và sử lý thông
tin

HS:


F
a
m

Trng HSP H Ni 2

thức của định luật II Niu-tơn?


Nh- vậy biết lực F tác dụng lên


vật m có thể suy ra gia tốc a .

K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai
Biết

gia

tốc,

ta

động

lực

học.

Tuy

nhiên

định

HS:

Khối

l-ợng luật II Niu-tơn chỉ đúng trong

của

vật

không điều kiện khối l-ợng của vật mà

thay

đổi

trong ta xét nh- thế nào?



của

vật liên tục thay đổi. Ví dụ
trong

các

trình

vụ

chuyển

nổ,

trong

quá

động

của

tên

lửa...
Trong những điều kiện nhCá nhân học vậy
sinh
vấn


tính

vật
các

ta

định

K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

học

luật

Niu-tơn

mà

phải

đi

theo

bảo

toàn

lực

l-ợng. Vậy những khái niệm bảo
toàn này đ-ợc hiểu nh- thế nào?
HS:

Bảo

đây

có

không

toàn
nghĩa

thay

ở
là

đổi,

ban đầu bao nhiêu Trong vật lý học, ng-ời ta cũng
thì


là

những

đại

l-ợng này có giá trị không đổi
theo thời gian.
Các định luật

bảo toàn

cho ta một ph-ơng pháp mới có
Trng HSP H Ni 2

K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai
vai

trò

rất

quan



lẫn các vật ngoài thời
hệ

gian

những

xuất

tr-ờng

hiện

lực

hợp
rất

ngắn nh-: va chạm, vụ nổ thì
rất

khó

trong

việc

xác



bài

toán

chuyển

động

của

các

vật

trong hệ. Hãy giải thích điều
HS: Vì:
Có

này?
nhiều

lực tác dụng nên
khó

khăn

về

mặt


của

lực trong

hệ

chỉ

th-ơng

ta

các vật
tác

với

thì không thể áp nhau mà không t-ơng tác với các
dụng

đ-ợc

các vật ngoài hệ. Ng-ời ta gọi đó

định luật Niu-tơn

là những hệ kín hay hệ cô lập.
Thông báo khái niệm hệ kín



nào

triệt

tiêu

đ-ợc hoàn toàn lực ma sát các
lực cản và lực
Cá nhân
tiếp thu thông
báo

hấp dẫn .Nh-ng

nếu các lực đó là nhỏ thì một
cách gần đúng ta có thể coi hệ
vật và trái đất là hệ kín.
Trong các vụ nổ, va chạm
các

nội

lực

xuất

hiện

th-ờng


thành

khái

niệm

động

l-ợng,

định chuyển động không ma sát trên

luật

bảo

toàn mạt phẳng nằm ngang, 2 xe giống

động l-ợng .

Xét

nhau

và

hệ

có



2 đứng yên. Quan sát
với t-ợng gì xảy ra?

thấy

hiện

vận tốc v1 sau va
chạm.
Hệ gồm 2 xe lăn tr-ớc
HS:

Cả

tr-ớc

và và sau va chạm có đ-ợc coi là

sau va chạm ngoại kín hay không?
lực gồm có trọng
lực

và

phản

lực


sau
tốc

va

nhau
của

hệ đ-ợc bảo toàn.
Trng HSP H Ni 2

Tăng khối l-ợng xe 1 lên
gấp đôi và cho chuyển động đến
K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai
va

chạm

vào

xe

2

đang

xe 2 còn lớn hơn
vận tốc của xe 1
tr-ớc va chạm.

Vậy có phải trong hệ kín
vận tốc đ-ợc bảo toàn hay không
?

HS:

Vận

tốc

của

hệ không đ-ợc bảo
toàn.

Khi

thay

đổi

khối

l-ợng

của một trong hai xe thì thấy

đóng

vai

trò

truyền

chuyển động.
Vì vận tốc và khối l-ợng
HS:

Tăng

khối không cùng đơn vị nên ta xét

l-ợng thì vận tốc tích hoặc th-ơng của chúng.Vậy
giảm,giảm

khối ta xét tích hay th-ơng?

l-ợng thì vận tốc
tăng nên xét tích
giữa

vận

tốc

và