Luận văn Nghiên cứu, tổ chức quá trình dạy học một số kiến thức chương Các định luật bảo toàn (vật lí lớp 10-Nâng cao) theo quan điểm kiến tạo

không hiểu đƣợc có biến thiên động lƣợng thì điều gì xảy ra, và hiểu nhầm động lƣợng với sự biến thiên động lƣợng, nên cho rằng ∆𝑝 = 0 thì vật khộng chuyển động. * QNS hình thành do tiến trình DH, dẫn đến HS không nắm đƣợc định lí nhƣ QNS về định lí động năng, định lí thế năng, định lí cơ năng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 64 Các QNS tồn tại khá phổ biến không chỉ đối tƣợng HS mà còn sai ở cả những ngƣời lao động phổ thông có trình độ từ THCS lên. Mặc dù kiến thức phần này mới, xong những hiện tƣợng thực tế liên quan đến kiến thức chƣơng rất nhiều nhƣ: sự va chạm, sự nổ, chuyển động của các vật, sự rơi của các vật…nhƣng do khi học tập không đƣợc làm thí nghiệm mà chỉ học chay nên HS không nhớ. Hơn nữa cách giải thích theo khoa học mà HS đƣợc học theo chƣơng trình SGK cũ thì buộc HS phải công nhận một cách thụ động, vì ở đây kiến thức khoa học chỉ đƣợc truyền thụ theo một chiều từ GV- HS, nên những thông tin về các QNS không đƣợc cập nhật phản hồi tới GV vì thế các QNS tồn tại trong HS. Nhiều QNS bám sâu và vẫn tiếp tục đƣợc duy trì sau khi học kiến thức khoa học. Khi có xung đột giữa các kiến thức khoa học với các quan niệm sẵn có, nhiều khi HS điều chỉnh một cách không hợp lí quan niệm của HS hoặc giải thích lại và hiểu sai kiến thức khoa học. HS vận dụng kiến thức khoa học và giải bài tập ở trƣờng nhƣng có thể lại không vận dụng để giải thích các hiện tƣợng tự nhiên bên ngoài trƣờng học. Một số kinh nghiệm sai tồn tại lâu dài vì chúng đƣợc hình thành, tích lũy dần và đƣợc củng cố bởi những kinh nghiệm hằng ngày. Một số quan niệm gần gũi với tri giác nên dễ đƣợc sử dụng, điều này góp phần làm cho các QNS thêm vững chắc. Ví dụ: Quan niệm “ lực là nguyên nhân gây ra chuyển động” qua điều tra cho thấy quan niệm này tồn tại ở HS THPT chƣa học phần động lực học, ở HS đã học xong phần động lực học, thậm chí ở cả những sinh viên đang học vật lí ở đại học. d) Thái độ của GV đối với các quan niệm đã có của HS [38] (*) Thái độ bác bỏ áp đặt: Khi HS có biểu hiện sai lầm, GV bác bỏ ngay lập tức một cách kiên quyết “Sai!”, và không quan tâm đến tìm hiểu nguyên nhân của những sai lầm đó. Nếu cẩn thận hơn GV sẽ giải thích rõ cho HS biết vì sao nhƣ vậy là sai, nhƣng cũng không quan tâm tới những gì có trong đầu HS. Sau đó GV yêu cầu HS làm theo những điều mà GV nói là đúng, giải thích tại sao nhƣ vậy là đúng, kiểm tra xem HS đã làm đúng theo yêu cầu chƣa, nhƣng cũng không quan tâm xem HS có cho thực sự là đúng không. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 65 Thái độ nhƣ vậy GV không giúp HS thay đổi đƣợc các QNS. Về mặt hình thức do uy quyền của ngƣời GV ngay lúc đó HS có vẻ nhƣ đã thay đổi QNS, biểu hiện ở việc làm theo đúng yêu cầu của GV, nhƣng khi không còn sự quản lí của GV nữa HS lại trở về với quan niệm của mình. (*) Thái độ tôn trọng, quan tâm đến QNS của HS Khi HS có biểu hiện sai lầm, GV không nên bác bỏ ngay mà tạm thời chấp nhận ý kiến của HS; tìm hiểu nguyên nhân tại sao HS lại có những biểu hiện sai lầm nhƣ thế. Đối với những sai lầm do sơ suất thì có thể chỉ cho HS tự sửa chữa. Nhƣng còn đối với những sai lầm do QNS đƣa đến thì cần phải tổ chức một quá trình hoạt động nhận thức để HS tự thấy cái sai trong quan niệm của mình, tự nguyện muốn thay đổi, khi đó GV sẽ giúp cho HS xây dựng kiến thức mới để đáp ứng nhu cầu muốn thay đổi QNS. Thái độ nhƣ vậy sẽ giúp HS tự thay đổi QNS mà không bị cảm thấy bị áp đặt, bắt buộc. Do tự thấy những cái sai trong quan niệm của mình nên sau này HS sẽ không bị lặp lại QNS, đồng thời việc lĩnh hội kiến thức mới thay thế cho QNS cũng diễn ra một cách tự nguyện đáp ứng nhu cầu của HS, nên kiến thức thật sự là của HS. 2.1.8. Vận dụng các quan điểm của LTKT, xây dựng tiến trình DH một số nội dung kiến thức chƣơng 2.1.8.1. Tiến trình DH theo hƣớng để HS bộc lộ QNS và xây dựng quan niệm đúng GV cần thay đổi thái độ, quan tâm đến QNS của HS thì các QNS sẽ đƣợc sử dụng nhƣ những khó khăn cần thiết phải vƣợt qua trong hoạt động nhận thức của HS để giúp cho việc tổ chức quá trình DH một cách tích cực. Do đó các yêu cầu của DHKT có những nét riêng, cụ thể: - Phải soạn câu hỏi khoa học sao cho có thể làm HS bộc lộ đƣợc QNS, - Phải tổ chức quá trình DH sao cho khi trả lời các câu hỏi HS cần sử dụng các QNS và sẽ gặp khó khăn. Do đó HS tự thấy QNS và xuất hiện nhu cầu muốn thay đổi QNS, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 66 - Trong quá trình thay đổi QNS, HS sẽ tự xây dựng kiến thức mới. Kiến thức mới đáp ứng nhu cầu nhận thức của chính HS và có ý nghĩa thực sự với bản thân HS. 2.1.8.2. Sơ đồ cấu trúc hoạt động học trong quá trình HS tự bộc lộ QNS 2.1.9. Xây dựng tiến trình DH vật lí theo hƣớng vận dụng LTKT 2.1.9.1. Công tác chuẩn bị bài a) Xác định rõ mục tiêu bài học Để xác định rõ mục đích yêu cầu của bài dạy đòi hỏi ngƣời GV phải nắm vững kiến thức về chủ đề sắp dạy qua việc phân tích, xác định trọng tâm kiến thức, lôgíc hình thành phát triển kiến thức của bài học. Xác định những ĐVKT mà HS phải tiếp thu; GV phải chuẩn bị chu đáo các phƣơng tiện DH theo chủ đề cần dạy. Từ đó xác định mục tiêu cần đạt đƣợc cho từng ĐVKT Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 67 cụ thể. Nó phải đƣợc thể hiện bằng những kiến thức, kỹ năng mà HS chiếm lĩnh đƣợc sau khi học. b) Điều tra thăm dò Cũng nhƣ các PPDH khác, DH theo quan điểm kiến tạo hết sức coi trọng khâu khảo sát, thăm dò. Qua đó giúp GV thiết kế đƣợc phƣơng án DH một cách tối ƣu nhất phù hợp với HS. Với mục đích điều tra, thăm dò mức độ nắm vững kiến thức, sự tái hiện kiến thức, kinh nghiệm, liên tƣởng có liên quan đến vấn đề và những sai lầm mà HS thƣờng mắc phải trong quá trình học phần này, và chúng tôi đã tiến hành điều tra và phân tích những đối tƣợng (lựa chọn ngẫu nhiên): HS mới học xong kiến thức này; HS học kiến thức này sau 2 năm; Một số GV dạy các bộ môn khác và đặc biệt với ngƣời lao động phổ thông (trong đó có ngƣời đã qua đào tạo trung cấp nghề). - Điều tra các QNS liên quan đến bài học dựa trên việc nghiên cứu các sai lầm phổ biến của HS. - Tiến hành phân tích những kiến thức vốn có của HS qua phiếu điều tra. - Soạn các bài toán nhận thức dƣới dạng câu hỏi nhằm bộc lộ QNS. Lựa chọn các QNS của HS tƣơng ứng với kiến thức cần lĩnh hội của bài. - Dự kiến các dự đoán của HS, cách lập luận và cách làm thí nghiệm để kiểm tra các dự đoán. c) Chuẩn bị các thiết bị thí nghiệm cần thiết để DH - GV: chuẩn bị những thiết bị DH gì? Cơ sở chất nơi thực nghiệm có đáp ứng đƣợc không? Cần phải tạo những dụng cụ thí nghiệm nào? - HS: phải chuẩn bị những gì? phải làm gì?... - Dự kiến cách tổ chức các nhóm làm việc thảo luận (chia nhóm…) d) Dự kiến trình tự và nội dung ghi bảng 2.1.9.2. Xây dựng phƣơng án DH a) Tiến trình DH của mỗi bài đƣợc hoàn thành thông qua việc tổ chức các hoạt động học tập. GV dựa vào mục tiêu, nội dung kiến thức của bài dạy: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 68 + Chia bài học thành những ĐVKT (các hoạt động). + Xác định rõ những kiến thức nào cần thông báo, cần thay đổi phát triển quan niệm nào ở HS, kiến thức nào cần tổ chức cho HS tự xây dựng theo các phƣơng pháp DH khác nhau của GV. Với mục đích phù hợp với trình độ của HS để HS hiểu và khắc sâu kiến thức, và đảm bảo về thời gian, nội dung kiến thức, kĩ năng cần truyền đạt. b) Hƣớng dẫn HS giải quyết các nhiệm vụ đặt ra: Với những hoạt động DH có vận dụng LTKT đƣợc tiến hành thông qua 3 bƣớc cơ bản sau: Bƣớc 1: Làm bộc lộ quan niệm, hiểu biết sẵn có của HS - Xây dựng tình huống học tập: tình huống làm xuất hiện ở HS nhu cầu muốn trả lời câu hỏi và để trả lời câu hỏi HS phải bộc lộ quan niệm của mình. Trong quá trình này GV cần chuẩn bị các phƣơng án khác nhau để định hƣớng cho HS sao cho họ bộc lộ quan niệm, hiểu biết sẵn có của mình và nhất thiết phải tổ chức cho HS thảo luận, đánh giá, thách thức trao đổi phát triển quan niệm đã có thông qua việc giải quyết các nhiệm vụ học tập. Hoặc có thể xây dựng tình huống học tập bằng cách tổ chức cho HS quan sát các hiện tƣợng vật lí, hoặc thí nghiệm vật lí nhƣ: quan sát sự va chạm của xe lăn trên máng nghiêng với vật nặng (trong bài: Định luật bảo toàn động lƣợng). Hoặc quan sát sự chuyển động của xe lăn có gắn quả bóng bay…(trong bài chuyển động bằng phản lực). Hoặc quan sát thực tế, hay mô tả bằng lời…GV giúp HS thiết lập mối quan hệ giữa các thông tin thu đƣợc với vốn kinh nghiệm đã có làm xuất hiện các câu hỏi. - Tổ chức cho HS đề xuất các dự đoán (HS sử dụng vốn kinh nghiệm đã có để trả lời câu hỏi và bộc lộ các quan niệm đã có đó). - Có thể tổ chức cho HS nghiên cứu cá nhân hoặc nghiên cứu theo nhóm để đề xuất các dự đoán và ghi lại các dự đoán để làm cơ sở đối chiếu kết quả kiểm tra sau này. Trên cơ sở dự đoán, GV giúp HS biểu đạt QNS. Bƣớc 2: Thay đổi phát triển quan niệm, hiểu biết sẵn có của HS, xây dựng kiến thức mới (hình thành quan niệm đúng) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 69 - Tổ chức cho HS kiểm tra các dự đoán bằng cách tiến hành thí nghiệm hoặc bằng cách lập luận lôgíc (VD nhƣ: các em hãy dự đoán xem khối lƣợng có vai trò trong quá trình truyền tƣơng tác hay không?...). - Tổ chức cho HS trao đổi đánh giá các dự đoán và nêu quan niệm mới. Các dự đoán ban đầu dựa trên QNS sẽ mâu thuẫn với kết quả kiểm tra. Trong quá trình trao đổi tập thể HS sẽ làm rõ tại sao có mâu thuẫn để xây dựng cá quan niệm mới, để đƣa ra dự đoán mới. Cần kiểm tra dự đoán và xây dựng đƣợc quan niệm cho phù hợp. - Tổ chức cho HS trao đổi hợp thức hóa kiến thức, giúp HS hoàn chỉnh kiến thức (diễn đạt hiểu rõ ý nghĩa và xác định phạm vi giá trị của kiến thức), đối chiếu xem xét QNS (chỉ ra chỗ sai, xác định phạm vi giá trị của quan niệm nếu quan niệm đó có thể đúng trong phạm vi hẹp). Bƣớc 3: Củng cố vận dụng kiến thức mới: Tổ chức cho HS vận dụng kiến thức trong tình huống mới, giải thích các hiện tƣợng thực tế có liên quan, các bài tập vận dụng. GV tiến hành kiểm tra xem QNS đã đƣợc thay đổi chƣa. * Nhƣ vậy HS nhất thiết phải trải qua giai đoạn tự trả lời câu hỏi khoa học bằng cách sử dụng vốn kinh nghiệm đã có (nhờ QNS đƣợc bộc lộ). Nếu GV không làm xuất hiện câu hỏi mà cung cấp ngay câu trả lời (thông báo kiến thức khoa học), thì kiến thức ít có ý nghĩa với HS, HS không hiểu tại sao lại có những điều đó, và những điều đó cần để làm gì. Nếu GV làm xuất hiện câu hỏi, rồi cung cấp ngay câu trả lời thì HS chƣa có sự lỗ lực cần thiết để phát triển tƣ duy. Nếu GV chỉ nêu câu hỏi khoa học, không cung cấp thêm thông tin và hƣớng dẫn phƣơng pháp nhận thức, bí mật hoàn toàn câu trả lời, thì khó lòng đi đến kết quả (do trình độ còn hạn chế). c) Tổ chức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập. Việc kiểm tra - đánh giá đƣợc tiến hành thƣờng xuyên và với hai mục đích: - Giúp GV thu đƣợc thông tin ngƣợc (thông tin từ HS đến GV). Các thông tin này cho phép GV biết đƣợc HS đã thay đổi đƣợc QNS hay chƣa, đánh giá quá trình DH và chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo. - Giúp HS tự kiểm tra đánh giá- đánh giá để tự điều chỉnh hoạt động học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 70 2.2. Thiết kế phƣơng án dạy học 2.2.1. Bài thứ nhất: Định luật bảo toàn Động lƣợng 2.2.1.1. Mục tiêu bài giảng a) Về kiến thức: Nắm đƣợc khái niệm thế nào là hệ kín; Nắm vững định nghĩa động lƣợng và phát biểu đƣợc định luật bảo toàn động lƣợng; Xây dựng đƣợc biểu thức tổng quát của định luật II Niutơn. b) Về kĩ năng: Vận dụng định luật bảo toàn động lƣợng dƣới dạng đại số (các vectơ động lƣợng cùng phƣơng) giải đƣợc một số bài tập. c) Về thái độ: HS phải có thái độ trung thực, khách quan, hợp tác, biết lắng nghe ý kiến ngƣời khác và tham gia chủ động tích cực để xây dựng kiến thức mới. 2.2.1.2. Chuẩn bị bài giảng a) Điều tra hiểu biết, quan niệm của HS. Tổ chức cho HS trả lời các câu hỏi sau: Câu 1: Khái niệm lực; thế nào là ngoại lực, nội lực? Câu 2: Phát biểu và viết biểu thức của định luật II, III Niutơn. Câu 3: Khi hai vật tƣơng tác va chạm với nhau ta cần quan tâm đến đại lƣợng vật lí nào? Câu 4: Hãy cho biết đại lƣợng vật lí nào đặc trƣng cho sự truyền tƣơng tác giữa các vật chuyển động? Câu 5: Vận tốc đặc trƣng cho chuyển động về mặt nào? (Động lực học hay động học?); Khối lƣợng đặc trƣng cho chuyển động về mặt nào? Câu 6: Tích m𝑣 đặc trƣng cho chuyển động về mặt nào? (động lực học hay động học?). b) Dự kiến các phƣơng án trả lời của HS (đặc biệt chú ý khai thác câu trả lời của HS liên quan đến câu hỏi 3 và 4, 5,6). Câu hỏi 3: - Vận tốc của vật trƣớc và sau tƣơng tác; Sự truyền tƣơng tác giữa các vật; Đại lƣợng vật lí đặc trƣng cho sự truyền tƣơng tác giữa các vật (Rất ít Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 71 HS có phƣơng án này); Sự biến dạng của vật sau tƣơng tác; Cƣờng độ lực tác dụng. (Có nhiều HS chọn phƣơng án này); Khối lƣợng của vật sau tƣơng tác; Mối liên hệ giữa khối lƣợng và vận tốc của mỗi vật trƣớc và sau tƣơng tác (Rất ít HS có phƣơng án này). Nhƣ vậy khi có hai vật tƣơng tác với nhau các em chƣa tìm hiểu nguyên nhân hay đại lƣợng vật lí đặc trƣng cho sự truyền tƣơng tác. Câu hỏi 4: Lực tác dụng giữa các vật; Vận tốc của các vật; Khối lƣợng của các vật. Câu hỏi 5: Động học; Động lực học. c) Xác định mục tiêu nghiên cứu: Trên cơ sở kết quả điều tra quan niệm, hiểu biết của HS, chúng tôi nghiên cứu quá trình tổ chức DH một số nội dung kiến thức của bài theo hƣớng: Thay đổi, phát triển quan niệm về khái niệm ĐỘNG LƢỢNG, giúp HS hiểu sâu sắc khái niệm động lƣợng nhằm tạo hứng thú cho các em và nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức khi học chƣơng các Định luật bảo toàn và áp dụng để giải các dạng bài tập vật lí. 2.2.1.3. Dự kiến xây dựng phƣơng án DH. Về nội dung: chia bài giảng thành 04 ĐVKT - ĐVKT 1: Tìm hiểu khái niệm hệ kín; - ĐVKT 2: Xây dựng khái niệm động lƣợng, độ biến thiên động lƣợng; - ĐVKT 3: Xây dựng định luật bảo toàn động lƣợng; - ĐVKT 4: Thí nghiệm kiểm chứng; Trong đó: - Những ĐVKT chỉ mang tính thông báo và làm rõ: 1, 3 và 4. - Những ĐVKT sẽ tổ chức cho HS tự xây dựng theo lý thuyết kiến tạo: 2. 2.2.1.4. Chuẩn bị thí nghiệm thực hành a) GV: Chuẩn bị bộ thí nghiệm cần rung điện gồm: Máng nhôm, hai xe (có thể thay đổi khối lƣợng bằng cách thay đổi các quả gia trọng), băng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 72 giấy, bộ cần rung điện HOẶC chuẩn bị máy tính xách tay + Projector + Phần mềm thí nghiệm ảo. b) HS: Ôn lại khái niệm bảo toàn đã đƣợc biết khi học định luật bảo toàn, định luật II, III Niutơn, công thức gia tốc; Mỗi nhóm HS chuẩn bị dụng thí nghiệm bao gồm: máng nghiêng, viên bi thép, 02 khối gỗ hình chữ nhật có kích thƣớc 6cm x 2cm x 2cm và 4cm x 2cm x 2cm (6 nhóm). 2.2.1.5. Tiến trình bài giảng Hoạt động của HS Trợ giúp của GV 𝐹 = 𝑚𝑎 = 𝑚 𝑣 𝑡 − 𝑣 0 ∆𝑡 Hoạt động 1. Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đề xuất vấn đề Cá nhân trả lời: 𝐹 12 = −𝐹 21 Cá nhân nhận thức vấn đề của bài học. – Viết biểu thức của định luật II Niutơn dƣới dạng thể hiện mối liên hệ giữa lực tác dụng vào khối lƣợng và vận tốc của vật? Phát biểu và viết biểu thức của định luật III Niutơn? Tại sao ta phải tìm hiểu các định luật bảo toàn? Khi nghiên cứu chuyển động của một hệ vật dƣới tác dụng của các lực. Mỗi vật có thể chịu tác dụng của các vật ở trong hệ và từ các vật ngoài hệ. Giải bài toán nhƣ vậy sẽ rất phức tạp. Bài toán sẽ đơn giản hơn nếu hệ mà ta nghiên cứu là hệ kín hay hệ cô lập. Khi khảo sát hệ kín, ngƣời ta thấy có một số đại lƣợng vật lí đặc trƣng cho trạng thái của hệ đƣợc bảo toàn, nghĩa là chúng có giá trị không đổi theo thời gian. Trong chƣơng này chúng ta sẽ nghiên cứu một số đại lƣợng bảo toàn đó. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 73 Hoạt động 2. Tìm hiểu khái niệm hệ kín Cá nhân suy nghĩ, trả lời: Hệ vật và Trái Đất không phải là hệ kín vì vẫn có các lực hấp dẫn từ các thiên thể khác trong vũ trụ. Cá nhân tiếp thu thông báo. GV cho HS nhắc lại hệ vật. GV thông báo khái niệm hệ kín. GV lƣu ý cho HS: Phải xét hệ gồm mấy vật...(để HS phân biệt đƣợc với ngoại cảnh). – Hệ vật và Trái Đất có phải là hệ kín không? Vì sao? Thông báo: Trong thực tế, trên Trái Đất khó có thể thực hiện đƣợc một hệ tuyệt đối kín vì không thể nào triệt tiêu đƣợc hoàn toàn lực ma sát, các lực cản, và lực hấp dẫn. Nhƣng nếu các lực đó rất nhỏ thì, một cách gần đúng, ta có thể coi hệ vật và Trái Đất là hệ kín. – Là hệ kín vì các ngoại lực gồm trọng lực và phản lực của mặt phẳng ngang triệt tiêu lẫn nhau. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. – Hệ 2 vật va chạm chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang có phải là hệ kín không? Gợi ý của GV: xét tổng các ngoại lực tác dụng, (hình chiếu của ngoại lực tác dụng lên vật…). Thông báo: Trong các vụ nổ, va chạm các nội lực xuất hiện thƣờng rất lớn so với ngoại lực thông thƣờng nên hệ vật có thể coi gần đúng là hệ kín trong thời gian ngắn xảy ra hiện tƣợng. GV: Trong các bài toán va chạm, hoặc trong các vụ nổ… thì khối lƣợng của vật thƣờng thay đổi, và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 74 không biết lực tác dụng, nên các định luật Niutơn thƣờng không giải quyết đƣợc.Vậy làm cách nào ta có thể xác định đƣợc vận tốc của vật sau tƣơng tác xảy ra? 2/ Hoạt động 3: Xây dựng khái niệm động lƣợng. a/ Thí nghiệm: - Dụng cụ thí nghiệm. - Tiến hành thí nghiệm. Yêu cầu HS quan sát sự chuyển động của vật nặng sau khi va chạm với viên bi trong những trƣờng hợp sau: Trƣờng hợp 1: (Khi khối lƣợng không đổi, thay đổi vị trí (vận tốc) của bi trên máng nghiêng). Thả viên bi từ độ cao khác nhau xuống va chạm với m1. (Mục đích: Tìm hiểu nguyên nhân chuyển động của vật m1, và sự chuyển động của m1 có nhƣ nhau không? Khi thay đổi vị trí của bi trên máng nghiêng và giải thích?) Bƣớc 1: Làm bộc lộ hiểu biết QNS, hoặc chƣa đầy đủ của HS. Tại sao ta phải tìm hiểu về động lƣợng? - GV giới thiệu dụng cụ thí nghiệm: - GV nêu mục đích thí nghiệm: Tìm hỉểu nguyên nhân của chuyển động và so sánh chuyển động của hai vật nặng m1, m2 sau tƣơng tác va chạm. Giải thích? - GV vẽ hình nên bảng. Tiến hành thí nghiệm nhƣ hình vẽ: Chú ý: (vị trí của m1, m2 trƣớc va chạm là giống nhau và không thay đổi trong quá trình làm thí nghiệm. Đánh dấu vị trí của bi và vật nặng trƣớc tƣơng tác, và vị trí của vật nặng sau tƣơng tác trong các lần làm thí nghiệm). - Quan sát và nhận xét các dụng cụ thí nghiệm: máng nghiêng, các vật nặng m1 và m2 (m1<m2) và viên bi C có khối Sau khi quan sát, HS phải trả lời các câu hỏi sau: + C1: Nguyên nhân nào làm cho vật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 75 lƣợng M. - Dùng phấn đánh dấu các vị trí của viên bi và khoảng cách dịch chuyển của vật nặng (bi ở vị trí 1; 2; 3; thì vật nặng m1 chuyển động tƣơng ứng với quãng đƣờng OA; OB; OC). - Yêu cầu HS quan sát thí nghiệm, thảo luận và trả lời các câu hỏi C1, C2, C3, C4, C5. nặng m1 dịch chuyển? + C2: Khoảng cách dịch chuyển của vật nặng so với vị trí ban đầu ứng với các vị trí khác nhau của viên bi trong các trƣờng hợp trên nhƣ thế nào? C3: Vị trí của bi trên máng nghiêng có ảnh hƣởng đến vận tốc của bi ở chân máng nghiêng hay không? C4: khoảng cách dịch chuyển của m1 có liên quan đến vận tốc của bi ở chân máng nghiêng hay không? C5: Đại lƣợng vật lí nào là đặc trƣng làm cho m1 chuyển động khác nhau? - Trả lời các câu hỏi: Các phƣơng án trả lời của HS có thể nhƣ sau: * Câu hỏi C1: + Vật nặng m1 dịch chuyển đƣợc là do lực tác dụng của viên bi. + Vật nặng m1 dịch chuyển đƣợc là do lực ma sát giữa nó và mặt phẳng nghiêng nhỏ hơn tác dụng của lực do viên bi tác dụng. + Vật nặng m1 dịch chuyển đƣợc là do khối lƣợng của m1 nhỏ. + Vật nặng m1 dịch chuyển đƣợc là do bi va chạm vào. * Câu hỏi C2: Các phƣơng án trả lời của HS có thể nhƣ sau: Bình luận: GV khẳng định với HS: Chứng tỏ có lực tác dụng lên vật nặng và làm cho nó dịch chuyển. Hay m1 chuyển động là do lực 𝐹 của bi tác dụng lên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 76 + Khoảng cách dịch chuyển của vật nặng m1 ứng với các độ cao khác nhau của viên bi là khác nhau. Khoảng cách dịch chuyển này tăng khi viên bi ở độ cao lớn (có vận tốc lớn) * Câu hỏi C3: Vị trí của bi ảnh hƣởng đến vận tốc của bi. Bi ở càng cao thì vận tốc của bi ở chân máng nghiêng càng lớn. *Câu hỏi C4: Khoảng cách dịch chuyển của vật nặng có liên quan đến vận tốc của bi. *Câu hỏi C5: Các phƣơng án trả lời của HS có thể nhƣ sau: + Lực tác dụng của viên bi lên vật nặng. + Do vận tốc của viên bi khi chuyển động đến chân mặt phẳng nghiêng. + Do khối lƣợng của vật nặng m và khối lƣợng của viên bi (nếu khối lƣợng của viên bi càng lớn thì tác dụng mà nó gây ra càng lớn-thể hiện thông qua độ dịch chuyển của vật nặng m-kinh nghiệm sống của HS). HS quan sát sự dịch chuyển của các vật nặng m1, m2. So sánh khoảng cách dịch chuyển của các vật với nhau và khoảng cách dịch chuyển của vật m1 so với thí nghiệm lúc trƣớc và trả lời câu hỏi 6, 7, 8, 9. Để cho HS thấy rằng còn một đại lƣợng vật lí nữa cũng có vai trò trong quá trình tƣơng tác, GV tiến hành thí nghiệm trong trƣờng hợp 2. * Mục đích thí nghiệm: (giữ nguyên 𝑣 , vị trí ban đầu của bi không đổi, thay Đến đây, ta thấy thông qua kiến thức cũ và kinh nghiệm sống xuất hiện quan niệm chƣa đầy đủ của HS về sự tƣơng tác đó là: lực là tác nhân chính trong quá trình truyền tương tác giữa các vật (m1 chuyển động do 𝐹 ) . Mặt khác, các em cũng đã thấy rằng vận tốc cũng có liên quan đến quá trình truyền tương tác (m1 chuyển động khác nhau). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 77 Trƣờng hợp 2: Thả viên bi từ cùng một độ cao xuống va chạm với từng vật m1 và m2. HS quan sát sự dịch chuyển của các vật m1, m2 và trả lời các câu hỏi sau: đổi khối lƣợng tƣơng tác. Để dễ so sánh có thể để bi tại vị trí nào đó của trƣờng hợp một). So sánh khoảng cách chuyển động của hai vật m1, m2 sau tƣơng tác. Giải thích? - Trả lời các câu hỏi: Các phƣơng án trả lời của HS có thể nhƣ sau: * Câu hỏi C6: Khi thả bi ở cùng độ cao thì vận tốc của bi ở chân mặt phẳng nghiêng là nhƣ nhau. Lực tác dụng lên các vật nặng khi tƣơng tác là nhƣ nhau. * Câu hỏi C7: Khoảng cách dịch chuyển của các vật nặng m1 và m2 là không nhƣ nhau. Khoảng cách dịch chuyển của m1 lớn hơn m2 do khối lƣợng của m1<m2. + Vật nặng m1 và m2 dịch chuyển đƣợc là do lực ma sát giữa nó và mặt phẳng nghiêng nhỏ hơn tác dụng của lực do viên bi tác dụng. C6: khi thả bi ở cùng độ cao thì vận tốc của bi ở chân mặt phẳng nghiêng có nhƣ nhau không? Nhận xét lực tác dụng nên các vật nặng trong trƣờng hợp này? C7: Khoảng cách dịch chuyển của hai vật m1 và m2 có nhƣ nhau không? Tại sao có sự khác nhau đó? C8: trƣờng hợp này so với (trƣờng hợp 1) khi bi có cùng độ cao thì khoảng cách dịch chuyển của m1 có khác nhau không? Tại sao? C9: Đại lƣợng vật lí nào là nguyên nhân đặc trƣng truyền cho m1, m2 chuyển động khác nhau? C10: Qua thí nghiệm hãy rút ra nhận xét về kết quả tƣơng tác? * Câu hỏi C8: Các phƣơng án trả lời của HS có thể nhƣ sau: + Khoảng cách dịch chuyển của vật nặng m1 không thay đổi. Do viên bi ở độ cao nhƣ nhau và khối lƣợng của m1 không thay đổi. Một số nhận xét sơ bộ Ghi chú: Tỷ lệ HS nhận thấy cả khối lượng và vận tốc đều có vai trò trong quá trình tương tác rất ít (chiếm khoảng 18% tổng số HS của lớp thực nghiệm- 8HS/47HS) – điều này thể Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 78 + Vận tốc của bi ở chân máng nghiêng nhƣ nhau nhƣng khối lƣợng của m1, m2 khác nhau dẫn đến truyền chuyển động cho m1, m2 là khác nhau. * Câu hỏi C9: Các phƣơng án trả lời của HS có thể nhƣ sau: + Do lực tác dụng của viên bi lên vật nặng. + Do vận tốc của viên bi khi chuyển động đến chân mặt phẳng nghiêng. + Do khối lƣợng của các vật nặng m (Do khối lƣợng của vật nặng m càng lớn thì khoảng cách dịch chuyển của nó - tác dụng sau tƣơng tác - càng nhỏ - kinh nghiệm sống của HS). +Do cả khối lƣợng và vận tốc là nguyên nhân gây ra để 𝑚1 và 𝑚2 chuyển động khác khác nhau. C10: Nếu khối lƣợng không đổi nhƣng vận tốc tƣơng tác thay đổi  kết quả tƣơng tác thay đổi. - Nếu vận tốc không đổi nhƣng khối lƣợng của của vật tƣơng tác thay đổi  kết quả tƣơng tác thay đổi. Nguyên nhân làm cho kết quả tƣơng tác khác nhau là do cả khối lƣợng và vận tốc của vật tham gia tƣơng tác. hiện qua sự giờ tay phát biểu và quan sát HS