Sáng kiến kinh nghiệm Khai thác và sử dụng bài tập nghịch lí ngụy biện theo hướng phát huy các phẩm chất và năng lực của học sinh trong Vật lý Lớp 10 chương trình GDPT năm 2018
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của tri thức nhân loại mang lại nhiều thành tựu mới có khả năng ứng dụng cao vào thực tế. Trong khi đó học vấn ở nhà trường phổ thông không thể cung cấp hết được nguồn tri thức khổng lồ như mong muốn. Vì vậy, ngành giáo dục phải coi trọng việc dạy phương pháp, dạy cách đi tìm tri thức của loài người, trên cơ sở đó mà HS tiếp tục học tập, học tập suốt đời. Chương trình giáo dục phổ thông 2018 hướng đến mục tiêu hình thành cho học sinh những phẩm chất và năng lực cốt lõi thông qua các môn học.
Trong dạy học vật lý bài tập luôn đóng một vai trò rất quan trọng trong tất cả các khâu của tiến trình dạy học. Bài tập vật lý không chỉ có tác dụng trong việc củng cố đào sâu kiến thức, rèn luyện kỹ năng kỹ xảo mà nó còn góp phần làm cho lý thuyết và thực tiễn xích lại gần nhau hơn. Trong đó bài tập nghịch lý ngụy biện với những tính chất đặc thù riêng, nó có tác dụng rất lớn trong quá trình hình thành các phẩm chất và năng lực cho học sinh thông qua bài học và thực tiễn.
Việc sử dụng BT nghịch lí ngụy biện có tác dụng kích thích hứng thú học tập của học sinh, phần là đối với lứa tuổi học sinh phổ thông thường rất hiếu động và tò mò. Thông qua những BT nghịch lí ngụy biện, giáo viên có thể tạo cho học sinh những điều bất ngờ, mới lạ, từ đó kích thích sự tìm tòi và sáng tạo của các em. Việc khai thác, sử dụng BT nghịch lí ngụy biện còn có tác dụng lớn lao trong việc phát huy tính sáng tạo, bồi dưỡng nghiệp vụ và nâng cao lòng yêu nghề cho giáo viên. Bởi vậy, việc khai thác, sử dụng BT nghịch lí ngụy biện trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông là một trong những biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh.
Từ những lí do nêu trên, tôi lựa chọn đề tài “Khai thác và sử dụng bài tập nghịch lí ngụy biện theo hướng phát huy các phẩm chất và năng lực của học sinh trong Vật lý lớp 10 chương trình GDPT năm 2018” để nghiên cứu, thực hiện sáng kiến kinh nghiệm.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Sáng kiến kinh nghiệm Khai thác và sử dụng bài tập nghịch lí ngụy biện theo hướng phát huy các phẩm chất và năng lực của học sinh trong Vật lý Lớp 10 chương trình GDPT năm 2018
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT KIM LIÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “Khai thác và sử dụng bài tập nghịch lí ngụy biện theo hướng phát huy các phẩm chất và năng lực của học sinh trong Vật lý lớp 10 chương trình GDPT năm 2018” Lĩnh vực: Vật lý Giáo viên: Chu Thị Tâm Tổ: KHTN Trường THPT Kim Liên Số điện thoại: 0981362985 Năm học: 2022-2023 I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài Cùng với sự phát triển nhanh chóng của tri thức nhân loại mang lại nhiều thành tựu mới có khả năng ứng dụng cao vào thực tế. Trong khi đó học vấn ở nhà trường phổ thông không thể cung cấp hết được nguồn tri thức khổng lồ như mong muốn. Vì vậy, ngành giáo dục phải coi trọng việc dạy phương pháp, dạy cách đi tìm tri thức của loài người, trên cơ sở đó mà HS tiếp tục học tập, học tập suốt đời. Chương trình giáo dục phổ thông 2018 hướng đến mục tiêu hình thành cho học sinh những phẩm chất và năng lực cốt lõi thông qua các môn học. Trong dạy học vật lý bài tập luôn đóng một vai trò rất quan trọng trong tất cả các khâu của tiến trình dạy học. Bài tập vật lý không chỉ có tác dụng trong việc củng cố đào sâu kiến thức, rèn luyện kỹ năng kỹ xảo mà nó còn góp phần làm cho lý thuyết và thực tiễn xích lại gần nhau hơn. Trong đó bài tập nghịch lý ngụy biện với những tính chất đặc thù riêng, nó có tác dụng rất lớn trong quá trình hình thành các phẩm chất và năng lực cho học sinh thông qua bài học và thực tiễn. Việc sử dụng BT nghịch lí ngụy biện có tác dụng kích thích hứng thú học tập của học sinh, phần là đối với lứa tuổi học sinh phổ thông thường rất hiếu động và tò mò. Thông qua những BT nghịch lí ngụy biện, giáo viên có thể tạo cho học sinh những điều bất ngờ, mới lạ, từ đó kích thích sự tìm tòi và sáng tạo của các em. Việc khai thác, sử dụng BT nghịch lí ngụy biện còn có tác dụng lớn lao trong việc phát huy tính sáng tạo, bồi dưỡng nghiệp vụ và nâng cao lòng yêu nghề cho giáo viên. Bởi vậy, việc khai thác, sử dụng BT nghịch lí ngụy biện trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông là một trong những biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. Từ những lí do nêu trên, tôi lựa chọn đề tài “Khai thác và sử dụng bài tập nghịch lí ngụy biện theo hướng phát huy các phẩm chất và năng lực của học sinh trong Vật lý lớp 10 chương trình GDPT năm 2018” để nghiên cứu, thực hiện sáng kiến kinh nghiệm. 2. Mục tiêu nghiên cứu: - Khai thác được hệ thống bài tập nghịch lý ngụy biện vật lý lớp 10 THPT chương trình giáo dục phổ thông 2018 - Đề xuất được biện pháp sử dụng BTNLNB trong dạy học vật lý. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Soạn thảo tiến trình dạy học một số bài trong vật lí 10 THPT theo hướng phát huy các phẩm chất và năng lực của HS qua việc sử dụng BTNLNB. PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BTNLNB THEO HƯỚNG PHÁT HUY CÁC PHẨM CHẤT VÀ NĂNG LỰC CỐT LÕI CHO HỌC SINH 1.1 Các phẩm chất và năng lực cần chú trọng phát triển cho học sinh trong chương trình giáo dục phổ thông 2018: *5 phẩm chất cần phát triển cho học sinh Đây chính là 5 phẩm chất nền tảng giúp học sinh rèn luyện bản thân và hiểu được những phẩm chất quý giá của dân tộc mình: Yêu nước: Đây là truyền thống ngàn đời của dân tộc Việt Nam, được xây dựng và bồi đắp qua các thời kỳ từ khi ông cha ta dựng nước vàgiữ nước. Tình yêu đất nước được thể hiện qua tình yêu thiên nhiên, di sản, yêu người dân đất nước mình; tự hào và bảo vệ những điều thiêng liêng đó. Nhân ái: Nhân ái là biết yêu thương, đùm bọc mọi người; yêu cái đẹp, yêu cái thiện; tôn trọng sự khác biệt; cảm thông, độ lượng và sẵn lòng giúp đỡ người khác. Chăm chỉ: Đức tính chăm học, chăm làm, hăng say học hỏi và nhiệt tình tham gia công việc chung sẽ giúp các em rèn luyện, phát triển bản thân để đạt được những thành công lớn lao trong tương lai. Trung thực: Dù một người có giỏi đến đâu mà thiếu đi đức tính này thì vẫn là kẻ vô dụng.. Bởi thế nên ngay từ nhỏ, các học sinh cần được rèn luyện tính thật thà, ngay thẳng và biết đứng ra bảo vệ lẽ phải. Trách nhiệm: Chỉ khi một người có trách nhiệm với những gì mình làm thì đó mới là khi họ trưởng thành và biết cống hiến sức mình cho một xã hội tốt đẹp hơn * 10 năng lực cần phát triển cho học sinh Trong chương trình giáo dục phổ thông mới các em học sinh không chỉ được phát triển 5 phẩm chất nêu trên mà còn được hình thành và phát triển 10 năng lực thiết yếu để từ đó phát huy và vận dụng tối đa khả năng của mình vào thực tiễn. 10 năng lực đó được chia ra thành 2 nhóm năng lực chính là năng lực chung và năng lực chuyên môn. Năng lực chung là những năng lực cơ bản, thiết yếu hoặc cốt lõi, làm nền tảng cho mọi hoạt động của con người trong cuộc sống và lao động nghề nghiệp. Các năng lực này được hình thành và phát triển dựa trên bản năng di truyền của con người, quá trình giáo dục và trải nghiệm trong cuộc sống; sự phân tích không đầy đủ hoặc sai lầm các tiên đề dùng làm cơ sở cho một lập luận về một thí nghiệm tưởng tượng. b. Ngụy biện - Ngụy biện theo quan điểm triết học là sự lập luận mà lôgic mang tính chủ quan, giả dối nhằm làm cho người khác tin vào những kết luận, những quan điểm sai trái hoặc không chắc chắn. Ngụy biện nêu ra nét giống bề ngoài của các hiện tượng đem qui luật của một hiện tượng này, hoàn cảnh này áp dụng vào một loại hiện tượng khác, hoàn cảnh khác,... nghĩa là tính lịch sử và cụ thể của chân lí không được tôn trọng. - Ngụy biện trong vật lí có thể hiểu là cố ý dùng lí lẽ, cách bao biện có vẽ rất hợp lí, đúng đắn, song thực tế lại phạm lỗi lôgic vật lí hoặc các kiến thức vật lí (đã được chứng minh đúng đắn), để rút ra những kết luận sai lầm. 1.2.2. Khái niệm BT nghịch lí và ngụy biện Theo tác giả M.E.Tuchinxki các BT nghịch lí và BT ngụy biện có nguồn gốc từ các BT vật lí khá quen thuộc hoặc từ những quan niệm sai lầm của HS khi học một kiến thức vật lí nào đó mà những sai lầm đó có tính chất tinh vi, đôi khi khó nhận thấy được (do không chú ý đến tất cả các dữ kiện của bài toán, áp dụng một cách không đúng các công thức hay các định luật vật lí,...). BT nghịch lí và ngụy biện cũng có BT định tính và BT định luợng: + BT định lượng là loại BT khi giải bắt buộc phải thực hiện các phép tính với các chữ số và sử dụng các công thức, phương trình biểu thị các mối liên hệ giữa các đại lượng vật lí . + BT định tính là những BT mà khi giải, HS không cần thực hiện các tính toán phức tạp mà chỉ cần thực hiện các suy luận logic trên cơ sở hiểu rõ các khái niệm, định luật vật lý và nhận biết những biểu hiện của chúng trong từng trường hợp cụ thể. + BT nghịch lí: là những BT sử dụng biện pháp so sánh hoặc là một vài lời giải toán, hoặc là một trong các lời giải với một thí nghiệm, hoặc là một trong những lời giải với cái gọi là “lẽ thông thường” và trong tất cả mọi trường hợp đều bộc lộ ra sự mâu thuẫn đòi hỏi phải giải quyết. 1.2.3. Vai trò của BT nghịch lý ngụy biện trong dạy học BTNLNB là một dạng BT kích thích hứng thú học tập cho HS do đó có thể góp phần nâng cao hiệu quả dạy học. Vì đây cũng là một dạng BT vật lí nên nó vừa có đầy đủ vai trò của một bài tập vật lí nói chung vừa có những vai trò riêng. - BTNLNB giúp HS luyện tập, củng cố, mở rộng kiến thức - BT nghịch lí ngụy biện là một phương tiện giáo dục tốt - BTNLNB phải phù hợp với nội dung tiến trình dạy học. 2.2. Quy trình xây dựng BTNLNB Qui trình xây dựng hệ thống BTNLNB 2.3 .Sử dụng BTNLNB trong việc phát huy tính tích cực nhận thức cho HS - Sử dụng BTNLNB để mở bài Ví dụ minh họa Để mở đầu cho bài 23 “Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng” lớp 10 chương trình chuẩn, ta có thể vào bài mới như sau: GV: Theo định luật I NiuTơn nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào thì nó đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. Vậy mà tên lửa chuyển động trong không gian vũ trụ, ta không thấy có lực Qui trình sử dụng BTNLNB 2.5. Một số bài tập nghịch lý ngụy biện 2.5.1. Bài tập phần “Mô tả chuyển động” Bài 1: Một hòn đá được ném lên cao theo phương thẳng đứng và bỏ qua sức cản của không khí. Cần phải ném với những vận tốc ban đầu là bao nhiêu để nó đạt tới độ cao 29,4 m sau 6 s và 3s ? 2 Giải : Sử dụng công thức : 푡 = 푣0푡 ― 2 Nếu: t = 6→v0 = 34,3 m/s Nếu : 푡 = 3→푣0 = 24,5 m/s Như vậy cùng một độ cao mà khi vận tốc ban đầu lớn hơn lại cần một thời gian lâu hơn. Giải quyết nghịch lí đó như thế nào ? Giáo viên cần chỉ rõ vấn đề của bài toán là xác định vận tốc ban đầu đề vật bị ném đạt độ cao H trong thời gian nhất định. Trong khi đó chuyển động của vật bị ném thẳng đứng hướng lên sẽ có hai giai đoạn chuyển động, chậm dần đều đi lên và nhanh dần đều đi xuống. Để khắc sâu cho học sinh giáo viên có thể cho các em giải bài toán đơn giản của vật bị ném lên với hai vận tốc ban đầu như trên thì vật nào đạt độ cao 29,4m trước? sau bao nhiêu lâu? Bài 3. Theo định luật II Niu- tơn, gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng. Trọng lực càng lớn thì gia tốc rơi tự do càng lớn. Tuy nhiên gia tốc rơi tự do đối với tất cả các vật tại cùng một vị trí là như nhau. Giải quyết mâu thuẩn này như thế nào? Hướng dẫn: Trọng lực tỉ lệ thuận với khối lượng. Do đó khối lượng tăng lên bao nhiêu lần thì trọng lực tăng lên bấy nhiêu lần, vì vậy tỉ số giữa chúng (tức là gia tốc rơi tự do) vẫn là đại lượng không đổi. Bài 4. Tại sao trái bóng bay đến chạm vào bức tường thì trái bóng bị bật ngược trở lại còn bức tường vẫn đứng yên? Dựa vào định luật II và định luật III Niu- tơn hãy giải thích hiện tượng trên? Hướng dẫn: Khi bóng đập vào tường, bóng tác dụng lên tường một lực F, theo định luật III Niu- tơn tường tác dụng trở lại bóng phản lực F’ (hai lực này cùng độ lớn, nhưng ngược hướng). Theo định luật II Niu- tơn, vì bóng có khối lượng nhỏ nên lực F’gây ra gia tốc lớn, làm bóng bị bật ngựơc trở lại, còn khối lượng tường rất lớn nên gia tốc của tường nhỏ đến mức ta không quan sát được chuyển động của tường. Bài 5. Cho sợi dây một đầu buộc cố định, sợi dây mềm chưa bị kéo căng, nếu tác dụng lực F vào đầu dây còn lại. Xác định lực tác dụng lên toàn bộ sợi dây? Em đánh giá như thế nào về hai kết luận sau : - Học sinh A: Lực tác dụng lên toàn bộ sợi dây là F. - Học sinh B: Lực căng tại mỗi điểm của sợi dây là F, mà sợi dây gồm vô số điểm nên lực đặt vào toàn bộ sợi dây là vô cùng lớn. Hướng dẫn: Kết luận của HS A là đúng còn kết luận của HS B là sai. Ở đây HS B chưa chú ý đến định luật III Niu- tơn. Theo định luật III Niu- tơn, tại mỗi cặp điểm liền nhau của sợi dây có xuất hiện cặp lực và phản lực. Do đó hai điểm lân cận sẽ tác dụng lên mỗi điểm của sợi dây những lực bằng nhau về độ lớn, cùng giá, ngược chiều. Như vậy, tất cả các lực đặt vào các điểm của sợi dây cân bằng nhau. Tại hai đầu của sợi dây có tác dụng lực F và phản lực của vật mà sợi dây được buộc chặt vào, lực này có độ lớn bằng F và ngược hướng với F. Bài 6. Khi xảy ra va chạm giữa một ô tô và một xe máy thường chủ yếu là xe máy sẽ bị hư hỏng nhiều hơn ô tô. Nhưng theo định luật III Niu- tơn các lực tác dụng lên hai xe phải bằng nhau, các lực đó phải gây ra những hư hỏng giống nhau. Giải thích như thế nào về mâu thuẫn đó? Hướng dẫn: Khi xảy ra tai nạn thì theo định luật III Niu- tơn ô tô sẽ tác dụng lên xe máy một lực và ngược lại, lực mà hai xe tác dụng lên nhau có điểm đặt tại hai vật khác nhau nhưng có cùng độ lớn và ngược hướng nhau. Theo định luật II Niu tơn cả hai lực đó làm hai vật thu được hai gia tốc. Do 2 2 v - v0 = 2as thay số vào ta có, s=5m, vì vậy để đi được quãng đường 8m khi đó vật đã đổi chiều chuyển động theo phương thẳng đứng xuống phía dưới thêm 3m khi đó vật cách mốc thế năng là 2m, Ta có cơ năng tại vị trí này là. W2= Wđ+ Wt= Wđ +mgz= Wđ +4J, Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta suy ra được : Wđ=6J. Đây là đáp án đúng của bài toán. Bài 2: Để kéo một vật có trọng lượng P lên cao bằng một ròng rọc, khi vật đi lên đều lực kéo là F= P, Nhưng thực tế người ta đã phải dùng lực F’> P . Điều này có mâu thuẫn với định luật bảo toàn hay không? Trả lời: Không mâu thuẫn vì cần một phần để thắng ma sát ở ròng rọc 2.5.4. Bài tập phần “Động lượng” Bài1 : Ta biết rằng nếu không có ngoại lực tác dụng vào vật trọng tâm của nó được giữ nguyên không chuyển động, tức là vật sẽ đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. Vậy tại sao trọng tâm tên lửa hình như vẫn dịch chuyển được trong không gian vũ trụ, mặc dù ta không thấy lực nào tác dụng vào nó? Bài 2: Người ta thường nói: “ không thể tự nắm tóc mình mà nhấc mình lên được”. Câu nói này có sơ sở khoa học không? Hãy giải thích. Bài 3: Một người làm xiếc nằm trên mặt đất rồi cho đặt trên ngực mình một tảng đá to. Sau đó cho người khác lấy búa đập mạnh vào đá, khi tảng đá vỡ người làm xiếc vẫn đứng dậy vui cười. Điều gì giúp anh ta thoát khỏi “mối nguy hiểm” trên. 2.6. Soạn thảo tiến trình một bài học có áp dụng bài tập Nghịch lý ngụy biện BÀI : ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG (2 tiết) I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Động lượng của một vật là đại lượng được đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật: p = m.v + Động lượng là một đại lượng vector có hướng cùng hướng của vận tốc. + Động lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu. + Trong hệ SI, động lượng có đơn vị là kg.m.s-1. + Động lượng đặc trưng co khả năng truyền chuyển động của vật này lên vật khác thông qua tương tác giữa chúng. 2. Đối với học sinh: Sách giáo khoa. Mỗi nhóm 3 quả bong bóng Tư liệu sưu tầm liên quan đến bài học và dụng cụ học tập III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC HOẠT ĐỘNG 1: KHỞI ĐỘNG (5 phút) 1. Mục tiêu: Tạo sự hứng thú cho HS trước khi vào bài học mới. 2. Nội dung: GV cho HS quan sát files, ảnh, đặt câu hỏi rồi yêu cầu HS suy nghĩ, đưa ra ý kiến của cá nhân. 3. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS. 4. Tổ chức thực hiện: Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV chiếu hình ảnh rồi đặt câu hỏi: Theo em, yếu tố nào quyết định sự chuyển động của các mảnh vỡ sau khi pháo hoa nổ hay yếu tố nào làm cho viên đạn thể thao đường kính 9mm gây ra sự tàn phá mạnh khi bắn vào quả táo? Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập. Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV chia lớp thành 4 nhóm. - GV cho HS đọc thí nghiệm trong SGK rồi trả lời câu Thảo luận 1: Từ thí nghiệm trong hình Trả lời: 18.2: Dự đoán độ dịch chuyển của khúc gỗ trong *Thảo luận 1: các trường hợp và cho biết độ dịch chuyển đó Khi thả 2 viên bi từ cùng một độ cao, viên bi có phụ thuộc vào những yếu tố nào của viên bi. khối lượng lớn hơn sẽ tác dụng lực lớn hơn lên Tiến hành thí nghiệm kiểm chứng. khối gỗ làm cho khối gỗ bị đẩy đi xa hơn. Tương - GV chuẩn bị sẵn 4 bộ dụng cụ, mỗi bộ dụng cụ tự khi xét cùng một viên bi, lực của viên bi tác gồm: dụng lên khối gỗ sẽ lớn hơn (khối gỗ sẽ bị đẩy đi + 2 viên bi nhỏ có hình dạng, kích thước giống xa hơn) khi viên bi được thả ở chỗ cao hơn. nhau nhưng khác khối lượng. (Một viên bi bằng Như vậy độ dịch chuyển của khúc gỗ phụ thuộc sắt, một viên bi bằng thủy tinh) vào khối lượng viên bi và vị trí thả viên bi. + Một mặt phẳng nghiêng, nhẵn. - HS các nhóm tiến hành làm thí nghiệm + Một khúc gỗ nhỏ. kiểm chứng cho câu trả lời cho câu thảo luận 1. - Sau đó, GV yêu cầu HS dựa vào SGK để tiến 2. Khái niệm động lượng hành làm thí nghiệm. Trả lời: Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập Khúc gỗ dịch chuyển được là do viên bi truyền - HS quan sát hình ảnh, đọc thông tin sgk, trả lời chuyển động cho. câu hỏi. Khái niệm: - HS tiến hành làm thí nghiệm theo yêu cầu của Đại lượng đặc trưng cho khả năng truyền chuyển GV. động của vật này lên vật khác thông qua tương Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận tác giữa chúng được gọi là động lượng. - Đại diện 2 nhóm HS đứng dậy trình bày câu trả Công thức tính: p = mv(18.1) lời Trong đó: - HS ở nhóm khác nhận xét, đánh giá, bổ sung m: khối lượng của vật (kg) Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện v: là vận tốc của vật (m/s) - GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển sang p: là động lượng của vật (kg.m/s) nội dung mới. Trả lời: Nhiệm vụ 2. Tìm hiểu khái niệm động lượng Vectơ động lượng và vectơ vận tốc có cùng Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
File đính kèm:
- sang_kien_kinh_nghiem_khai_thac_va_su_dung_bai_tap_nghich_li.docx
- Sáng kiến kinh nghiệm Khai thác và sử dụng bài tập nghịch lí ngụy biện theo hướng phát huy các phẩm.pdf