Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong giảng dạy vật lý ở phổ thông

Tổ chức hoạt động nhận thức cho học
sinh trong giảng dạy vật lý ở phổ thông
Biên tập bởi:
Nguyễn Xuân Thành
Tổ chức hoạt động nhận thức cho học
sinh trong giảng dạy vật lý ở phổ thông
Biên tập bởi:
Nguyễn Xuân Thành
Các tác giả:
Nguyễn Xuân Thành
phamxuanque
PGS.T.S Nguyễn Ngọc Hưng
Phiên bản trực tuyến:
/>MỤC LỤC
1. Quan điểm hiện đại của dạy học vật lý
2. Cơ sở khoa học của việc tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật
lí
3. Các pha của tiến trình dạy học giải quyết vấn đề
4. Thiết kế tiến trình dạy học bài: chuyển động thẳng biến đổi đều gia tốc
5. Thiết kế tiến trình dạy học bài: đường đi trong chuyển động biến đổi đều
6. Thiết kế tiến trình dạy học bài: chuyển động ném ngang, ném xiên
7. Thiết kế tiến trình dạy học bài: dao động điều hòa. con lắc lò xo
8. Thiết kế tiến trình dạy học bài: định luật bảo toàn động lượng
9. Tài liệu tham khảo Giáo trình tổ chức hoạt động nhân thức
Tham gia đóng góp
1/59
Quan điểm hiện đại của dạy học vật lý
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY
HỌC VẬT LÍ
Mục tiêu giáo dục trong thời đại mới
Mục tiêu giáo dục trong thời đại mới là không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ những kiến

thức, kỹ năng có sẵn cho học sinh mà điều đặc biệt quan trọng là phải bồi dưỡng cho
họ năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, để từ đó có thể sáng tạo ra những tri
thức mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn đề mới, góp phần làm giàu thêm nền
kiến thức của nhân loại. Vì vậy việc dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng cần
phải đổi mới mạnh mẽ về nội dung và phương pháp, nhất là đổi mới phương pháp dạy
và học sao cho vai trò tự chủ của học sinh trong hoạt động xây dựng kiến thức ngày một
nâng cao, để từ đó năng lực sáng tạo của họ được bộc lộ và ngày càng phát triển. Để đạt
được điều đó, trong quá trình dạy học ở trường phổ thông cần phải tổ chức sao cho học
sinh được tham gia vào quá trình hoạt động nhận thức phỏng theo hoạt động của các nhà
khoa học, qua đó ngoài việc có thể giúp học sinh trang bị kiến thức cho mình, đồng thời
còn cho họ được tập luyện hoạt động sáng tạo khoa học, rèn luyện năng lực giải quyết
vấn đề để sau này họ đáp ứng được những đòi hỏi cao trong thời kỳ mới.
Bản chất của quá trình dạy học hiện đại
Để đạt được mục tiêu giáo dục, chiến lược dạy học, phương pháp dạy học mới hiện nay
được xây dựng trên tinh thần dạy học giải quyết vấn đề thông qua việc tổ chức cho học
sinh hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức mà cơ sở của nó là hai lý thuyết phát triển
nhận thức của Jean Piaget (1896-1980) và Lép Vưgôtski (1896-1934). Việc học tập của
học sinh có bản chất hoạt động, thông qua hoạt động của bản thân mà chiếm lĩnh kiến
thức, hình thành và phát triển năng lực trí tuệ cũng như quan điểm đạo đức, thái độ. Như
vậy, dạy học là dạy hoạt động. Trong quá trình dạy học, học sinh là chủ thể nhận thức,
giáo viên có vai trò tổ chức, kiểm tra, định hướng hoạt động học tập của học sinh theo
một chiến lược hợp lý sao cho học sinh tự chủ chiếm lĩnh, xây dựng tri thức. Quá trình
dạy học các tri thức thuộc một môn khoa học cụ thể được hiểu là quá trình hoạt động
của giáo viên và của học sinh trong sự tương tác thống nhất biện chứng của ba thành
phần trong hệ dạy học bao gồm: Giáo viên, học sinh và tư liệu hoạt động dạy học.
Hoạt động dạy và hoạt động học
Hoạt động học của học sinh bao gồm các hành động với tư liệu dạy học, sự trao đổi,
tranh luận với nhau và sự trao đổi với giáo viên. Hành động học của học sinh với tư liệu
hoạt động dạy học là sự thích ứng của học sinh với tình huống học tập đồng thời là hành
2/59

động chiếm lĩnh, xây dựng tri thức cho bản thân mình. Sự trao đổi, tranh luận giữa học
sinh với nhau và giữa học sinh với giáo viên nhằm tranh thủ sự hỗ trợ xã hội từ phía giáo
viên và tập thể học sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức. Thông qua các hoạt động
của học sinh với tư liệu học tập và sự trao đổi đó mà giáo viên thu được những thông tin
liên hệ ngược cần thiết cho sự định hướng của giáo viên đối với học sinh.
Hoạt động của giáo viên bao gồm hành động với tư liệu dạy học và sự trao đổi,
định hướng trực tiếp với học sinh. Giáo viên là người tổ chức tư liệu hoạt động dạy học,
cung cấp tư liệu nhằm tạo tình huống cho hoạt động của học sinh. Dựa trên tư liệu hoạt
động dạy học, giáo viên có vai trò tổ chức, kiểm tra, định hướng hoạt động của học sinh
với tư liệu học tập và định hướng sự trao đổi, tranh luận của học sinh với nhau.
Tóm lại, theo quan điểm hiện đại thì dạy học là dạy giải quyết vấn đề, quá trình
dạy - học bao gồm "một hệ thống các hành động có mục đích của giáo viên tổ chức hoạt
động trí óc và tay chân của học sinh, đảm bảo cho học sinh chiếm lĩnh được nội dung
dạy học, đạt được mục tiêu xác định". Trong quá trình dạy học, giáo viên tổ chức định
hướng hành động chiếm lĩnh tri thức vật lý của học sinh phỏng theo tiến trình của chu
trình sáng tạo khoa học. Như vậy, chúng ta có thể hình dung diễn biến của hoạt động
dạy học như sau:
- Giáo viên tổ chức tình huống (giao nhiệm vụ cho học sinh): học sinh hăng hái
đảm nhận nhiệm vụ, gặp khó khăn, nảy sinh vấn đề cần tìm tòi giải quyết. Dưới sự chỉ
đạo của giáo viên, vấn đề được diễn đạt chính xác hóa, phù hợp với mục tiêu dạy học và
các nội dung cụ thể đã xác định.
- Học sinh tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra. Với sự theo dõi, định hướng,
giúp đỡ của giáo viên, hoạt động học của học sinh diễn ra theo một tiến trình hợp lí, phù
hợp với những đòi hỏi phương pháp luận.
- Giáo viên chỉ đạo sự trao đổi, tranh luận của học sinh, bổ sung, tổng kết, khái
quát hóa, thể chế hóa tri thức, kiểm tra kết quả học phù hợp với mục tiêu dạy học các
nội dung cụ thể đã xác định.
3/59
Cơ sở khoa học của việc tổ chức hoạt động
nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí

CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC
CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
Chu trình sáng tạo khoa học
Cơ sở lý thuyết của việc phát triển khả năng sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy
học là sự hiểu biết những quy luật của sự sáng tạo khoa học tự nhiên. Chúng ta đã biết
rằng nhiều nhà khoa học như A. Einstein, M. Planck, M. Born, V.G. Razumôpxki đều
có những lời phát biểu giống nhau về quá trình sáng tạo khoa học. Trên cơ sở những lời
phát biểu đó, có thể trình bày quá trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu trình gồm bốn
giai đoạn chính (Hình 1): Từ sự khái quát hoá những sự kiện khởi đầu đi đến xây dựng
mô hình trừu tượng của hiện tượng (đề xuất giả thuyết); từ mô hình suy ra các hệ quả
lôgíc; từ hệ quả đi đến thiết kế và tiến hành kiểm tra bằng thực nghiệm; nếu các sự kiện
thực nghiệm phù hợp với hệ quả dự đoán thì giả thuyết trở thành chân lý khoa học, một
định luật, một thuyết vật lý và kết thúc một chu trình. Những hệ quả như thế ngày một
nhiều, mở rộng phạm vi ứng dụng của các thuyết và định luật vật lý. Cho đến khi xuất
hiện những sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với các hệ quả rút ra từ lý thuyết
thì điều đó dẫn tới phải xem lại lý thuyết cũ, cần phải chỉnh lý lại hoặc phải thay đổi mô
hình giả thuyết, và như thế lại bắt đầu một chu trình mới, xây dựng những giả thuyết
mới, thiết kế những thiết bị mới để kiểm tra và như vậy mà kiến thức của nhân loại ngày
một phong phú thêm.
4/59
Tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề
Tương ứng với chu trình sáng tạo khoa học, đối với việc xây dựng một kiến thức vật lí
cụ thể thì tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề được mô tả như sau:"đề xuất vấn đề -
suy đoán giải pháp - khảo sát lí thuyết và / hoặc thực nghiệm - kiểm tra, vận dụng kết
quả".
- Đề xuất vấn đề: Từ cái đã biết và nhiệm vụ cần giải quyết nảy sinh nhu cầu về
một cái còn chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn, nhưng hi vọng có thể tìm
tòi, xây dựng được. Diễn đạt nhu cầu đó thành câu hỏi.
- Suy đoán giải pháp: Để giải quyết vấn đề đặt ra, suy đoán điểm xuất phát cho
phép đi tìm lời giải: chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần

tìm; hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra mà nhờ đó có thể khảo sát
thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm.
- Khảo sát lí thuyết và / hoặc thực nghiệm: Vận hành mô hình rút ra kết luận lô
gíc về cái cần tìm và / hoặc thiết kế phương án thực nghiệm, tiến hành thực nghiệm, thu
lượm các dữ liệu cần thiết và xen xét, rút ra kết luận về cái cần tìm.
- Kiểm tra, vận dụng kết quả: xem xét khả năng chấp nhận được của các kết quả
tìm được, trên cơ sở vận dụng chúng để giải thích / tiên đoán các sự kiện và xem xét sự
phù hợp của lí thuyết và thực nghiệm. Xem xét sự cách biệt giữa kết luận có được nhờ
suy luận lí thuyết với kết luận có được từ các dữ liệu thực nghiệm để quy nạp chấp nhận
kết quả tìm được khi có sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, hoặc để xét lại, bổ
sung, sửa đổi đối với thực nghiệm hoặc đối với sự xây dựng và vận hành mô hình xuất
phát khi chưa có sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, nhằm tiếp tục tìm tòi xây
dựng cái cần tìm.
Sơ đồ tiến trình hoạt động giải quyết vấn đề
Theo tác giả Phạm Hữu Tòng, có thể khái quát tiến trình khoa học giải quyết vấn đề khi
xây dựng, kiểm nghiệm hoặc ứng dụng thực tiễn một kiến thức cụ thể bởi sơ đồ hình 2.
5/59
6/59
Vai trò của tương tác xã hội trong tiến trình giải quyết vấn đề
Sự xây dựng tri thức khoa học như trên không phải là công việc chỉ của riêng một nhà
khoa học mà là một quá trình mang tính xã hội. Nhận thức của mỗi cá nhân, thành viên
xã hội, tiến triển trong sự tương tác xã hội và xung đột xã hội - nhận thức. Kết quả
nghiên cứu của mỗi cá nhân nhà khoa học có sự hỗ trợ của người khác. Kết quả đó được
thông báo và trải qua sự tranh luận, phản bác, bảo vệ trong cộng đồng các nhà khoa học.
Nhờ đó kết quả nghiên cứu được chỉnh lí, bổ sung, hoàn thiện và được cộng đồng khoa
học chấp nhận. Chính vì vậy, từ sơ đồ trên và có kể đến cả vai trò của tương tác xã hội
trong quá trình xây dựng tri thức, thì có thể minh họa tiến trình xây dựng và bảo vệ tri
thức khoa học bằng sơ đồ hình 3.
7/59
Sự khác biệt giữa nghiên cứu khoa học và dạy học

Trong quá trình dạy học, muốn thành công trong việc tổ chức hoạt động nhận thức của
học sinh phỏng theo hoạt động của các nhà khoa học, chúng ta cần phải xem xét kỹ sự
khác biệt giữa quá trình hoạt động của học sinh trong học tập và quá trình sáng tạo của
các nhà khoa học. Đó là sự khác biệt rất lớn giữa học sinh và các nhà khoa học về đặc
điểm tâm sinh lý cũng như điều kiện làm việc.
Về nội dung kiến thức: Nhà khoa học phải tìm ra cái mới, giải pháp mới mà trước
đó loài người chưa hề biết đến, còn học sinh thì tìm lại cho bản thân kiến thức đã biết
của nhân loại. Trong học tập, học sinh tự "khám phá lại" các kiến thức để tập làm cái
công việc khám phá đó trong hoạt động thực tiễn sau này.
8/59
Về thời gian: Nhà khoa học có thời gian dài để khám phá một kiến thức, còn học
sinh thì chỉ có thời gian rất ngắn trên lớp.
Về phương tiện: Nhà khoa học có các thiết bị thí nghiệm, máy móc hiện đại, còn
học sinh, trong điều kiện của trường phổ thông chỉ có những thiết bị đơn giản .
Chính vì sự khác biệt rất lớn đó cho nên trong dạy học, giáo viên phải từng bước
tập dượt cho học sinh vượt qua những khó khăn trong hoạt động giải quyết vấn đề. Để
đạt được mục tiêu đó, người giáo viên cần phải vận dụng được lý thuyết về "vùng phát
triển gần" của Vưgôtxki để tạo ra những điều kiện thuận lợi để học sinh tình nguyện
tham gia vào hoạt động nhận thức và thực hiện thành công nhiệm vụ được giao.
Về mặt tâm lý, cần phải tạo được mâu thuẫn nhận thức, gợi động cơ, hứng thú tìm
cái mới bằng cách xây dựng các tình huống có vấn đề, đồng thời tạo ra một môi trường
sư phạm thuận lợi để học sinh tin tưởng vào khả năng của mình trong việc giải quyết
nhiệm vụ được giao và tình nguyện tham gia vào hoạt động nhận thức.
Về nội dung và biện pháp hỗ trợ hoạt động nhận thức, giáo viên cần phải tạo mọi
điều kiện để học sinh có thể giải quyết thành công những nhiệm vụ được giao. Điều này
là hết sức quan trọng bởi vì sự thành công của họ trong việc giải quyết vấn đề học tập
có tác dụng rất lớn cho họ tự tin, hứng thú, mạnh dạn suy nghĩ để giải quyết các vấn đề
tiếp theo. Muốn vậy, trước hết cần phải lựa chọn một lôgíc bài học thích hợp, phân chia
bài học thành những nhiệm vụ nhận thức cụ thể phù hợp với năng lực của học sinh sao
cho họ có thể tự lực giải quyết được với cố gắng vừa phải. Bên cạnh đó, cần phải từng

bước rèn luyện cho học sinh thực hiện một số kỹ năng cơ bản bao gồm các thao tác chân
tay và các thao tác tư duy, giúp cho học sinh có khả năng quan sát, sử dụng các phương
tiện học tập Cuối cùng là phải cho học sinh làm quen với các phương pháp nhận thức
vật lý phổ biến như phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tự, phương pháp mô
hình
9/59
Các pha của tiến trình dạy học giải quyết
vấn đề
CÁC PHA CỦA TIẾN TRÌNH DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Để phát huy đầy đủ vai trò tự chủ của học sinh trong hoạt động cá nhân và thảo luận tập
thể nhằm giải quyết vấn đề cũng như vai trò của giáo viên trong việc tổ chức, kiểm tra,
định hướng các hoạt động đó thì với mỗi nhiệm vụ nhận thức cần phải được thực hiện
theo các pha như sau:
Pha "Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hoá tri thức, phát biểu vấn đề"
- Pha thứ nhất: "Chuyển giao nhiệm vụ, bất ổn hoá tri thức, phát biểu vấn đề". Trong
pha này, giáo viên giao cho học sinh một nhiệm vụ có tiềm ẩn vấn đề. Dưới sự hướng
dẫn của giáo viên, học sinh quan tâm đến nhiệm vụ đặt ra, sẵn sàng nhận và tự nguyện
thực hiện nhiệm vụ. Trong quá trình giải quyết nhiệm vụ đó, quan niệm và giải pháp ban
đầu của học sinh được thử thách và học sinh ý thức được khó khăn. Lúc này vấn đề đối
với học sinh xuất hiện, dưới sự hướng dẫn của giáo viên vấn đề đó được chính thức diễn
đạt.
Pha "Học sinh hành động độc lập, tự chủ, trao đổi, tìm tòi giải quyết vấn đề"
- Pha thứ hai: "Học sinh hành động độc lập, tự chủ, trao đổi, tìm tòi giải quyết vấn đề".
Sau khi đã phát biểu vấn đề, học sinh độc lập hoạt động, xoay trở để vượt qua khó khăn.
Trong quá trình đó, khi cần phải có sự định hướng của giáo viên. Trong quá trình tìm
tòi giải quyết vấn đề, học sinh diễn đạt, trao đổi với người khác trong nhóm về cách giải
quyết vấn đề của mình và kết quả thu được, qua đó có thể chỉnh lý, hoàn thiện tiếp. Dưới
sự hướng dẫn của giáo viên, hành động của học sinh được định hướng phù hợp với tiến
trình nhận thức khoa học và thông qua các tình huống thứ cấp khi cần. Qua quá trình
dạy học, cùng với sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, các tình huống

thứ cấp sẽ giảm dần. Sự định hướng của giáo viên chuyển dần từ định hướng khái quát
chương trình hoá (theo các bước tuỳ theo trình độ của học sinh) tiệm cận dần đến định
hướng tìm tòi sáng tạo, nghĩa là giáo viên chỉ đưa ra cho học sinh những gợi ý sao cho
học sinh có thể tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng những kiến thức và cách thức hoạt
động thích hợp để giải quyết nhiệm vụ mà họ đảm nhận. Nghĩa là dần dần bồi dưỡng
cho học sinh khả năng tự xác định hành động thích hợp trong những tình huống không
phải là quen thuộc đối với họ. Để có thể thực hiện tốt vai trò định hướng của mình trong
quá trình dạy học, giáo viên cần phải nắm vững quy luật chung của quá trình nhận thức
khoa học, lô gíc hình thành các kiến thức vật lý, những hành động thường gặp trong
quá trình nhận thức vật lý, những phương pháp nhận thức vật lý phổ biến để hoạch định
10/59
những hành động, thao tác cần thiết của học sinh trong quá trình chiếm lĩnh một kiến
thức hay một kỹ năng xác định.
Pha "Tranh luận, thể chế hoá, vận dụng tri thức mới"
- Pha thứ ba: "Tranh luận, thể chế hoá, vận dụng tri thức mới". Trong pha này, dưới
sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh tranh luận, bảo vệ cái xây dựng được. Giáo viên
chính xác hoá, bổ sung, thể chế hóa tri thức mới. Học sinh chính thức ghi nhận tri thức
mới và vận dụng.
Sơ đồ tiến trình dạy học giải quyết vấn đề
11/59
Tổ chức dạy học theo tiến trình trên, giáo viên đã tạo điều kiện thuận lợi để học sinh
phát huy sự tự chủ hành động xây dựng kiến thức đồng thời cũng phát huy được vai trò
tương tác của tập thể học sinh đối với quá trình nhận thức của mỗi cá nhân học sinh.
Tham gia vào quá trình giải quyết vấn đề như vậy, hoạt động của học sinh đã được định
hướng phỏng theo tiến trình xây dựng kiến thức trong nghiên cứu khoa học. Như vậy
kiến thức của học sinh được xây dựng một cách hệ thống và vững chắc, năng lực sáng
tạo của học sinh từng bước được phát triển.
12/59
Thiết kế tiến trình dạy học bài: chuyển động
thẳng biến đổi đều gia tốc

THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG
BIẾN ĐỔI ĐỀU. GIA TỐC
Lập sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức của bài học.
13/59
Lựa chọn dụng cụ thí nghiệm để hỗ trợ hoạt động của học sinh trong dạy học
Để có thể tổ chức cho học sinh hoạt động nhận thức theo tiến trình xây dựng kiến
thức trong sơ đồ trên, phương tiện thí nghiệm phải giúp cho học sinh có thể xác định
được vận tốc của các vật theo thời gian. Với các dụng cụ thí nghiệm như bộ cần rung
điện, bộ dùng tia lửa điện hay đồng hồ thời gian thì việc xác định nhiều giá trị vận tốc
trong quá trình chuyển động của vật đòi hỏi phải tốn nhiều thời gian đo đạc, tính toán
nên không thể thực hiện trong một tiết học. Hơn nữa với việc sử dụng đồng hồ đo thời
gian thì việc xác định nhiều vận tốc tức thời trong một chuyển động lại phải thông qua
nhiều chuyển động được coi là giống nhau. Như vậy, việc xác định vận tốc của đồng
thời hai vật chuyển động để có thể so sánh chúng với nhau càng khó khăn hơn gấp bội.
Để giải quyết vấn đề đó, chúng ta sử dụng phần mềm phân tích video xác định được tọa
độ của các vật chuyển động tại mỗi thời điểm, sau đó máy tính sẽ giúp học sinh trong
việc tính toán vận tốc tức thời và cho các bảng số liệu v-t và vẽ các đồ thị v-t. Căn cứ
vào đó học sinh có thể đưa ra nhận xét về sự biến đổi của vận tốc theo thời gian cũng
như so sánh sự biến đổi vận tốc của hai chuyển động mà đưa ra khái niệm gia tốc.
Theo định nghĩa vận tốc trung bình, vận tốc tức thời, chúng ta có thể tính gần
đúng vận tốc của vật chuyển động tại mỗi thời điểm bằng cách tính vận tốc trung bình
trên quãng đường rất ngắn giữa hai điểm lân cận.
14/59
Ví dụ một vật chuyển động có các vị trí sau những khoảng thời gian bằng nhau
Δ t rất nhỏ là A, B, C, D thì vận tốc tức thời của chuyển động đó tại các điểm B, C có
thể được tính gần đúng theo công thức: V
B
= AC/2Δ t = (x
C
- x

A
)/2Δ t; V
C
= BD/2Δ t =
(x
D
- x
B
)/2Δ t
Trình bày kết quả thí nghiệm cần đạt được trong bài học.
Bảng tọa độ - thời gian và vận tốc - thời gian của hai xe trên đệm khí
15/59
Phân tích tiến trình dạy học
Để chuyển giao nhiệm vụ cho học sinh, phát biểu vấn đề, giáo viên bắt đầu từ việc
đưa ra một số ví dụ về chuyển động của các vật trong tự nhiên và yêu cầu học sinh so
sánh chuyển động của hai vật cùng chuyển động trên hai đệm khí đặt song song với
nhau. Bằng trực giác và kinh nghiệm của mình, học sinh trước hết có thể nhận thấy rằng
các chuyển động khác nhau là ở vận tốc và sự biến đổi vận tốc của chúng. Từ đó xuất
hiện nhu cầu tìm xem trong mỗi chuyển động biến đổi có thuộc tính gì đặc trưng cho sự
biến đổi vận tốc.
Nhằm giúp học sinh xác định điều kiện phải sử dụng để tìm hiểu về chuyển động,
giáo viên gợi ý học sinh tìm phương án thí nghiệm nghiên cứu sự biến đổi của vận tốc
theo thời gian. Học sinh đưa ra rằng thí nghiệm cần phải xác định được vận tốc của vật
chuyển động tại mỗi thời điểm và có thể sử dụng các bộ thí nghiệm mà học sinh đã
biết khi học chương trước như bộ thí nghiệm dùng cần rung điện hay dùng đồng hồ thời
gian Việc tiến hành thí nghiệm với các bộ thí nghiệm này gặp khó khăn và cần nhiều
thời gian, hơn nữa do đã được làm quen với phần mềm phân tích video khi khảo sát
chuyển động thẳng đều nên học sinh cũng có thể nhanh chóng lựa chọn và sử dụng phần
mềm phân tích video để khảo sát các chuyển động biến đổi. Giáo viên giao cho học sinh
16/59

sử dụng phần mềm để phân tích đồng thời hai vật chuyển động tăng tốc trong cùng một
tệp phim nhằm so sánh chúng với nhau.
Học sinh hoạt động theo nhóm với phần mềm phân tích video, trong quá trình thao
tác với phần mềm, học sinh phải lần lượt trả lời các câu hỏi trắc nghiệm do phần mềm
đưa ra về dạng chuyển động, sự biến đổi của vận tốc Ngoài việc tránh không để học
sinh chỉ biết kích chuột vào các núm chức năng khi sử dụng phần mềm thì những câu
hỏi này cũng góp phần rèn luyện cho học sinh phương pháp tư duy khoa học khi nghiên
cứu bằng thực nghiệm. Kết quả hoạt động với phần mềm phân tích video, học sinh sẽ
thu được đồng thời hai đồ thị vận tốc là những đường thẳng đi lên. So sánh hai chuyển
động này, học sinh thấy được sự giống nhau của chúng là vận tốc tăng tỉ lệ thuận với
thời gian. Điểm khác nhau là một vật có vận tốc tăng nhanh hơn vật kia. Chính vì sự
khác nhau này dẫn đến việc cần phải tìm đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi vận tốc
của chuyển động, đó là độ biến thiên vận tốc trong một đơn vị thời gian. Từ đồ thị vận
tốc tà đường thẳng đi lên, học sinh viết được công thức v
t
= v
0
+ at và suy ra a = (v
t
-
v
0
)/Δ t chính là độ tăng vận tốc trong một đơn vị thời gian. So sánh hai đồ thị trên màn
hình, chuyển động nào có đồ thị dốc hơn thì có a lớn hơn và vận tốc tăng nhanh hơn.
Trong phần báo cáo kết quả và thảo luận, nếu học sinh mới chỉ dừng lại ở nhận
xét rằng hai chuyển động giống nhau ở chỗ đều có vận tốc tăng tỉ lệ thuận với thời gian
còn khác nhau ở chỗ vật nọ tăng tốc nhanh hơn vật kia thì giáo viên sẽ tiếp tục đưa ra
yêu cầu để học sinh đi tìm đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên vận tốc của chúng như
trên. Cuối cùng, giáo viên thông báo với học sinh rằng chuyển động của các vật như trên
gọi là chuyển động nhanh dần đều. Ngược lại, những chuyển động có vận tốc giảm tỉ lệ

nghịch với thời gian được gọi là chuyển động chậm dần đều. Cả hai loại chuyển động
được gọi chung là chuyển động biến đổi đều. Đại lượng a mà các em vừa tìm được gọi
là gia tốc của chuyển động. Do vận tốc là đại lượng véc tơ nên trong trường hợp tổng
quát, gia tốc là đại lượng véc tơ đặc trưng cho sự biến đổi của vận tốc cả về hướng và độ
lớn. Sau phần thông báo đó, giáo viên yêu cầu học sinh tự phát biểu định nghĩa chuyển
động biến đổi đều, định nghĩa và đơn vị của gia tốc.
Hoạt động của giáo viên và học sinh
{Đề xuất vấn đề}
GV: Chuyển động của các vật trong tự nhiên nói chung đều là những chuyển động có
vận tốc biến đổi theo thời gian. Quan sát chuyển động của các vật, em có nhận xét gì về
vận tốc của chúng?
HS: Vận tốc của các vật khác nhau, sự biến đổi của vận tốc cũng khác nhau.
GV: Làm thế nào để có thể so sánh một cách định lượng sự biến đổi vận tốc của các vật?
17/59
HS: Cần phải tìm hiểu xem sự biến đổi vận tốc của một chuyển động có những đặc điểm
gì phân biệt với chuyển động khác.
{Xác định điều kiện cần sử dụng để giải quyết vấn đề}
GV: Đồng ý. Để tìm hiểu sự biến đổi vận tốc của một chuyển động theo thời gian thì
chúng ta cần phải tiến hành thí nghiệm như thế nào?
HS: Do không có dụng cụ đo trực tiếp vận tốc tức thời của chuyển động nên chúng ta
phải dựa vào biểu thức định nghĩa v = Δ s/Δ t. Vậy phải xác định được tọa độ của vật
theo thời gian rồi suy ra vận tốc. Có thể sử dụng phương pháp dùng đồng hồ cần rung
hoặc phần mềm phân tích video.
GV: Đồng ý. Dùng đồng hồ cần rung, chúng ta có thể xác định được vị trí của vật sau
những khoảng thời gian bằng nhau. Khoảng cách giữa hai chấm liên tiếp chính là quãng
đường vật đi được trong thời gian đó. Vận tốc tức thời tại thời điểm đó gần đúng bằng
Δ s/Δ t. Tuy nhiên, với bộ thí nghiệm dùng cần rung điện thì việc khảo sát đồng thời hai
chuyển động và so sánh sự biến đổi vận tốc của chúng gặp nhiều khó khăn. Chúng ta
có thể sử dụng phần mềm phân tích video để thực hiện việc đó dễ dàng và nhanh chóng
hơn. Hãy sử dụng phần mềm để khảo sát các chuyển động đã cho trong tệp phim "Hai

vật chuyển động" và nhận xét về sự biến đổi vận tốc của chúng.
{Học sinh hoạt động tìm tòi giải quyết vấn đề}
HS: Vận tốc của các vật đều tăng tỷ lệ thuận theo thời gian vì có đồ thị v-t là đường
thẳng đi lên. (Hình 11)
GV: Như vậy, hai chuyển động này khác nhau ở điểm nào? Có thể dùng thuộc tính nào
để phân biệt chúng?
HS: Hai chuyển động khác nhau ở chỗ chúng có tốc độ tăng vận tốc khác nhau. Để phân
biệt hai chuyển động, chúng ta cần phải so sánh độ tăng vận tốc của chúng trong một
đơn vị thời gian.
Với vật 1: v
1
= a
1
t + b
1
a
1
= (v
1
- b
1
)/t
Với vật 2: v
2
= a
2
t + b
2
a
2

= (v
2
- b
2
)/t
Vì vật 2 tăng tốc nhanh hơn nên a
2
> a
1
{Thể chế hóa tri thức}
GV: Đồng ý. Đại lượng đó đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc,
gọi là gia tốc. Chuyển động có vận tốc tăng tỷ lệ thuận với thời gian được gọi là chuyển
18/59
động nhanh dần đều. Ngược lại, những chuyển động có vận tốc giảm tỷ lệ nghịch với
thời gian gọi là chuyển động chậm dần đều. Hai loại chuyển động này được gọi chung
là chuyển động biến đổi đều.
Công thức tính gia tốc tìm được ở trên là gia tốc của chuyển động biến đổi đều. Trong
các công thức đó, b chính là vận tốc ở thời điểm t = 0. Do vận tốc là đại lượng véc tơ
nên gia tốc cũng là đại lượng véc tơ.
19/59
Thiết kế tiến trình dạy học bài: đường đi
trong chuyển động biến đổi đều
THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI: ĐƯỜNG ĐI TRONG CHUYỂN
ĐỘNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức
20/59
21/59
Lựa chọn dụng cụ thí nghiệm để hỗ trợ hoạt động của học sinh trong dạy học
Theo lô gíc hình thành kiến thức như trong sơ đồ trên thì trong thí nghiệm cần phải
xác định được tọa độ của vật chuyển động theo thời gian, vẽ được đồ thị tọa độ và chứng

tỏ được đồ thị đó có dạng là một parabol. Để xác định tọa độ của vật tại mỗi thời điểm
sau những khoảng thời gian bằng nhau ta có thể thực hiện được bằng phương pháp dùng
đồng hồ cần rung điện hay dùng tia lửa điện. Tuy nhiên, từ kết quả thí nghiệm thu được
trên băng giấy, để có được bảng số liệu và đồ thị thì cần rất nhiều thời gian để đo và vẽ
nên không thể hoàn thành trong một tiết học. Chính vì lý do này mà chúng có thể dùng
phần mềm phân tích video để học sinh sử dụng trong giờ học. Nhờ sự trợ giúp của máy
tính mà việc xác định tọa độ của vật và vẽ các đồ thị được thực hiện nhanh chóng, dành
thời gian cho các thao tác trí tuệ của học sinh. Học sinh sẽ sử dụng các bộ thí nghiệm
thực trong các buổi làm thí nghiệm thực hành.
Kết quả thí nghiệm:
22/59
Phân tích tiến trình dạy học
Trong pha chuyển giao nhiệm vụ cho học sinh, giáo viên đặt ra cho học sinh bài
toán cần xác định vị trí tại thời điểm t của một vật chuyển động nhanh dần đều với vận
tốc ban đầu v
0
, gia tốc a. Với bài toán này, học sinh thấy rằng cần phải tìm hiểu xem
quãng đường mà vật chuyển động nhanh dần đều đi được phụ thuộc như thế nào vào
thời gian chuyển động. Học sinh phát biểu được vấn đề cần nghiên cứu là tìm công thức
tính đường đi trong chuyển động nhanh dần đều.
Để xây dựng được công thức đường đi trong chuyển động biến đổi đều, học sinh
cần phải nắm được cách biểu diễn đường đi trong chuyển động thẳng đều để từ đó suy
luận tương tự và đưa ra cách biểu diễn đường đi trên đồ thị vận tốc. Vì vậy, trước hết
giáo viên phải yêu cầu học sinh nhắc lại công thức tính đường đi trong chuyển động
thẳng đều, vẽ đồ thị vận tốc - thời gian trên hệ trục tọa độ v-t và cho học sinh thấy rằng
có thể biểu diễn đường đi bằng diện tích của hình chữ nhật giới hạn bởi đồ thị vận tốc
và các trục tọa độ. Sau khi học sinh đã nắm được cách biểu diễn đường đi như trên, giáo
viên gợi ý học sinh suy luận tương tự để đưa ra cách biểu diễn đường đi trong chuyển
động nhanh dần đều trên đồ thị vận tốc.
23/59