(Luận văn thạc sĩ) tổ chức dạy học phần động học chất điểm, vật lí 10 theo tiếp cận PISA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHAN THỊ BÍCH NGỌC

TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
VẬT LÍ 10 THEO TIẾP CẬN PISA

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI - 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHAN THỊ BÍCH NGỌC

TỔ CHỨC DẠY HỌC PHẦN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
VẬT LÍ 10 THEO TIẾP CẬN PISA

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ mơn Vật lí
Mã số: 60.14.01.11

Người hướng dẫn khoa học:
TS Phạm Kim Chung

HÀ NỘI - 2014

LỜI CẢM ƠN

Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn các thầy, cô giáo, các cán bộ ở Trường Đại
học Giáo Dục - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã quan tâm giúp đỡ tôi trong thời
gian học tập và thực hiện đề tài luận văn này.
Đặc biệt, em xin trân trọng cảm ơn TS. Phạm Kim Chung đã tận tình
hướng dẫn em thực hiện đề tài này.
Hà Nội, 2014.
Tác giả


NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
CSVC

Cơ sở vật chất

DH

Dạy học

DHVL

Dạy học vật lí

ĐHQGHN

Đại học Quốc gia Hà Nội

GD&ĐT

Giáo dục và Đào tạo

GDĐH

Giáo dục đại học

KHKT

Khoa học - kỹ thuật

TLGK

Tài liệu giáo khoa

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

THPT

Trung học phổ thông

PTDH

Phương tiện dạy học

SGK

Sách giáo khoa

SP

Sư phạm

VL

Vật lí


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài ..................................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................................ 2
3. Đối tượng, khách thể nghiên cứu ..................................................................................... 3
3.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................................... 3
3.2. Khách thể nghiên cứu ....................................................................................................... 3
4. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................................... 3
5. Giả thuyết khoa học .............................................................................................................. 3
6. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................................... 3
7. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................... 4
8. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài .......................................................................... 4
9. Những đóng góp mới của đề tài ....................................................................................... 5
10. Cấu trúc luận văn ................................................................................................................. 5
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI........................ 6
1.1. Tổng quan về chương trình PISA ................................................................................ 6
1.1.1 Giới thiệu chung về PISA............................................................................................. 6
1.2.3. Các lĩnh vực và mức độ đánh giá năng lực theo PISA ................................ 13
1.2.4. Đặc điểm câu hỏi lĩnh vực khoa học của PISA............................................... 17
1.2.5. Năng lực cần hình thành ở học sinh trong dạy học vật lí ở trường PT
theo tiếp cận PISA ......................................................................................................... 19

1.3.1. Quan điểm định hướng tổ chức dạy học vật lí ở trường phổ thông theo
tiếp cận PISA..................................................................................................................... 21
1.4. Thực trạng việc sử dụng bài tập vật lý theo hướng tiếp cận PiSa trong
dạy học vật lý ở trường THPT .................................................................................. 27
1.4.1 Mục đích điều tra ........................................................................................................... 27
1.4.2 Nội dung điều tra ........................................................................................................... 27


1.4.3. Đối tượng điều tra ........................................................................................................ 28
1.4.4. Phương pháp điều tra .................................................................................................. 28
1.4.5 Kết quả điều tra. ............................................................................................................ 28
1.5. Kết luận chương 1 ............................................................................................................ 30
CHƯƠNG 2 .TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ THEO TIẾP CẬN PISA,
PHẦN ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM - VẬT LÍ 10 ............................................. 31
2.1. Phân tích nội dung, Chuẩn kiến thức, kĩ năng và xây dựng các chủ đề
dạy học phần Động học chất điểm vật lí 10 ban cơ bản................................. 31
2.1.2. Xây dựng các chủ đề phần Động học chất điểm.............................................. 34
2.2 Xây dựng các tình huống theo hướng tiếp cận PI SA......................................... 37
2.2.1. Xây dựng khung năng lực chung ........................................................................... 37
2.2.1. Mục tiêu dạy học phần Động học chất điểm ..................................................... 40
2.2.3. Xây dựng ngữ cảnh để tổ chức tình huống dạy học phần Động học chất
điểm- vật lí 10 ................................................................................................................... 44
2.2.2. Tổ chức dạy học từng chủ đề cụ thể .................................................................... 47
2.2.2.1. Tổ chức dạy học chủ đề vị trí của vật trong chuyển động ....................... 47
2.2.2.2. Tổ chức dạy học chủ đề 2 - So sánh chuyển động các vật ....................... 54
2.2.2.4. Tổ chức dạy học chủ đề các chuyển động có tính quy luật ..................... 64
2.3. Kết luận chương 2 ............................................................................................................ 75
CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM................................................................... 76
3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ....................................................... 76
3.2. Đối tượng và phương thức thực nghiệm sư phạm............................................... 77

3.4. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm ................................................................ 79
3.4.1. Phân tích định tính kết quả thực nghiệm............................................................. 79
3.3.2. Phân tích bài kiểm tra ................................................................................................. 82
3.5. Hiệu quả của tiến trình dạy học đối với việc phát triển hứng thú, tích
cực, tự lực giải quyết vấn đề trong học tập của học sinh ............................... 86
3.6. Kết luận chương 3 ............................................................................................................ 88
xét, Cùng học sinh

+ Áp dụng cơng
thức cộng véctơ để tính độ
lớn vận tốc dịng hải lưu







Ta có : vtàu  v gió  v HL

bàn bạc và thống nhất giải pháp đúng
Vtàu2= vgió2 + 2.vgió.vHL..cos 450 + VHL2

- Từ tình huống trên, đưa ra cơng
thức cộng vận tốc
 Vận tốc dịng hải lưu
* Công thức cộng vận tốc




v13  v12  v 23

99


4. Hoat động: Thể chế kiến thức ( 5 phút)

Hoạt động của giáo viên
Điều khiển hoạt động

Hoạt động của học sinh

Trình bày bảng

- u cầu 1 HS nêu 4. Tính chất tương đối của chuyển động. cơng thức
tính chất tương đối
cộng vận tốc
của chuyển đông
- Yêu cầu HS lên
- Chuyển động của vật có tính chất tương đối: Quỹ
bảng viết công thức
cộng vận tốc tổng đạo chuyển động và vận tốc chuyển động của vật trong
quát
những hệ quy chiếu khác nhau là khác nhau






- Công thức cộng vận tốc v13  v12  v23

100

- Lắng nghe giáo viên
giảng bài
- Phát biểu ý kiến xây
dựng bài


5. Giải bài tập vận dụng (7 phút)
Hoạt động của giáo viên
Cá

Hướng dẫn hoạt động

Hoạt động của học sinh

Trình bày bảng

c bước
Vậ
n dụng

- Phát phiếu học tập cho
5. Câu hỏi pisa: Du
học sinh
- Yêu cầu các học sinh lịch Suối Yến – Chùa
- Làm việc cá nhân, giải quyết bài tập
làm việc cá nhân để Hương

giáo viên cho
giải bài tập
Câu hỏi 1:
Hướng dẫn:
+ Đọc và tóm tắt nội dung ngữ cảnh
- Đọc và tóm tắt những
+ Thuyền đi ngược
yêu cầu ngữ cảnh bài
dịng
tập đã cho
- Phân tích u cầu của
Vthuyền=15km/h
bài tập

của bài tập
+ Phân tích u cầu bài tốn đưa ra
Câu hỏi 1

Vnước= 5km/h
Tính

vận

Gọi thuyền là 1, Nước là 2, bờ là 3
tốc

thuyền do với bờ?

của

V13 là vận tốc tuyệt đối của thuyền so với
bờ
V12 là vận tốc tương đối của thuyền so

101


dòng nước; V23 là vận tốc của nước so với bờ

Câu hỏi 2:
- Thuyền đi xi dịng

Ap dụng cơng thức cộng vận tốc ta có:

- Vthuyền=15km/h




v13  v12  v 23

Vnước= 5km/h

Độ lớn: v13= v122+ 2.v12.v23. cos  + v232

Tính

vận

tốc

của

thuyền do với bờ? và thời

Với  là góc tạo bởi v12 và v23
0

Vì

 = 180  v13= v12  v 23

gian để thuyền về đến bờ. biết
khoảng cách là 15km

Câu hỏi 2:



v13  v12  v 23
0

 =0 nên v13= v12+v23 =20km/h

 t= S/v = 15/20=0,75h =45 phút

6. Hoạt động về nhà (3 phút)
- Giáo viên phát phiếu học tập cho học sinh (xem trong phụ lục)
- Dặn dò học sinh về nhà làm bài tập và chuẩn bị nhiệm vụ, tình huống học tập cho tiết sau.

102


PHỤ LỤC 2. ĐỀ KIỂM TRA THỰC NGHIỆM
ĐỀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG MƠN VẬT LÍ 10
Chương I. Động học chất điểm
Thời gian: 45 phút
Họ và tên: …………………………………………….Lớp:…………..
Phần I. Trắc nghiệm khách quan (Tổng:5điểm - 0,5 đ cho mỗi câu trả lời
đúng)
Câu I. 1. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Trái đất được coi là chất điểm khi chuyển động xung quanh Mặt trời
B. Trái bóng được coi là chất điểm khi lăn từ đầu đến cuối sân
C. Ô tô được coi là chất điểm khi chuyển động từ Hà Nội đến Hải Phịng
D. Mặt trăng khơng được coi là chất điểm khi chuyển động xung quanh Trái
Đất

Câu I.2. Phương trình chuyển động của một chất điểm chuyển động
thẳng đều có dạng: x=10- 2t (x tính bằng km, t tính bằng giờ), có thể mơ tả
chuyển động của chất điểm đó như sau:
A.
B.
C.
D.

Xuất phát từ gốc tọa độ, vận tốc bằng 2km/h
Xuất phát từ điểm có tọa độ 10km, vận tốc 2m/s
Xuất phát từ gốc tọa độ, vận tốc bằng -2km/h
Xuất phát từ điểm có tọa độ 10km, vận tốc bằng -2km/h
Câu I.3. Hai ô tô xuất phát từ 1 điểm, chuyển động cùng chiều với tốc

độ lần lượt là 20km/h và 30km/h. Xe thứ nhất xuất phát trước xe thứ hai nửa
giờ. Phương trình chuyển động của hai xe lần lượt là:
A. x1= 10+20t; x2=30t

B. x1=20t ; x2=15+ 30t

C. x1= 10 + 20t ; x2=30 (t - 0,5)

D. x1=20t ; x2=30(t+0,5)

Câu I.4. Trong chuyển động thẳng chậm dần đều, phát biểu nào sau
đây là đúng?
A. Véc tơ gia tốc cùng chiều với vec tơ vận tốc
B. Vec tơ gia tốc luôn cùng chiều chuyển động
C. Vectơ gia tốc luôn ngược chiều chuyển động
103


D. Gia tốc luôn âm

Câu I.5. Một chất điểm chuyển động thẳng nhanh dần đều với vận tốc
đầu bằng không. Trong giây thứ 5 vật đi được 36m. Gia tốc chuyển động của
vật là:
A. 4m/s2

B. 8m/s2

C. 9m/s2

D. 7,2 m/s2

Câu I.6. Thả một hòn đá từ độ cao h xuống đất hết thời gian 1s. Nếu
thả hịn đá đó từ độ cao 2h thì thời gian rơi hết là:
A. 2s

B. 2,5 s

C. 1,5 s

D. 2 s

Câu I.7. Phát biểu nào sau đây là sai?
Trong chuyển động tròn đều vectơ gia tốc hướng tâm
A.
B.
C.
D.

Có phương, chiều và độ lớn khơng đổi
Có phương ln thay đổi, độ lớn khơng đổi
Ln có chiều hướng vào tâm quỹ đạo trịn
Có điểm đặt trên vật
Câu I.8 hai xe ô tô chuyển động trên cùng một đường thảng ngược

chiều nhau. Vận tốc của các xe lần lượt là v1 và v2. Vận tốc của xe 1 đối với
xe 2 là:
A. v1- v2

B. v2-v1

C. v1+v2

D. không xác định

được
Câu I.9. Mặt trăng quay một vòng quanh trái đát hết 27 ngày đêm.
Xác định tốc độ góc của Mặt trăng
A. 2,7 rad/s
6

B. 2,7 .10-6 rad/s

C. 5,4 rad/s

D.

5,4.10-

rad/s
Câu I.10. Một máy bay có tốc độ 1000 km/h. Để bay đến thành phố

Hồ Chí Minh thì hết bao lâu. Biết khoảng cách giữa hai thành phố này là

104


2000Km
A. 1h
Câu

I.1

B. 2h
I.2

I.3

C. 10h
I.4

I.5

I.6

D. 20h
I.7

I.8

I.9

I.10

Đáp
án

Phần II. Tự luận (5 điểm)
Câu II.1 (2 điểm) Lúc 6 h sáng một ô tô xuất phát từ Hà Nội đi về Tuyên
Quang (xe A) với vận tốc 60km/h. Cùng lúc đó một ơ tơ khác xuất phát từ

Tuyên Quang đi về Hà Nội (xe B) với vận tốc 50km/h. Biết Hà Nội và
Tuyên Quang cách nhau 220km.
a. Lấy Hà Nội – Tuyên Quang làm trục tọa độ, Hà Nội làm gốc tọa độ,
chiều dương từ Hà Nội đến Tuyên Quang, gốc thời gian là lúc 6h. Hãy
lập phương trình chuyển động của mỗi xe.
b. Xác định vị trí và thời gian gặp nhau của hai xe.
CâuII. 2 (1,5 đ) Một vật rơi tự do, trong 4s cuối cùng vật rơi được 320m.
Tính:
a. Thời gian rơi

b. Vận tốc cuối cùng. Lấy g=10m/s2

Câu II.3 (1,5 đ) Hai bến sông A và B cách nhau 70km. Khi xi dịng
từ A đến B, ca nơ đến sớm hơn 48 phút sơ với khi ngược dòng từ B về A.
Vận tốc của canô khi nước yên lặng là V1=30km/h. Tính vận tốc V2 của
dịng nước.

105


ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM
ĐỀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG MÔN VẬT LÍ 10

Phần I Trắc nghiệm (0,5điểm cho mỗi câu trả lời đúng)

I.
Câu

I.1

I.2

I.3

I.4

I.5

I.6

I.7

I.8

I.9

I.10

Đáp

D

D

C

C

B

D

A

C

B

B

án

II.

Phần tự luận
C

Gợi ý giải

Điểm Chú ý

âu
Câu

-Đưa ra phương trình chuyển động

II.1

tổng quát x= x0+ v(t-t0)

(tổng

- Từ hệ quy chiếu đầu bào cho, xác

2điểm)

định các giá trị x0, v, t0 cho từng xe cụ
thể

0.25đ

0,25đ

+ Xe A : x0A=0; vA=60km/h; t0A=0
 phương trình chuyển động của xe

0,25đ

A:
x1= 60t (km)
0,25đ

+ xe B:
x0B=AB=220km; vB=-v2=- 50km/h

0,25đ

t0B=0
 phương trình chuyển động của xe

106


B:
x2= 220-50t (km)

0,25đ

b. Vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau

- Nếu học

- Khi hai xe gặp nhau x1=x2

sinh

60t= 220 -50t

0,25đ

Giải phương trình ta được nghiệm:

giải

bằng cách
vẽ đồ thị
và vẫn tìm

t= 2h

ra kết quả

Vậy hai xe gặp nhau sau 2h xuất phát

đúng

thì

tức là lúc 8h

vẫn

cho

+ Vị trí gặp nhau:

điểm tuyệt

0,25đ

đối

Thay t=2h vào phương trình x1
hoặc x2 ta tìm được x= 120km
Vậy hai xe gặp nhau tại vị trí các Hà
Nội 120km về phía Tuyên Quang

Câu II.2 - Chọn hệ quy chiếu đúng

0,25đ

+ chiều dương từ trên xuống
+ gốc tọa độ chỗ bắt đàu rơi
+ Gốc thời gian lúc bắt đầu rơi
- Quãng đường vật rơi

1
2

h= gt 2 ;

0,25

107


0,25

1
2

h= g t  42
0.25

- Theo bài ra: h-h’=320

0,5đ
Giải phương trình ta được t=10s
b. vận tốc cuối
vc=g.t= 100m/s

Câu II.3 - Vận tốc của ca nơ khi xi dịng:

0,25

v=v1+v2=30+v2 km/h
- Thời gian ca nơ xi dịng:
t

0.25

AB
70

v
30  v 2

- Vận tốc ca nơ khi ngược dịng
v '  v1  v 2  30  v 2

0.25

- Thời gian ca nô ngược dòng là:
t' 

AB
70
>t

'
30  v 2

v

0.25

Theo bài ra : t’- t= 48 phút = 0,8 giờ
Giải phương trình bậc hai ta được
nghiệm

0.5

v2= 5km/h

108


PHỤ LỤC 3 MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
Giáo viên đưa ra tình huống học tập để các nhóm thảo luận

Các nhóm thảo luận đề giải quyết tình huống mà giáo viên vừa
đưa ra

109


Các nhóm thảo luận giải quyết tình huống GV đưa ra

110


Thảo luận trong nhóm

Và hăng say trình bày sản phẩm của nhóm mình

111


112


113