Xây dựng và hướng dẫn giải bài tập chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Mathematica

116 444 0
  • Loading ...
1/116 trang
Tải xuống

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 08/07/2015, 11:47

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ HOÀNG MƠ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ”- VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM MATHEMATICA LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ HOÀNG MƠ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” - VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM MATHEMATICA LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ) Mã số: 60 14 01 11 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Tôn Tích Ái HÀ NỘI – 2014 i LỜI CẢM ƠN Luận văn này là kết quả của quá trình học tập và nghiên cứu của tôi tại Đại học Giáo dục – ĐHQG Hà Nội. Với tình cảm chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các Thầy, các Cô trong trường Đại học Giáo dục – ĐHQG Hà Nội đã quan tâm, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài này. Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo GS.TS TônTích Ái. Mặc dù bận rất nhiều công việc, thầy vẫn luôn quan tâm, khích lệ, để em có cách làm việc khoa học , hiệu quả hơn và hoàn thành luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong tổ vật lí trường THPT Lý Tử Tấn, cảm ơn các bạn học viên thạc sĩ Lý luận và phương pháp dạy học Vật lý, các em học sinh, người thân trong gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện thuận lợi, động viên tôi thực hiện đề tài này. Đặc biệt, em gửi tình cảm và lời cám ơn đến anh Vương Minh đã luôn ở bên động viên hai mẹ con hoàn thành luận văn. Cuối cùng, dù rất tâm huyết và hết sức cố gắng xong bản luận văn chắc chắn còn rất nhiều thiếu sót. Kính mong được sự chỉ dẫn của các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 năm 2014 Học Viên Nguyễn Thị Hoàng Mơ ii DANH MỤC VIẾT TẮT ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm THPT Trung học phổ thông CNTT Công nghệ thông tin BTVL Bài tập Vật lí THPT Trung học phổ thông TBDH Thiết bi dạy học PTDH Phương tiện dạy học iii MỤC LỤC Lời cảm ơn ……… ……………….…………………………………………. i Danh mục viết tắt…… ………….…………………………………………… ii Mục lục…………… ……… ………………………………………………. iii Danh mục các bảng…… …………………………………………………… vi Danh mục các hình … ………………………………………………… vii MỞ ĐẦU 1 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 4 1.1. Quan điểm hiện đại về dạy học 4 1.1.1. Bản chất của quá trình dạy học 4 1.1.2. Các nhiệm vụ của quá trình dạy học 4 1.1.3. Phương pháp dạy học 5 1.2. Cơ sở lí luận về dạy giải bài tập vật lý phổ thông 6 1.2.1. Khái niệm về bài tập vật lý 6 1.2.2. Tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý 7 1.2.3. Phân loại bài tập vật lí 8 1.2.4. Lựa chọn bài tập vật lí 12 1.2.5. Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí 13 1.2.6. Những yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lí 16 1.3. Vai trò, ý nghĩa của Công nghệ thông tin trong dạy học 17 1.3.1. Dạy và học theo quan điểm CNTT 17 1.3.2. CNTT với vai trò PTDH, TBDH 18 1.4. Vài nét chính về Mathematica 18 1.4.1. Mathematica là hệ thống thực hiện các phép tính 18 1.4.2. Vẽ đồ thị 19 1.4.3. Mathematica là ngôn ngữ lập trình 20 1.4.4. Mathematica là hệ thống biểu diễn kiến thức toán học 21 1.4.5. Mathematica là môi trường tính toán 21 1.4.6. Các lệnh trong Mathematica 22 1.4.7. Các lệnh cơ bản của Mathematica trong tính toán bằng số 22 iv 1.4.8. Đồ họa trong Mathematica 25 Kết luận chương 1 33 Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VỚI HỆ THỐNG BÀI TẬP CÓ SỬ DỤNG PHẦN MỀM MATHEMATICA VÀO CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” SGK VẬT LÍ 10 THPT. 34 2.1. Phân tích nội dung khoa học kiến thức chương “ Các định luật bảo toàn” lớp 10 THPT 34 2.1.1. Động lượng 34 2.1.2. Công và công suất 36 2.1.3. Động năng 37 2.1.4. Trường lực thế 39 2.1.5. Thế năng 40 2.1.6. Định luật bảo toàn cơ năng trong trường lực thế 40 2.2. Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình vật lý 10 41 2.2.1. Vị trí chương “Các định luật bảo toàn trong chương trình vật lý phổ thông 41 2.2.2. Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình vật lý 10 cơ bản 42 2.2.3. Nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 44 2.3. Mục tiêu dạy học chương “ Các định luật bảo toàn” 48 2.3.1. Mục tiêu về kiến thức và trình độ nhận thức 48 2.3.2. Kỹ năng của học sinh khi học chương “Các định luật bảo toàn” 52 2.4. Phân loại bài tập vật lý chương “Các định luật bảo toàn” 53 2.5. Xây dựng hệ thống bài tập chương “ Các định luật bảo toàn” 54 2.5.1. Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập 54 2.5.2. Hệ thống bài tập chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 55 2.6. Dự kiến sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 62 2.7. Lựa chọn một số bài tập chương “Các định luật bảo toàn” có sử dụng phần mềm Mathematica. 62 v 2.8. Giáo viên sử dụng phần mềm Mathematica để hướng dẫn học sinh giải bài tập chương “ Các định luật bảo toàn” 63 2.8.1. Phương pháp chung 63 2.8.2 .Hướng dẫn học sinh 63 Kết luận chương 2 82 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83 3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm 83 3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm 83 3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 83 3.4. Thời điểm thực nghiệm sư phạm 84 3.5. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm 84 3.5.1. Tiêu chí để đánh giá 84 3.5.2. Diễn biến thực nghiệm sư phạm 84 3.5.3. Sơ bộ đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo 85 3.5.4. Kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh 86 Kết luận chương 3 91 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 PHỤ LỤC 96 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 : Kết quả bài kiểm tra 30 phút 87 Bảng 3.2: Các thông số đặc trưng đã được xử lý sau khi tiến hành TNSP của nhóm TN và nhóm ĐC 88 Bảng 3.3: Giá trị các tham số trung bình cộng ( X ), phương sai (S 2 ), độ lệch chuẩn (S), hệ số biến thiên (V) 88 Bảng 3.4: Bảng phân phối tần suất (W i ) 88 Bảng 3.5: Bảng phân phối tần số tích lũy ( i  ) 89 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ mô tả đặc điểm của phương pháp dạy học 4 Hình 1.2. Sơ đồ phân loại bài tập vật lí 9 Hình 1.3: Đồ thị hàm Cos(xy) dưới dạng 3D 20 Hình 1.4: Đồ thị hàm 1+sin(2t) trong hệ tọa độ cực. 20 Hình 1.5: Đồ thị hàm số f(x)= 4x^3+6x^2-9x+2 25 Hình 1.6: Đồ thị hàm f(x), g(x), h(x) 27 Hình 1.7 : Đồ thị hàm y(x) với x= sint ; y=sin2t 28 Hình 1.8. Đồ thị hàm hai biến ba chiều f(x,y) = x 2 /4 +y 2 /16 trên đoạn [-5,5]. 28 Hình 1.9 : Đồ thị tham số : x=cost, y=sint, z=t/5 trong khoảng biến thiên của t từ : 0, 8Pi 29 Hình 1.10 : Đồ thị tham số x=tcos2t, y=tsin2t, z=t/5 trong khoảng biến thiên của t từ : 0, 8Pi 29 Hình 1.11: Đồ thị động sóng hình Sin 31 Hình 1.12: Đồ thị đường xoắn ốc động 31 Hình 2.1. Vectơ động lượng p⃗ 34 Hình 2.2. Hình vẽ hệ kín gồm 3 chất điểm 35 Hình 2.3. Chất điểm khối lượng m chịu tác dụng của một lực F  chuyển dời từ vị trí 1 sang vị trí 2 37 Hình 2.4. Chất điểm chuyển động từ vị trí M đến vị trí N bất kỳ 39 Hình 2.5. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” 45 Hình 2.6. Sơ đồ phân loại bài tập chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 53 Hình 2.7. Hình cho bài 14 58 Hình 2.8. Hình cho bài 15 58 Hình 2.9. Hình cho bài 16 59 Hình 2.10. Mô phỏng cho bài tập 1 65 Hình 2.11. Mô phỏng cho bài tập 2ª 67 Hình 2.12. Mô phỏng cho bài tập 2b 68 Hình 2.13. Mô phỏng cho bài tập 2c 69 Hình 2.14. Mô phỏng cho bài tập 8 71 Hình 2.15. Mô phỏng cho bài tập 15 74 viii Hình 2.16. Hình cho lời giải bài 16 74 Hình 2.17. Mô phỏng cho bài 16 75 Hình 2.18. Hình cho lời giải bài 17 76 Hình 2.19. Mô phỏng cho bài 17 78 Hình 2.20. Mô phỏng cho bài 20 81 Hình 3.1. Đồ thị đường phân bổ tần suất 89 Hình 3.2. Đồ thị đường phân bố tần suất tích lũy i  % 90 [...]... đánh giá hiệu quả của hệ thống bài tập đã xây dựng và việc đưa phần mềm toán học Mathematica vào giảng dạy 4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu Khách thể nghiên cứu là quá trình dạy và học môn Vật lí chương Các định luật bảo toàn Vật lí 10 của giáo viên và học sinh Đối tượng nghiên cứu là phần mềm Mathematica, ứng dụng vào giảng dạy bài tập chương Các định luật bảo toàn Vật lí 10 5 Phạm vi nghiên... như một phần bổ trợ cho việc giảng dạy bài tập vật lý phổ thông 1 Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi chọn đề tài: Xây dựng và hướng dẫn giải bài tập chương “ Các định luật bảo toàn Vật lý 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Mathematica 2 Mục đích nghiên cứu Vận dụng lý luận dạy học hiện đại về giảng dạy bài tập vật lý, soạn thảo hệ thống bài tập và tổ chức hoạt động dạy học với hệ thống bài tập có... hợp với thực tế Sau khi tìm được kết quả cần rút ra một số nhận xét về: - Giá trị thực của kết quả; - Phương pháp giải; - Khả năng mở rộng bài tập; - Khả năng ứng dụng của bài tập 1.2.5.2 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí a Những công việc cần làm để hướng dẫn học sinh giải một bài toán vật lí cụ thể - Giải bài toán đó theo phương pháp giải một bài tập vật lí một cách tỉ mỉ Tìm các cách giải bài. .. hệ thống bài tập, trong đó có một số bài tập có sử dụng phần mềm Mathematica để giải và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Các định luật bảo toàn vật lý 10 6 Giả thuyết khoa học 2 Nếu soạn thảo được một hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu dạy học và sử dụng phần mềm Mathematica để giải thì khi vận dụng hệ thống bài tập đó vào dạy học Vật lý sẽ giúp học sinh ôn tập củng cố kiến thức và bồi dưỡng... lượng và nội dung các bài tập nhằm giúp học sinh vượt qua những khó khăn chủ yếu, khắc phục những sai lầm phổ biến - Các bài tập đưa ra phải có tính hệ thống - Các bài tập phải đảm bảo tính vừa sức đối với học sinh đại trà, đồng thời có chú ý đến sự phân hóa học sinh 12 1.2.5 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí 1.2.5.1 Phương pháp giải bài tập vật lí Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập. .. loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải Bài tập định tính Bài tập định lượng Bài tập đồ thị Hình 1.2 Sơ đồ phân loại bài tập vật lí 9 Bài tập thí nghiệm Bài tập trắc nghiệm khách quan 1.2.3.1 Phân loại BTVL theo nội dung - Theo đề tài của tài liệu vật lý Bài tập vật lý đó được phân biệt thành các bài tập cơ học, điện học, nhiệt học, quang học… Các bài tập này thường xuất hiện ngay sau... đó (nếu có) - Xác định mục đích sử dụng bài toán này - Xác định những kiến thức áp dụng để giải bài toán - Phát hiện được những khó khăn mà học sinh có thể gặp khi giải bài toán - Soạn câu hỏi hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn b Các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí * Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn angôrit) Sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có thường được gọi là hướng dẫn angôrit Ở... trình giải bài tập - Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho Với định hướng khái quát đòi hỏi giáo viên phải phân tích cho được cơ sở định hướng hành động và các hành động cần thực hiện khi giải một bài tập vật lí, đồng thời phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh Người giáo viên không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn mà phải kết hợp việc định hướng với việc... trình các kiến thức Định luật bảo toàn và các tài liệu liên quan nhằm xác định được mức độ nội dung các kiến thức cơ bản và các kỹ năng học sinh cần nắm vững - Soạn thảo hệ thống bài tập, trong đó có một số bài tập có sử dụng phần mềm Mathematica để giải và sử dụng hệ thống bài tập này vào việc tổ chức hoạt động dạy học giải bài tập chương “ Các định luật bảo toàn - Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo... theo các mức độ nhận thức: nhận biết, hiểu, vận dụng - Giúp giáo viên các biện pháp để sử dụng phần mềm toán học Mathematica vào dạy học giải bài tập Vật Lý chương Các định luật bảo toàn thành công 9 Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn được trình bày trong ba chương: Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập và tổ . XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” - VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM MATHEMATICA LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG. HOÀNG MƠ XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN - VẬT LÍ 10 VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM MATHEMATICA LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ . những vấn đề trên, chúng tôi chọn đề tài: Xây dựng và hướng dẫn giải bài tập chương “ Các định luật bảo toàn Vật lý 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Mathematica . 2. Mục đích nghiên cứu Vận
- Xem thêm -

Xem thêm: Xây dựng và hướng dẫn giải bài tập chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Mathematica, Xây dựng và hướng dẫn giải bài tập chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Mathematica, Xây dựng và hướng dẫn giải bài tập chương Các định luật bảo toàn - Vật lí 10 với sự hỗ trợ của phần mềm Mathematica

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay