CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC NỘI DUNG “DAO ĐỘNG” VÀ “SÓNG” – VẬT LÍ 11 (CTGDPT 2018) NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ CỦA HỌC SINH
2.4 Xây dựng kế hoạch bài dạy có sử dụng một số thí nghiệm đã xây dựng nhằm phát triển năng lực vật lí của học sinh
2.4.1. Kế hoạch bài dạy bài Sóng cơ và sự truyền của sóng cơ
TÊN BÀI DẠY: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ Môn học: CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ; lớp: 11
Thời gian thực hiện: (2 tiết)
I. Mục tiêu 1. Năng lực
1.1. Năng lực chung
- Năng lực tự chủ và tự học:
+ Tìm hiểu thông tin, đọc sách giáo khoa, quan sát tranh ảnh, video + Xác định được nhiệm vụ học tập dựa trên kết quả đã đạt được - Năng lực giao tiếp và hợp tác:
+ Xác định trách nhiệm và hoạt động của bản thân
+ Biết chủ động trong giao tiếp: tự tin, chủ động trong báo cáo, trình bày sản phẩm trước lớp.
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo:
+ Phát hiện và nêu tình hống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống 1.2. Năng lực Vật lí
+ [1.2]. Nêu được định nghĩa về sóng dọc và sóng ngang + [1.4]. Phân biệt được sóng dọc và sóng ngang.
+ [2.2] Đưa ra phán đoán được đặc điểm về phương của sóng dọc và sóng ngang.
+ [2.4] Thực hiện được thí nghiệm khảo sát đặc điểm về phương dao động và phương truyền sóng của sóng ngang và sóng dọc và rút ra kết luận.
2. Phẩm chất
Nhân ái: Hợp tác giữa các thành viên trong nhóm
Chăm chỉ: Kiên trì, tỉ mỉ, cẩn thận trong quá trình quan sát, thu thập và xử lí số liệu thí nghiệm, có ý chí vượt qua khó khăn khi thực hiện các nhiệm vụ học tập vận dụng, mở
74
rộng.
Trung thực: Khách quan, trung thực trong thu thập và xử lý số liệu, viết và nói đúng với kết quả thu thập.
II. Thiết bị dạy học và học liệu
Giáo viên Học sinh
Thiết bị 8 vòng lò xo trẻ em kích thước 9cm*8,7cm. - Điện thoại thông minh.
Học liệu Các công cụ đánh giá: Phiếu học tập, rubric đánh giá, các video thí nghiệm (minh họa sóng nước, sóng trên dây…), trò chơi.
SGK Bảng Bút, vở….
III. Tiến trình dạy học
1. Chuỗi các hoạt động dạy học và thời gian dự kiến
Gồm chuỗi các hoạt động: Xác định vấn đề học tập (khởi động), hình thành kiến thức, luyện tập, vận dụng.
Tên hoạt động cụ thể (thời gian)
Nội dung kiến thức
Phương pháp, kĩ thuật, hình thức tổ
chức (kể tên)
Phương án đánh giá (tên công cụ /kiểu
đánh giá) Hoạt động 1: Khởi
động (10 phút)
Tạo tình huống xuất phát
Vấn đáp, tìm tòi sáng tạo, tổng hợp
Thái độ tập trung của HS
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm
hiểu sự hình thành sóng, sóng dọc và sóng ngang
(30 phút)
Sự hình thành sóng, khái niệm sóng dọc và sóng ngang
Dạy học theo nhóm Chia lớp thành 8 nhóm thực hiện yêu cầu trong phiếu học tập
Sản phẩm học tập (trả lời trong các phiếu học tập)
Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về các đặc trưng của sóng hình sin
( 20 phút)
Khái niệm bước sóng, biên độ, chu kì, tần số sóng.
Vấn đáp, tìm tòi sáng tạo, tổng hợp
Câu trả lời của HS
Hoạt động 3: Luyện tập (20 phút)
Chơi trò chơi
“Hộp quà bí mật”
Dạy học theo nhóm Có 4 đội, mỗi đội là 1 tổ trả lời các câu hỏi
Câu trả lời của HS
75
trong trò chơi Hoạt động 4:
Vận dụng (10 phút)
Giải thích hiện tượng đặt ra ở đầu bài và vẽ sơ đồ tư duy.
Dạy học theo nhóm Chia lớp thành 8 nhóm thực hiện yêu cầu trong phiếu học tập
Sản phẩm học tập (Câu trả lời của HS, giấy A4)
2. Các hoạt động dạy học cụ thể
❖ Hoạt động 1: Khởi động (10 phút)
a. Mục tiêu hoạt động: Tạo hứng thú cho hs trong học tập.
b. Nội dung hoạt động: GV xây dựng tình huống cho HS.
c. Dự kiến sản phẩm: HS thảo luận trả lời câu hỏi tình huống.
d. Cách thức tổ chức:
Chuyển giao nhiệm vụ học tập
GV HS
- Cho HS xem video sóng nước, sóng thần…
https://www.youtube.com/watch?v=Cxr-Ty4eTMc [22] (0:00-1:25)
- Đưa ra gợi ý: Đây là những hình ảnh dao động của sóng. Sóng cơ, sóng biển, sóng thần khác nhau như thế nào? Chúng có đặc điểm gì? Cả lớp cùng đi vào bài học hôm nay để tìm hiểu.
HS chú ý xem video và lắng nghe gợi ý của GV.
e. Dự kiến cách thức đánh giá: GV hỏi – đáp và quan sát quá trình hoạt động cá nhân của HS.
❖ Hoạt động 2: Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1: Tìm hiểu sự hình thành sóng, sóng dọc và sóng ngang (30 phút) a. Mục tiêu hoạt động:
- HS mô tả được sự hình thành sóng.
- Nêu được khái niệm và đặc điểm của sóng dọc và sóng ngang.
b. Nội dung hoạt động:
- Hoạt động cá nhân, nhóm: Nghiên cứu tài liệu
- Hoạt động cả lớp: Tìm hiểu sự hình thành sóng, sóng dọc và sóng ngang.
c. Dự kiến sản phẩm:
- Các câu hỏi SGK và phiếu học tập
76
Hình 2.8. HS khảo sát sóng ngang trên lò xo
Hình 2.9. HS khảo sát sóng dọc trên lò xo d. Cách thức tổ chức:
Chuyển giao nhiệm vụ học tập
GV HS
- Cho HS xem video dao động của phần tử sóng https://www.youtube.com/watch?v=3HsCUi5QmUU [23].
- Phát vòng lò xo cho các nhóm.
- Hoàn thành phiếu học tập.
- HS xem video và thực hiện nhiệm vụ theo nhóm từ vòng lò xo được phát để hoàn thành phiếu học tập.
77
Thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
GV HS
- Quan sát quá trình hoạt động của các nhóm và hỗ trợ kiến thức.
-Các nhóm thực hiện yêu cầu, nhiệm vụ của giáo viên Báo cáo kết quả và thảo luận
GV HS
- Quan sát các câu trả lời của các nhóm - Hình thành kiến thức mới
- Gọi đại diện nhóm trình bày về câu trả lời của nhóm mình.
- Các nhóm còn lại bổ sung và đánh giá nhóm kết quả nhóm trình bày
Đánh giá, chốt kiến thức:
Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Đánh giá câu trả lời của học sinh
+ Khi lan truyền, chỉ có trạng thái dao động và năng lượng truyền đi từ phân tử này sang phân tử khác, còn chúng vẫn dao động tại chỗ.
+ Từ thí nghiệm thấy rằng, sóng ngang là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.
Sóng dọc có phương dao dộng trùng với phương truyền sóng.
Lắng nghe và ghi chép
Phiếu học tập
Câu 1: Quan sát video và cho biết các phần tử môi trường dao động tại chỗ hay truyền đi theo sóng?
...
...
...
Câu 2: Từ dụng cụ được cho là lò xo, hãy thiết kế phương án và tiến hành làm thí nghiệm khảo sát sóng ngang, sóng dọc.
78
Nhận xét:
...
...
...
Kết luận
...
...
...
e. Dự kiến cách thức đánh giá: GV có thể sử dụng phiếu đánh giá qua Rubric các biểu hiện thực hiện thí nghiệm như bảng 2.18
Bảng 2.19. Rubric đánh giá phiếu học tập của HS Câu hỏi Biểu hiện hành vi Mức độ Tiêu chí chất lượng
1 1.2. Trình bày được các kiến thức vật lí phổ thông bằng các hình thức biểu đạt: nói, viết, vẽ, lập sơ đồ, biểu đồ.
1 Chưa trình bày được hoặc trình bày sai.
2 Trình bày được kiến thức, nhưng chưa đầy đủ.
3 Trình bày được kiến thức với sự trợ giúp của nhóm khác.
4 Tự nhóm trình bày được kiến thức đầy đủ, chính xác.
2
2.4. Tiến hành thí nghiệm
1 Tiến hành thí nghiệm hoàn toàn theo sự hướng dẫn của GV.
2 Tham gia tiến hành thí nghiệm theo kế hoạch với sự trợ giúp từ GV.
3 Tiến hành thí nghiệm theo kế hoạch không cần sự hướng dẫn của GV.
4
Tự tiến hành thí nghiệm theo kế hoạch một cách nhanh chóng, thuần thục và chính xác.
2.4. Thu thập kết quả định tính
1 Ghi chép được một vài dấu hiệu.
2 Ghi chép được đầy đủ dấu hiệu với sự hướng dẫn của GV.
3 Tự thu thập được đầy đủ dấu hiệu một cách
79
chính xác.
4 Tự thu thập được dấu hiệu nhanh chóng, đầy đủ và chính xác.
Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về các đặc trưng của sóng hình sin (20 phút)
a. Mục tiêu hoạt động: HS nắm được các khái niệm bước sóng, biên độ, chu kì, tần số sóng.
b. Nội dung hoạt động: Hoạt động cá nhân, nhóm: Nghiên cứu tài liệu, quan sát thí nghiệm
c. Dự kiến sản phẩm:
- Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha, là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì T.
- Biên độ sóng là biên độ dao động của một phần tử của môi trường mà sóng truyền qua, là độ lệch lớn nhất của phần tử sóng khỏi vị trí cân bằng.
- Tần số f là nghịch đảo của chu kì sóng.
d. Cách thức tổ chức:
Chuyển giao nhiệm vụ học tập
GV HS
- GV giảng giải cho HS về khái niệm biên độ, bước sóng, chu kì, tần số.
- HS tiếp nhận.
Thưc hiện nhiệm vụ học tập
80
GV HS
- Quan sát thái độ tập trung của HS - Cả lớp chú ý theo dõi.
Đánh giá, chốt kiến thức:
Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV chốt kiến thức: Từ đồ thị độ dịch
chuyển – khoảng cách của sóng trên lò xo:
- Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha, là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì T.
- Biên độ sóng là biên độ dao động của một phần tử của môi trường mà sóng truyền qua, là độ lệch lớn nhất của phần tử sóng khỏi vị trí cân bằng.
- Tần số f là nghịch đảo của chu kì sóng.
- Lắng nghe, phản hồi và ghi chép.
e) Dự kiến cách thức đánh giá: GV đánh giá thông qua thái độ tập trung của HS.
❖ Hoạt động 3. Luyện tập (20 phút)
a. Mục tiêu hoạt động: Luyện tập củng cố nội dung đã học
b. Nội dung hoạt động: Chơi trò chơi “Hộp quà bí mật”, có 8 câu hỏi cho 4 nhóm, mỗi nhóm là 1 tổ, mỗi câu hỏi 10 điểm, nhóm trả lời sai thì các nhóm khác được giành quyền trả lời. Tổng kết cộng điểm cho nhóm đạt cao nhất và cộng cho những thành viên tích cực phát biểu.
c. Dự kiến sản phẩm: Trả lời được các câu hỏi.
d. Cách thức tổ chức
GV HS
Chiếu slide ppt trò chơi “Hộp quà bí mật”.
Tiếp nhận và thực hiện
81
TRÒ CHƠI “HỘP QUÀ BÍ MẬT”.
Câu 1: Sóng ngang (cơ học) truyền được trong các môi trường:
A. chất rắn và bề mặt chất lỏng.
B. chất khí và trong lòng chất rắn.
C. chất rắn và trong lòng chất lỏng.
D. chất khí và bề mặt chất rắn.
Câu 2: Một sóng truyền trên mặt biển có bước sóng 2 m. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha nhau là
A. 1,5 m. B. 2 m. C. 1 m. D. 0,5 m.
Câu 3: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng cơ học A. Sóng âm truyền được trong chân không.
B. Sóng dọc là sóng có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.
C. Sóng dọc là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng.
D. Sóng ngang là sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng.
Câu 4: Khi nói về sóng cơ, phát biểu nào sau đây sai?
A. Sóng cơ lan truyền không mang năng lượng.
B. Sóng cơ lan truyền được trong chất rắn.
C. Sóng cơ lan truyền được trong chất khí.
D. Sóng cơ lan truyền được trong chất lỏng.
Câu 5: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = Acos(20πt – πx) (cm), với t tính bằng s. Tần số của sóng này bằng:
A. 15 Hz. B. 10 Hz. C. 5 Hz. D. 20 Hz.
82
Câu 6: Sóng cơ học truyền trong môi trường vật chất đồng nhất qua điểm A rồi đến điểm B thì:
A. chu kì dao động tại A khác chu kì dao động tại B.
B. dao động tại A trễ pha hơn tại B.
C. biên độ dao động tại A lớn hơn tại B.
D. tốc độ truyền sóng tại A lớn hơn tại B.
Câu 7: Một sóng ngang tần số 50 Hz truyền theo phương Ox, với tốc độ truyền sóng là 4 m/s. Bước sóng của sóng trên là:
A. 4 cm. B. 12,5 cm. C. 8 cm. D. 200 cm.
Câu 8: (Ô may mắn)
Câu 1 2 3 4 5 6 7
Đáp án A B C A B C C
e) Dự kiến cách thức đánh giá: GV đánh giá thông qua Rubric Bảng 2.20. Rubric đánh giá
Biểu hiện hành vi Mức độ Tiêu chí chất lượng
1.2. Giải được các bài tập vật lí (lí tưởng) liên quan.
1 Chưa giải được bài tập.
2
Thực hiện được một phần lời giải (vận dụng được công thức nhưng sai đáp số hoặc vận dụng sai công thức).
3 Giải được bài tập với sự trợ giúp của người khác.
4 Tự giải được bài tập theo đúng các bước, đúng kết quả.
❖ Hoạt động 4. Vận dụng (10 phút)
a. Mục tiêu hoạt động: Giải quyết được vấn đề đặt ra ở đầu bài và vẽ sơ đồ tư duy chốt lại nội dung bài học.
b. Nội dung hoạt động:
83
Hoạt động nhóm: Nghiên cứu tài liệu, tự thiết kế và thực hiện phương án.
c. Dự kiến sản phẩm:
- Trả lời được câu hỏi mở đầu bài học:
Bảng 2.21. So sánh giữa sóng cơ, sóng biển và sóng thần [30]
Sóng cơ Sóng biển Sóng thần
Giống: Đều có nguồn phát, biên độ sóng, bước sóng, năng lượng sóng, chu kì sóng, vận tốc truyền sóng.
Khác
- Một tác động dịch chuyển gây ra rung động và tạo sóng.
- Các phần tử môi trường chỉ đao động tại chỗ.
- Năng lượng chuyển dời theo sóng.
- Có 2 loại:
+ Sóng dọc: Phương dao động trùng phương truyền sóng.
+ Sóng ngang: Phương dao động vuông góc phương truyền sóng.
- Được tạo ra do tác dụng của gió là chính.
- Các phân tử môi trường xoay vòng tại chỗ, ít chuyển động tịnh tiến theo hướng lan truyền của sóng.
- Năng lượng chuyển dời theo sóng.
- Biên độ sóng nhỏ.
- Chu kì nhỏ (khoảng 10s).
- Bước sóng khoảng 150 m.
- Có 2 loại:
+ Sóng hỗn hợp hình thành tại vị trí có xảy ra bão;
hướng sóng, chiều cao sóng và chu kì sóng có dạng không đồng nhất.
+ Sóng lừng được lan truyền từ nguồn phát sinh sóng (bão) cách xa vị trí đang xét. Sóng lừng có chiều dài sóng, chiều cao và chu kì tương đối đồng đều.
- Nguồn phát (tâm chấn) như động đất, hoạt động phun trào núi lửa…
- Các phần tử môi trường dao động quá lớn gây phá hủy liên kết.
- Năng lượng cực lớn, lan truyền với tốc độ cao (khoảng 500 dặm/h).
- Biên độ sóng ngoài khơi nhỏ, bước sóng rất lớn (hàng trăm km); khi vào bờ biên độ sóng lớn (không ổn định).
- Ở vùng nước rộng có chu kì rất dài (nhiều phút tới nhiều giờ, tùy thuộc vào điều kiện địa lý).
84
- Sơ đồ tư duy.
d. Cách thức tổ chức:
Chuyển giao nhiệm vụ học tập
GV HS
- GV nhắc lại câu hỏi đã đặt ra ở phần mở đầu bài học cho HS thảo luận nhóm 2 người cùng bàn.
- Chia lớp thành 4 nhóm vẽ sơ đồ tư duy chốt lại nội dung bài học.
- HS tiếp nhận và thực hiện.
Thưc hiện nhiệm vụ cá nhân
GV HS
- Gợi ý cho HS. - Cá nhân thực hiện yêu cầu, nhiệm vụ của giáo viên.
Báo cáo kết quả và thảo luận
GV HS
+ GV gọi và nhận xét câu trả lời của HS HS trả lời câu hỏi.
Đánh giá, chốt kiến thức:
Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Đánh giá câu trả lời của các nhóm và
chốt lại nội dung bài học.
Lắng nghe và ghi chép e) Dự kiến cách thức đánh giá:
Bảng 2.22. Rubric đánh giá
Câu hỏi Biểu hiện hành vi Mức độ Tiêu chí chất lượng 1
3.1. Giải thích được các hiện tượng tự nhiên
1 Chưa giải thích được.
2 Giải thích được một phần hiện tượng.
3 Giải thích được với sự hỗ trợ của các nhóm khác.
4 Tự giải thích được một cách chính xác, rõ ràng.
85
2 1.2. Trình bày được các kiến thức vật lí phổ thông bằng các hình thức biểu đạt:
nói, viết, vẽ, lập sơ đồ, biểu đồ
1 Chưa vẽ sơ đồ tư duy được hoặc vẽ sai kiến thức.
2 Trình bày được kiến thức, nhưng chưa đầy đủ, chưa đẹp.
3 Trình bày đầy đủ kiến thức, gọn gàng.
4 Trình bày đẹp, đầy đủ, sáng tạo.
IV. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
...
...
2.4.2. Kế hoạch bài dạy bài Sóng dừng
TÊN BÀI DẠY: SÓNG DỪNG
Môn học: CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ; lớp: 11 Thời gian thực hiện: (2 tiết)
I. Mục tiêu 1. Năng lực
1.1. Năng lực chung
- Năng lực tự chủ và tự học:
+ Tìm hiểu thông tin, đọc sách giáo khoa, quan sát tranh ảnh, video + Xác định được nhiệm vụ học tập dựa trên kết quả đã đạt được - Năng lực giao tiếp và hợp tác:
+ Xác định trách nhiệm và hoạt động của bản thân
+ Biết chủ động trong giao tiếp: tự tin, chủ động trong báo cáo, trình bày sản phẩm trước lớp.
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo:
+ Phát hiện và nêu tình hống có vấn đề trong học tập, trong cuộc sống 1.2. Năng lực vật lí
- [1.2], [1.3]. Phát biểu và giải thích được hiện tượng sóng dừng, xác định được vị trí nút và bụng của sóng dừng.
- [2.4]. Thực hiện được thí nghiệm tạo sóng dừng, chỉ ra được điểm nút, bụng sóng, - [2.5] Chứng tỏ được số bụng sóng, nút sóng phụ thuộc vào chiều dài của sợi dây, cột khí.
- [2.5]. Viết, trình bày báo cáo và thảo luận.
86
- [2.6]. Ra quyết định và đề xuất ý kiến, giải pháp mới và sáng tạo.
2. Phẩm chất
Nhân ái: Hợp tác giữa các thành viên trong nhóm
Chăm chỉ: Kiên trì, tỉ mỉ, cẩn thận trong quá trình quan sát, thu thập và xử lí số liệu thí nghiệm, có ý chí vượt qua khó khăn khi thực hiện các nhiệm vụ học tập vận dụng, mở rộng.
Trung thực: Khách quan, trung thực trong thu thập và xử lý số liệu, viết và nói đúng với kết quả thu thập.
II. Thiết bị dạy học và học liệu
Giáo viên Học sinh
Thiết bị - 4 bộ thí nghiệm đo vận tốc truyền âm.
- Máy biến áp.
- Tạo giá đỡ từ các dụng cụ sau: 4 ống nhựa 15 cm, 2 ống 5 cm, 1 ống 65 cm, 4 khớp nối chữ T, 2 ống 17 cm.
- Giấy formex dày 3mm, ruột bút bi, motor 9-12V.
- Xốp.
- Thước nhựa dẻo.
- Điện thoại thông minh.
Học liệu Các công cụ đánh giá: Phiếu học tập, rubric đánh giá, các video thí nghiệm (minh họa sóng, thí nghiệm vui tạo tình huống học tập), trò chơi.
SGK Bảng Bút, vở….
III. Tiến trình dạy học
1. Chuỗi các hoạt động dạy học và thời gian dự kiến
Gồm chuỗi các hoạt động: Xác định vấn đề học tập (khởi động), hình thành kiến thức, luyện tập, vận dụng.
Tên hoạt động cụ thể
(thời gian)
Nội dung kiến thức
Phương pháp, kĩ thuật, hình thức tổ
chức (kể tên)
Phương án đánh giá (tên công cụ
/kiểu đánh giá) Hoạt động 1:
Khởi động
Tạo tình huống xuất phát
Vấn đáp, tìm tòi sáng tạo, tổng hợp
Câu trả lời của HS