Hướng dẫn học sinh vẽ hình trong bài toán động học ở lớp 10

Trong các tài liệu giáo khoa cũng như các tài liệu phương pháp bộ môn, người ta thường hiểu những bài tập luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các

‹LAT- “12-27

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỎ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ ¬ .- v=

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu trường Đại học

Sư phạm thành phó Hồ Chí Minh, Ban Chủ Nhiệm khoa vật lý đã tạo điều kiện thuận

lợi cho tôi hoàn thành khoá luận này Đông thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy TS Nguyễn Đông Hải đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện dé tai này,

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các em HS lớp 10A1 trường THPT Nguyễn Hiễn, các

em cộng tác viên, bạn bẻ, người thân đã hợp tác, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện Xin chân thành cảm ơn!

Trần Đỗ Minh Hoàng

MỤC LỤC

3d |

I Lý do chọn để tài ¿óc 5c Sen t2 1211211231711213215 14 1111 1.11513 111.1 | BE; SMR OU A OUR ise et here ieee eerie nents 2 IIE: Đôi tượng nghiÊn cứN: 126202666 604254606606x266)Q6261660 0d auei 3

VY: NINH :VỤ NHIÊN GẦN 62603202060 00000216000G%60-880022 3 Vc.) PRMD PROD STINT CON 2466040002666 20000000 6650204i4 ai 3

VE Prlapens wii ragga colina sis acca aaa Naas 3

VI Đồng góp mới của đề icici 202 G22cCGA2000G6-0.2.220,ká, 3 PETA INC SING sssscsicssacscssscsscasacecasiaunsencanssensiicenndasacavanens hacetsansiea bias keseadevesaiaweeississ 4 CHUNG t0 0E TU E dieeeaieeeieeeseeioieeeesaeee 4 1.1 Vai trò của bài tập trong việc phát triển kỹ năng cho HS 4 1.1.1 Khái niệm bài tập vật lý .- 2-2 + SE 13134 311111111112 xe- 4

1.2 Vai trò của hình vẽ trong việc giải bài tap vật lý của HS - 5 12:1 Đơn giản boá Al tole sis cia eset 5 L22 Hỗ tợ việc già bÀI VẬN 222222226 Seca ais 6

LD Tigre: Crepes wae Tác 7

1.3.1 Thực trạng hoạt động tự giải BTVL ở HS - 22-55552575, 7 1.3.2 Một số nguyên nhân dẫn đến thực trạng trên 2-22 se zzcczze x

KT LUẬN CHUG l-eeaeaieeeaeeeieeiaeediekavbccreoaseoseeree 10 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT ẢNH HƯỚNG CUA HINH VE DEN CHAT LUGNG GIẢI BÀI TẬP CA HỌC SINH c0 cbi2oi02iacse H

sóc FUMIO VIS CHUM INS GN cá ue 66c 4106600611266166iccscee l1

2.3 Đối tượng và địa điểm thực hiện khảo sát 5c 555552 cszc 11 2.4 Phuong phap thuc WiGn c.ccescessesseeseesseceecessesssessessessecceesecsuecesssecsusnneeneevenens II 2.5 Kết quả và xử lý kết quả - 2-2 2292 SE SE EE1173E 2112730731275 0 14

BTVL

GV

HS

DANH MUC CAC CUM TU VIET TAT

Bai tap vat ly

Giáo viên

Học sinh

Trung học phỏ thông

MỞ ĐÀU

I Ly do chon dé tai

Thế ki XXI là thể kỉ của chất xám, của trí tuệ, của nền kinh tế tri thức Sự phát

triển như vũ bão của khoa học công nghệ và xu hướng toàn cầu hóa mở ra nhiễu triển

vọng phát triển nhưng cũng đặt ra nhiều thách thức cho mọi quốc gia, bắt cứ một đất

nước nào nêu không bắt kịp nhịp độ phát triển của thế giới sẽ trở nên bị tụt hậu Trong

thế kỉ nảy, sự phát triển của kinh tế - xã hội được quyết định bởi con người có trình độ

hiểu biết, có văn hóa, cé nang lực hành động Hiện nay, đất nước ta đang tiền hành hai

cuộc cách mạng lớn: Cách mạng xã hội chủ nghĩa và cách mạng khoa học công nghệ

Điều đó tác động rất lớn đối với sự nghiệp giáo dục nói chung và nhà trường phỏ thông

nói riêng Nó đòi hỏi nhà trường phải góp phần đào tạo cho xã hội những con người

làm chủ tương lai thông minh, có năng lực độc lập giải quyết vấn đề, năng động, sáng tạo, có thái độ tích cực, có năng lực tự học để nâng cao trình độ nhận thức đáp ứng

được yêu cầu ngày càng cao của xã hội

Muốn làm được điều đó, nhà trường phổ thông trước hết phải trang bị cho HS những tri thức phổ thông, cơ bản, hiện đại phù hợp với đặc điểm tam, sinh lí lứa tuổi, phù hợp với thực tiễn của đất nước, đồng thời rèn luyện cho HS những kĩ năng, kĩ xảo cần thiết; trên cơ sở đó, phát triển ở họ năng lực nhận thức, năng lực hành động và hình thành thế giới quan khoa học cũng như những phẩm chất đạo đức cần thiết ở con người

mới

Vật lý là một trong những môn học tự nhiên ở trường phỏ thông, có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học Do đó việc giảng dạy môn vật lý có nhiệm vụ cung cấp cho HS những kiến thức vật lý cơ bản, hình thành những kỹ năng và thói quen làm việc khoa học giống như một nhà vật lý [1]

Trong dạy học môn vật lí, có thể nâng cao chất lượng học tập cho HS bằng

nhiều phương pháp khác nhau Trong số đó, bài tập vật lí (BTVL) có tác dụng rất tích

cực đến việc giáo dục và phát triển năng lực cho HS, nhất là năng lực giải quyết vấn

đẻ Nhiều công trình nghiên cứu lí luận về BTVL [2-6] chỉ ra rằng BTVL có tác dụng

giáo dục rất lớn BTVL có tác dụng giúp cho HS hình thành, rèn luyện kĩ năng kĩ xảo

vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giúp cho việc đảo sâu, mở rộng kiến thức

BTVL có tầm quan trọng đặc biệt, giúp HS ôn tập, đào sâu mở rộng kiến thức,

rèn luyện kỹ năng kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn; đồng thời BTVL còn có tác dụng phát triển năng lực tư duy sáng tạo của HS Đẻ giải được BTVL, ta thường sử

dụng các phép biểu diễn nhằm đơn giản hoá và quản lý được những dữ kiện cần thiết

đồng thời kết hợp với những suy luận logic, những phép toán dựa trên cơ sở các định

luật và phương pháp vật lý nhằm đề ra hướng giải quyết tốt nhất

Do tình hình kinh tế của nước ta không thẻ đầu tư những phòng thí nghiệm hiện

đại hay những dụng cụ thí nghiệm tỉnh vi nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy Chính

vì vậy, việc dạy học vật lý ở các trường THPT hiện nay chủ yếu là giảng dạy lý thuyết

và luyện giải các bài tập Trong đó, để giải được các bải tập, HS thường phải sử dụng

các công thức, phương trình và các phép biến đổi toán học là chính Và đẻ làm được điều này, HS thường phải sử dụng các loại hình biểu diễn để mô tả lại quá trình vật lý

được nhắc đến trong đề bài

Có rất nhiều phương pháp để biểu điễn BTVL như: biểu diễn bằng toán học, biểu diễn bằng đồ thị, biểu diễn bằng giản đồ Trong đó, phương pháp biểu điễn bằng hình vẽ là trực quan, sinh động, phù hợp với khả năng của HS phổ thông nhất Ngoài

ra, hình vẽ còn có những ảnh hưởng nhất định đến chất lượng giải bai tap của HS [7]

Tuy nhiên, việc hướng dẫn cho HS vẽ hình khi giải BTVL vẫn chưa được giáo

viên (GV) quan tâm đúng mức Với những lý do trên, việc nghiên cứu cách làm thế nào

để hướng dẫn HS sử dụng hình vẽ để giải BTVL là rất cân thiết Chính vì vậy, tôi đã chọn đẻ tài: “Hướng dẫn HS vẽ hình trong bài toán Động học ở lớp 10” làm đề tài nghiên cứu của mình

H Mục đích đề tài

Nghiên cứu những khó khăn, sai lằm của HS trong khi vẽ hình để giải các BTVL chương Động học ở lớp 10 Từ đó, để xuất những biện pháp nhằm hướng dẫn

HS về hình

IV

VIL

Đối tượng nghiên cứu

Việc vẽ hình trong các BTVL chương Động học ở lớp 10

Nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu một số tài liệu liên quan đến tác dụng của hình vẽ đối với việc giải

BTVL của HS

Khảo sát trên HS về việc giái một số bài toán Động học ở lớp 10

Phỏng vẫn một số HS về những khó khăn và tìm hiểu những sai lầm ma HS gap

phải

Rút ra những biện pháp để hướng dẫn HS vẽ hình trong bài tập

Thực nghiệm trên HS về những biện pháp đẻ ra

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lí luận

Phương pháp phỏng vấn, điều tra

Phạm vỉ nghiên cứu

Các bài toán Động học ở lớp 10 trong chương trình vật lý ở trường phổ thông

Đóng góp mới của đề tài

Giúp tìm hiểu những khó khăn và sai lầm mà HS thường mắc phải trong khi vẽ

hình ở các bài toán Động học Ngoài ra còn phát hiện thêm một số sai lầm khác khi HS

tiến hành giải BTVL

Giúp cho GV và HS THPT có thêm tài liệu tham khảo nhằm phục vụ cho hoạt động dạy và học đạt hiệu quả cao

PHAN NOI DUNG

CHƯƠNG 1: CO SO LY THUYET

1.1 Vai trò của bài tập trong việc phát triển kỹ năng cho HS

1.1.1 Khai niém bai tap vat ly

Trong cuốn sách "Phương pháp gidi bai tập vật lí", X.E.Camenetki vả

V.P.Ôrêkhôv quan niệm: ““ Trong thực tế dạy học người ta thường gọi bài tập vật lí là một vẫn đẻ không lớn, được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí Trong các tài liệu

giáo khoa cũng như các tài liệu phương pháp bộ môn, người ta thường hiểu những bài

tập luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của HS và rèn luyện

kĩ năng vận đụng kiến thức của họ vào thực tiễn là bài tập vật lí” [2]

Đồng thời, các tác giá cũng nhắn mạnh rằng: Sự tư duy định hướng một cách

tích cực luôn là việc giải BTVL Định nghĩa BTVL như trên được nhiều nhà lí luận dạy

học bộ môn và các GV tán thành, chấp nhận Theo định nghĩa đó, BTVL có hai chức năng chính là tập vận dụng những kiến thức cũ và tìm kiếm kiến thức mới Vì thế không cần phân biệt khái niệm BTVL hay bài toán vật lí và gọi chung 14 BTVL

1.1.2 Tác dụng của bài tập vật lý

Ngày nay, trong dạy học vật lý, người ta thường chú ý tăng cường các BTVL vì chúng đóng vai trò quan trọng trong dạy học và giáo dục HS Theo như Nguyễn Thị Điệp [8], một vài tác dụng cơ bản của việc sử dụng bải tập trong dạy học vật lý như

sau:

+ Giúp ôn tập, củng cố, mở rộng kiến thức cho HS

Khởi đầu cho kiến thức mới

Rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn

+ Phát triển năng lực tự làm việc của HS

+ Phát triển năng lực tư duy sáng tạo của HS

+ Kiểm tra mức độ năm kiến thức của HS

+ Hình thành một số phẩm chất cá nhân như: trí tò mò, sự khéo léo, hứng thú

1.2 Vai trò của hình vẽ trong việc giải bài tập vật lý của HS

Khi tiếp cận với một BTVL, ta có rất nhiều cách để chuyển bài toán từ ngôn ngữ lời nói sang các dạng biểu điễn khác như: đò thị, các phương trình toán học, giản đồ, hình vẽ hoặc thậm chí là kết hợp giữa các phương pháp này lại với nhau để đi đến kết quả cuối cùng Trong đó, hình vẽ là một công cụ đơn giản và hiệu quả giúp ta có thể đơn giản hoá bài toán đồng thời kích thích sự liên tưởng và giúp ta lưu giữ những

đữ kiện bài toán đầy đủ hơn Một vài tác dụng nỗi bật của hình vẽ có thể kể đến như

1.2.1 Đơn giản hoá bài toán

Trên hình vẽ, ta có thể chú thích lại các giai đoạn, những dữ kiện nào thuộc giai đoạn này, những dữ kiện nào thuộc giai đoạn kia, những đại lượng nảo còn thiếu cần phải đi tìm Từ đó vạch ra hướng giải quyết bài toán một cách chính xác và nhanh

chóng nhất

Một số BTVL chỉ yêu cầu HS ở mức độ đơn giản, HS chỉ cần sử dùng một vài công thức, phương trình rồi tiến hành thế các dữ kiện hoặc có thể kèm theo một số phép biến đổi toán học là có thể tìm được kết quả bài toán Tuy nhiên, một số bài toán đòi hỏi HS ở mức độ cao hơn, người ra đề có thể giấu đi các đữ kiện quan trọng hoặc

chia bài toán thành nhiều giai đoạn nhỏ mà muốn giải được giai đoạn sau bắt buộc ta

phải hoàn thành giai đoạn trước đó hoặc đơn giản họ có thể dùng ngôn ngữ để mô tả

bài toán rất dài dòng Mục đích của người ra đề là làm cho bài toán phức tạp thêm nhằm tăng mức độ khó Nếu HS không sáng suốt tìm cách đơn giản hoá bài toán, lược

bỏ những thông tin không cần thiết hay ghi chú một cách cân thận thì chắc chắn sẽ mắc phải những “cai bay” mà người ra đẻ có tính giăng ra Do đó, việc phối hợp các loại

biểu diễn với nhau sẽ giúp việc giải bài toán trở nên để dàng hơn Trong đó, việc vẽ

hình sẽ đơn giản và đem lại nhiều hiệu quả hơn

Tat nhiên, ta có thể ghi nhớ các đữ liệu trong đầu và xử lý nó Nhưng ta rat dé mặc các sai lầm không cần thiết hoặc các dữ liệu chồng chéo lên nhau có thể khiến ta

sử dụng chúng không chính xác

Chính vì vậy, việc vẽ hình và chú thích trên hình vẽ những đữ kiện đầu bải hay

ghi lại các kết quả trung gian của từng giai đoạn sẽ giúp ta nhanh chóng truy xuất các kết quả này ngay khi cần thiết Các dữ liệu cũng sẽ được trình bảy một cách trực quan

hon

1.2.2 Hỗ trợ việc giải bài tập

Trong một số trường hợp, hình vẽ sẽ đóng vai trò như một phần bài giải của HS

mà người GV đọc vào có thể hiểu được Ví dụ: Ở bài toán vật trượt trên mặt phẳng

nghiêng, thay vì ta phải ghi đầy đủ là “chọn trục Ox có phương song song với mặt phẳng nghiêng và có chiều trùng với chiều chuyển động của vật; chọn trục Oy vuông góc với mặt phẳng nghiêng” thì HS chỉ việc vẽ hình (như hình 1) và chỉ việc ghi “chon

hệ trục Oxy như hình vẽ”

Hình 1: minh hoạ về phép chọn trục toạ độ

Ngoài ra hình vẽ giúp cho HS thấy được mối quan hệ về góc, các tính chất hình

học từ đó giúp các em giải chính xác bài toán hơn Chẳng hạn cũng trong bải toán vật trượt trên mặt phang nghiêng, nhờ hình vẽ HS sẽ có thể xác định được đúng múi liên

hệ giữa góc hợp bởi mặt phăng nghiêng với phương ngang và thành phần của trọng lực

theo phương vuông góc, song song với mặt phẳng nghiêng

Như vậy, việc sử dụng hỉnh vẽ để giải quyết bài toán sẽ ngắn gọn, rõ ràng và giúp HS dễ đàng tìm ra kết quả bài toán hơn Không chỉ vậy, việc HS có sử dụng hình

vẽ trong bài làm cũng sẽ giúp GV biết được HS của mình hiểu vấn đề đến mức nào để

từ đó sẽ có những biện pháp, cách thức giáo dục cho từng dạng HS

1.3 Thực trạng giảng dạy BTYVL

Việc nghiên cứu khoa học giáo dục nói chung và nghiên cứu khoa học giáo dục

vật lý nói riêng có lịch sử phát triển rất lâu Đặc biệt, trong lĩnh vực giải BTVL, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu, khảo sát, điều tra về cách sử dụng các cách biểu diễn bải toán của HS lẫn GV

1.3.1 Thực trạng hoạt động tự giải BTVL ở HS

Mục đích của giáo dục là phải rèn cho HS được những kỹ năng kỹ xảo cần thiết,

dao tạo cho HS thảnh những người công dân có ích cho xã hội Đặc biệt, vật lý là một

trong những môn khoa học thực nghiệm, nhiệm vụ của người GV ngoài việc cung cấp

các tri thức khoa học cho HS còn phải rèn luyện được cho các em những kỹ năng, kỹ

xảo cơ bản như một nhà khoa học Trong những năm gần đây, đất nước ta không ngừng vươn lên đổi mới từng ngày nhưng vẫn chưa thể so với các nước khác có nẻn

giáo dục và khoa học kỹ thuật tiên tiền trong khu vực Trong hoàn cảnh này, việc luyện

tập giải BTVL là một trong những phương pháp hữu hiệu nhất giúp HS hình thành những kỹ năng kỹ xảo cân thiết, đồng thời giúp phát huy khả năng tư duy, sáng tạo,

tích cực chủ động trong học tập Đây cũng là phần luyện tập chủ yếu và chiếm nhiều thời gian nhất trong quá trình dạy — học vat ly [10]

Thông thường, đứng trước một BTVL, HS chỉ quan tâm đến “bê nỗi” của bài

toán, tức là chúng sẽ chỉ đọc lướt qua và kiếm trong sách, trong tập một công thức hay một phương trình nào đó thích hợp sau đó tiến hành thay các dữ liệu đã cho rồi cho ra

kết quả cuối cùng HS có thể sử dụng các cách biểu điển khác nhau nhưng thường thì

HS chỉ áp dụng những cách biểu diễn mà trên lớp được học sau đó áp dụng một cách

may móc vào bài toán [ 7]

Chỉ một bộ phận HS khá, giỏi có thẻ tự độc lập suy nghĩ tìm lời giải cho các bài tập của minh Còn lại phần đa HS (đặc biệt là các HS trung bình, yếu) cổ găng tìm

kiếm trong những tài liệu hiện có của mình (sách giáo khoa hay để cương) rồi lựa chọn

một biểu thức nào đó và áp dụng vào bài toán của mình mà không cân biết ý nghĩa vật

lý của phương trình hay các đại lượng chứa trong nó Và ngay cả khi tìm ra đáp số cuối

cùng, HS cũng không đánh giá lại xem đáp án tìm được liệu đã phù hợp hay chưa Có

thé nói, HS giải bài tập “bằng mắt” chứ không phải “bằng đầu” [I 1]

Điều này trái ngược hoàn toàn với GV, bằng kinh nghiệm của mình, người GV thường đi sâu vào bản chất của bài toán hơn HS Họ có thể sử dụng rất nhiều cách biểu điễn khác nhau để đưa ra kết quả cuối cùng và đương nhiên họ cũng mất ít thời gian hơn để tìm ra đáp án Họ còn có khả năng chuyển đổi một cách linh hoạt giữa các loại hình biểu điển khác nhau [7]

1.3.2 Một số nguyên nhân dẫn đến thực trạng trên

* Đối với giáo viên

Thực tế hiện nay cho thấy, HS được giao rất nhiều bài tập và chúng giải các bài tập này bằng cách "bắt chước” bài tập tương tự mà GV dạy trên lớp hoặc trong sách giáo khoa [I2] Thông thường thì những bài tập này HS chỉ cần tìm kiếm, lựa chọn và

thao tác trên một hoặc hai phương trình thích hợp

Đáng tiếc thay, những dạng bài tập đơn giản này thường không giúp cho HS

hiểu sâu vẻ bản chất của những khái niệm, đại lượng hay một định luật vật lý Đồng thời, HS cũng không thẻ phát triển được khả năng tư duy hay hình thành những kỹ năng giải bài tập cần thiết cho mình

Một số GV nhận biết được vai trò của BTVL trong quá trình dạy học nhưng khi

tiến hành sửa bài tập cho HS, họ ít khi hướng dẫn cho HS vẽ hình Thông thường dé

tiết kiệm thời gian, GV thường vẽ ra một hình ảnh để mô tả bài toán sau đó tiến hành giải ngay trên chính hình ảnh mình đã vẽ ra Điều này có thể làm cho HS càm thấy khó

của GV, Từ đó, vẻ lâu vẻ dải, HS sẽ hiểu những khái niệm vật lý một cách nông cạn

với những kỹ năng giải bải tập hạn chế

* Đối với HS

Trình độ, khả năng năm bắt vả vận dụng kiến thức của HS còn hạn chẻ

Khi giải bài tập, HS thường rập khuôn, máy móc, thiếu tính sáng tạo Tuy có một số HS cũng ÿ thức được việc tự học nhưng do áp lực thi cử, thành tích nên dân dân

cũng không có điều kiện phát huy khả năng của mình

Một số HS không được trang bị kỹ năng giải bài tập thường nảy sinh sự chán

nản, thiểu hứng thú, không có động cơ học tập HS chưa có thói quen sử dụng hình vẽ

khi giải BTVL

Việc vẽ hình trong khi giải BTVL là một điều vô cùng hữu ích Biểu diễn bài toán bằng hình vẽ thì tốt hơn so với biểu diễn bằng lời nói, nó giúp ta đơn giản hoá bài

toán và từ đó để dàng vận dụng các công cụ toán học hơn Đây là một trong những lý

do khiến cho các GV khi tiếp cận với một BTVL thì họ sẽ tự động vẽ một hình mô phỏng cho bài toán đó Tuy nhiên, không phải HS nào cũng biết được tầm quan trọng

của hình vẽ và thường xem nhẹ bước vẽ hình này

Đối với HS, mục tiêu lớn mà chúng hướng đến đó là có thể giải được bài toán

Chính vì vậy, hình vẽ sẽ giúp kích thích sự tư duy, tạo hứng thú, là động lực giúp cho

HS giải bài toán thành công.

10

KÉT LUẬN CHƯƠNG 1 Trong chương này tôi đã trình bày cơ sở lí luận của BTVL đối với việc hình thành kỹ năng, kỹ xảo, phát huy tính tích cực chủ động của HS cũng như vai trò quan

trọng của hình vẽ trong việc giải BTVL

Tìm hiểu vẻ thực trạng giải BTVL hiện nay và một số nguyên nhân dẫn đến thực trạng này

Trên cơ sở đó, tôi tiến hành một cuộc khảo sát về tác dụng của hình vẽ trong việc giải BTVL của HS Đồng thời, tôi cũng mở một cuộc phỏng vẫn nhằm tìm hiểu những khó khăn, sai lầm mà HS thường mắc phải trong khi giải bài toán Động học ở lớp 10

11

CHUONG 2: KHAO SAT ANH HUONG CUA HINH VE DEN

CHÁT LƯỢNG GIẢI BÀI TẬP CỦA HỌC SINH

2.1 Mục đích của khảo sát

Khảo sát này được thực hiện nhăm kiểm nghiệm ảnh hưởng của hình vẽ đến chất lượng làm bài của HS THPT đối với một số bài toán Động học ở lớp 10

2.2 Nhiệm vụ của khảo sát

Lên kế hoạch khảo sát

+ Chon nơi để thực hiện khảo sát và chuẩn bị các các điều kiện cần thiết để phục

vụ cho việc khảo sát

+ Trao đổi với GV ở nơi khảo sát để thống nhất về thời gian, phương pháp thực

hiện và nội dung khảo sát

+ Tổ chức, triển khai cuộc khảo sát

+ Xử lý, phân tích kết quả khảo sát, đánh giá kết quả đạt được tử đó rút ra kết luận

2.3 Đối tượng và địa điểm thực hiện khảo sát

Tôi tiến hành khảo sát với đối tượng là HS lớp 10A1 trường THPT Nguyễn Hiền — quận I1 do cô Lê Thị Thuỷ Trúc là GV chủ nhiệm đồng thời là GV bộ môn vật

lý của lớp

Thời gian tiến hành khảo sát là vào tiết đầu tiên của ngày thứ 4 (12/11/2014) và tiết đầu tiên của ngày thứ 5 (13/11/2014)

2.4 Phương pháp thực hiện

Tôi tiến hành thực hiện khảo sát băng cách chia lớp 10AI thành 2 nhóm riêng

biệt Việc lựa chọn thành viên cho từng nhóm là hoàn toàn ngẫu nhiên Mỗi thành viên trong từng nhóm đều phải làm lần lượt 4 bài toán Động học với các ràng buộc như sau:

+ Nhóm A: sẽ được cung cấp đẻ bài kèm theo một hình vẽ minh hoạ cho bài toán

HS trong nhóm A sẽ tiến hành giải bài toán này dựa trên hình vẽ có sẵn

12

+ Nhóm B: chi được cung cấp để bài mà không có hình vẽ minh hoạ kèm theo

Các HS trong nhóm B cũng được yêu cầu giải bài toán đó nhưng không được phép vẽ hình minh hoạ

Dé đảm bảo các HS trong nhóm B thực hiện đúng theo yêu cầu đã đề ra tôi còn

nhờ sự giảm sát của cô Trúc

Các bài toán sẽ được phát lần lượt theo đợt, mỗi đợt 1 bài toán Mỗi bài toán sau

khi phát ra đều được tính thời gian, lấy đồng hò của tôi làm đồng hồ chung Mỗi HS sau khi được phát dé sé ghi thời gian bắt đầu và kết thúc khi HS đó nộp bài

Để tăng tính khách quan, sau hai câu hỏi đầu tiên ở ngày thứ 4, HS ở cả 2 nhóm

sẽ hoán đổi thành viên cho nhau Tức là, các HS tham gia vào nhóm A trong ngày thứ

4 sẽ được yêu cầu tham gia vào nhóm B trong ngày thứ 5 và ngược lại Khi đó, mỗi HS

sẽ có 2 bài toán được cung cấp hình vẽ sẵn và 2 bài toán không được cung cấp hình vẽ sẵn

Các câu hỏi được sử dụng khi khảo sát bao gồm:

Hình 2: Hình vẽ cho HS nhóm A đẻ giải cau |

Câu 1: Một đoàn tàu đang chạy với vận tốc 43,2 km/h Bình đứng ở đầu ga, anh ta thay rằng khi đoàn tàu bắt đầu vào ga thì người lái tàu hãm phanh cho tàu chuyển động chậm dân đều Sau 1 phút thì đoàn tàu dừng hăn và đuôi tàu đã vượt qua mặt Bình một

khoảng d = 100 m Hãy tính chiều dai của đoàn tàu này?

13

Câu 2: Một người nhảy dù rơi tự do được 50 m thì bung dù Sau đó anh ta chuyển

động với gia tốc 2 m/s” và chạm đất với vận téc 3 m/s Lay gia tốc rơi tự do g = 10

m/sỶ Hỏi anh ta rơi từ độ cao nào? [9]

Câu 3: Từ đỉnh một tháp, người ta thả rơi một vật | i :

Một giây sau đó ở tầng tháp thấp hơn 10 m,ngườita — }'" 1s

thả rơi vat thứ 2 Hỏi sau bao lau ké tir khi vat thir Bec 0246 b lúct'=t+1(s)

nhất được tha hai vật sẽ gặp nhau? (lay g = 10 m/s”) 1;

người ta nghe được tiếng hòn đá chạm đáy vực Biết vận tốc truyền âm trong không khí

la 360 m/s Lay g = 10 m/s’ Tính độ cao của vách núi?

Hình 5: Hình vẽ cho HS nhóm A đẻ giải câu 4

2.5 Kết quả và xử lý kết quả

Trong công trình của Patrick B Kohl và Noah D Finkelstein, họ tiến hành vẽ sơ

đồ khối để mô tả quá trình giải bài tập của HS từ khi nhận đề đến khi chúng hoàn thành bài toán Sơ đồ này sẽ cung cấp cho ta một cách nhìn để dang và nhanh chóng về phương pháp giải của HS Đồng thời, nó còn cung cấp cho ta thấy vẻ sự phức tạp trong

tư duy của HS [7]

Trong quá trình khảo sắt tôi quan sát được rằng, nhóm A gặp chút khỏ khăn ban đầu khi tiếp cận với hình vẽ Các HS của nhóm này phải mắt một khoảng thời gian để đọc đề và cố gắng để hiểu được hình vẽ Song song đó, HS cũng tóm tắt các dữ kiện trên đề bài và tiến hành giải bài toán

Ngược lại, các HS ở nhóm B ngoài việc có thể tóm tắt các đữ kiện có được từ bài toán, chúng phải hoàn toàn tư duy, sắp xếp các dữ kiện trong đầu Dẫn đến, HS

15

thường chia nhỏ bài toán vả có gắng giải quyết từng giai đoạn Và cứ mỗi giai đoạn

như vậy, các em lại phải xem lại các dữ kiện đã có, kiểm tra cẩn thận đề tránh sai sót

Chính vi vậy, các HS ở nhóm B sẽ vắt vả hơn nhóm A để đi đến kết quả bải toán

thu được như sau

Bảng 1: Bảng số liệu thời gian giải các bài toán của HS ở cả hai nhóm

NHÓM A NHÓM B

f (phú) | Ím„ (phú) | Ímạm (phú) | ƒ (phút | Ímạ (phúo | min (phat)

Cau | 49 6,0 4,0 9,1 11,0 5,0 Câu 2 7,1 12,0 5,0 11,5 15,0 10,0 Cau 3 7,2 10,0 5,0 12,7 15,0 10,0 Cau 4 5,7 9.0 4,0 10,1 15,0 6,0

Trung

Từ bảng kết quả này ta thấy được:

+ Thời gian làm bài của nhóm A thắp hơn nhóm B, mức chênh lệch vẻ thời gian

lam bai cua HS 2 nhóm vào khoảng 4,6 phút

16

+ Với HS nhóm A, thời gian làm bài trung bình khoảng 6,23 phút Trong khi đó,

HS nhóm B mất khoảng 10,85 phút để hoàn thành bải toán

+ Cá biệt, ở câu hỏi 3, có 2 HS nhóm B không làm được bải toán

Tuy nhiên, trong quá trình xử lý kết qủa tôi nhận thấy có một vài tương quan

+ Câu 1: 1 HS lam 5 phat

+ Céu 4: 1 HS lam 6 phat

Những tương quan nghịch này xuất hiện với tỉ lệ thấp và mỗi trường hợp như vậy

chỉ xảy ra với mỗi HS khác nhau

2.6 Phân tích kết quả

Do thời gian tiến hành khảo sát này được thực hiện khi HS đã học được hơn một nửa chương II “Động lực học chất điểm của chương trình vật lý 10” Chính vì vậy, các bài toán được đưa ra ít nhiều HS cũng đã từng gặp Điều này cũng ảnh hưởng đến thời gian làm bài của HS

Từ kết quả trên, ta thấy được nhờ sự trợ giúp của hình vẽ, thời gian làm bài của

HS nhóm A đều thắp hơn HS nhóm B Sự chêch lệch thời gian giữa HS hai nhóm không quá lớn có thể là do các em mất thời gian để hiểu hình vẽ Như đã trình bày tử trước, đây là một trong những khó khăn của HS khi được GV hướng dẫn giải BTVL

HS cần mắt một khoảng thời gian nhất định hiểu hình vẽ nhưng khi đã hiểu được thì

hình vẽ sẽ phát huy được vai trò của mình Những trường hợp tương quan nghịch xuất

hiện ở nhóm A có thẻ là do quá trình tính toán của HŠ gặp trục trặc hoặc các em mắt

khá nhiêu thời gian để hiểu hình vẽ

17

Đối với HS nhóm B, các em tốn khá nhiều thời gian đẻ tư duy tưởng tượng bài toán trong đầu Ngoài ra cũng cỏ thể HS cố gắng nhớ lại cách làm những dạng bài tương tự mà mình đã được học Do đó, HS nhóm B tốn nhiều thời gian hơn để hoàn thành bài toán,

Không chỉ vậy, có 2 HS không thể hoàn thành được bài toán có thể là do 2 HS

này có học lực môn vật lý thấp cộng thêm không có sự trợ giúp của bát kỷ một loại

hình biểu diễn nào nên dẫn đến kết quả làm bải không thành công

Ngoài ra, một số tương quan nghịch xảy ra có thẻ là do học lực môn vật lý của

các em khá, giỏi hoặc các em đã từng được học, được giải qua dạng bài tập này rồi nên

trong khi làm bài khảo sát HS chỉ việc nhớ lại và giải mà không thông qua bất kì loại

hình biểu diễn nào

+ Ngoài ra, trong quá trình khảo sát, tôi đã quan sát và phát hiện một số khó khăn, sai lam mà HS thường mắc phải khi giải BTVL Chăng hạn như: lạm dụng tính năng SOLVE của máy tính, hiểu sai bản chất vật lý của các đại lượng, không kiểm tra lại kết quả của bài toán đã thoả yêu cầu của bài toán hay chưa

Chính vì vậy, ở chương tiếp theo, tôi sẽ tiến hành một cuộc khảo sát nhằm tìm hiểu những khó khăn và sai lầm mà HS thường mắc phải Từ đó, tôi sẽ đề xuất một vài biện pháp nhằm giúp các em khắc phục những khó khăn, sai lầm trên

19

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT NHỮNG KHÓ KHĂN VÀ SAI LÀM

MÀ HỌC SINH THƯỜNG MÁC PHẢÁI TRONG QUÁ TRÌNH GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG DONG HOC CHAT DIEM

3.1 Mục đích của cuộc khảo sát

Cuộc khảo sát này nhằm tìm hiểu những khó khăn và sai lầm mà HS thường mắc phải trong quá trình giải bài tập Dựa trên kết quả của cuộc phỏng vấn này, tôi sẽ

hệ thống và đề ra một số biện pháp giúp HS có thể khắc phục được những khuyết điểm

trên

3.2 Quy trình của khảo sát

+ Soạn câu hỏi phỏng vấn

+ Chuẩn bị các các điều kiện cần thiết để phục vụ cho việc phỏng vắn

+ Tổ chức, triển khai cuộc phỏng vắn

+ Xử lý, phân tích kết quả, đánh giá kết quả đạt được từ đó rút ra kết luận

3.3 Đối tượng và thời gian khảo sát

Tôi tiến hành phỏng vấn với đối tượng là HS lớp 10 đang học tại các trường

THPT như Hùng Vương, Nam Kì Khởi Nghĩa, Nguyễn Khuyến

Thời gian tiến hành: ngoài giờ học chính khoá của HS Mỗi HS được mời riêng

đến nơi tổ chức phỏng vấn Các HS này được chọn ngẫu nhiên từ các lớp 10 của những

trường trên

3.4 Phương pháp thực hiện

Mỗi HS khi đến phỏng vấn sẽ được phát 2 bài toán về Động học chất điểm HS

sẽ tiến hành giải mà không có bắt kỳ một sự trợ giúp nào ngoài đề bài được phát ra Mỗi lần phỏng vắn tôi chỉ tiến hành đối với duy nhất 1 HS

Vi mục đích của cuộc phỏng vấn là đẻ tìm hiểu những khó khăn và sai lầm mà

HS thường mắc phải chứ không nhằm để so sánh tốc độ làm bài của HS nên ở mỗi câu

hỏi, HS sẽ không bị giới hạn thời gian lam bai

THƯ VIỆN

Trudng Dai-Hoc Su-Pham

TP HO-CHI-MINH

20

Toàn bộ quá trình phỏng vấn sẽ được quay video Sau khi HS đã làm xong dựa

trên bài làm của HS, tôi sẽ tiến hành phỏng vấn đẻ tìm hiểu một số lỗi mà HS gặp phải

ngay trên chính bài làm của các em

Các câu hỏi phỏng vấn không có định, tuỳ theo từng bài làm của HS, tôi sẽ đưa

ra những câu hỏi nhằm phục vụ cho mục đích của cuộc phỏng vắn

Dưới đây tôi trình bày hai bài toán được sử dụng trong cuộc phỏng vắn

Câu hỏi I: Một xe tái đang chuyển động thăng đều với vận tốc 54 km/h thì tài xế tit may dé

xe chuyển động chậm dẫn đẻu với độ lớn gia tốc là 1,5 m/s” Sau đó 3 s, người nảy đột ngột ham phanh và đi được thêm 4,2 s thi đừng lại hản Hỏi quãng đường mà xe này đi được từ lúc tắt máy đến khi xe dừng lại hắn?

Câu hỏi 2: Một người quan sát ngồi trong khí cầu đang bay thăng đứng hướng lên với vận tốc

không đổi là 7 m/s Lúc khí cầu cách mặt đất 20 m thì từ mặt đất một quả bóng được ném

thắng đứng hướng lên với vận tốc bằng 32 m/s Lấy g = 10 m/s” Tính từ lúc quả bóng được

ném đến khi nó rơi trở lại mặt đất, người này thấy quả bóng bay ngang mỉnh vào thời điểm

nào?

3.5 Kết quả và phân tích

Qua phéng van, tôi tìm thấy được một số khó khăn và sai lầm mà HS thường

mắc phải Hầu hết các HS đều không đưa ra được đáp số cuối cùng chính xác nhất Có thể thấy, các bài toàn này đều thuộc dạng bải dành cho HS khá, giỏi

Theo kết quả phỏng vắn, tôi thu được một số khó khăn và sai lầm của HS như

sau

3.5.1 HS chưa có thói quen sử dụng hình vẽ để phân tích BTVL

Hình vẽ có tác dụng vô cùng to lớn đến chất lượng giải bài tập của HS Các công trình nghiên cứu trước đó đều chỉ ra những ảnh hưởng nhất định của hình vẽ [ 14- 15]

Tuy nhiên, không phải HS nào cũng biết được tác dụng to lớn này nên HS thường bỏ qua bước vẽ hình Đây là một trong những sai lầm nghiêm trọng đối với

việc giải bài tập của HS Dẫu có một số HS cũng nhận thực được tầm quan trọng này,

đo trong lúc giải 2 bài toán trong cuộc phỏng vẫn các em có sử dụng hình vẽ để mô tả