Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí trong dạy học chương sóng cơ và sóng âm (vật lý 12) góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh

Mục tiêu phát triển giáo dục của bậc trung học phổ thông được chính phủ xác định là: “Thực hiện chương trình phân ban hợp lý nhằm đảm bảo cho học sinh có học vấn phổ thông, cơ bản theo

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐÀO NGỌC DŨNG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG „„SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM‟‟ (VẬT LÍ 12) GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NẮM VỮNG KIẾN THỨC CHO HỌC SINH

Chuyên ngành: LL&PPDH Bộ Môn Vật lí

Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Văn Khải

Thái Nguyên – 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong trong bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học nào

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2014

Tác giả

Đào Ngọc Dũng

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè, người thân Với những tình cảm chân thành và trân trọng nhất, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Khải đã tận tình đóng góp những

ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau đại học, khoa Vật

lí, các thầy cô giáo giảng dạy cùng toàn thể các bạn học viên lớp cao học K19 trường ĐHSP – ĐHTN đã tận tình giảng dạy, góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và làm luận văn

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo của trường THPT Dân Lập Bình Lục, trường THPT C Bình Lục – Hà Nam đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2014

Tác giả

Đào Ngọc Dũng

MỤC LỤC

Trang bìa phụ

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các bảng biểu iv

Danh mục hình v

Danh mục các từ viết tắt vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1.CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNGVÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍTRONG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 6

1.1 Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu 6

1.2 Kiến thức và chất lượng nắm vững kiến thức 9

1.2.1 Các mục tiêu và nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường THPT 9

1.2.1.1 Mục tiêu dạy học vật lí ở trường THPT 9

1.2.1.2 Nhiệm vụ dạy học vật lí ở trường THPT 11

1.2.2 Chất lượng nắm vững kiến thức vật lí của học sinh 13

1.2.2.1 Tính chính xác của kiến thức 14

1.2.2.2 Tính hệ thống của kiến thức 14

1.2.2.3 Tính khái quát của kiến thức 14

1.2.2.4 Tính bền vững của kiến thức 15

1.2.2.5 Tính áp dụng được của kiến thức và khả năng vận dụng chúng 15

1.3 Bài tập vật lí 15

1.3.1 Khái niệm bài tập vật lí 15

1.3.2 Vai trò của bài tập vật lí 16

1.3.3 Phân loại bài tập Vật lí 18

1.3.4 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí theo hướng nâng cao chất lượng năm vững kiến thức cho học sinh 23

1.3.4.1 Xây dựng hệ thống bài tập vật lí 23

1.3.4.2 Sử dụng bài tập Vật lí 31

1.4 Nghiên cứu thực trạng dạy học sử dụng hệ thống bài tập vật lí chương

“sóng cơ và sóng âm” 34

1.4.1 Mục đích điều tra 34

1.4.2 Phương pháp điều tra 34

1.4.3 Đối tượng điều tra 34

1.4.4 Kết quả điều tra 34

CHƯƠNG 2.XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍKHI DẠY HỌC CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM” 37

2.1 Phân tích mục tiêu và nội dung dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” 37

2.1.1 Đặc điểm về nội dung kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” 37

2.1.2 Cấu trúc chương “Sóng cơ và sóng âm” 38

2.1.3 Mục tiêu dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” 39

2.1.3.1 Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trình 39

2.1.3.2 Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn kiến thức, kĩ năng 40

2.2 Xây dựng hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu và nội dung dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” 42

2.2.1 Hệ thống bài tập sử dụng cho xây dựng kiến thức mới 42

2.2.2 Hệ thống bài tập sử dụng cho ôn tập, hệ thống hóa và luyện tập 44

2.2.3 Hệ thống bài tập sử dụng cho kiểm tra đánh giá 49

2.3 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức về chương “Sóng cơ và sóng âm” trong chương trình (Vật lí 12) 55

2.3.1 Sử dụng bài tập trong xây dựng kiến thức mới 55

2.3.2 Sử dụng bài tập trong bài học luyện tập, ôn tập nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh 59

2.3.3 Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng bài tập bài: “Sóng cơ, sự truyền sóng cơ” 59

2.3.4 Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng bài tập bài: “Giao thoa sóng” 78

2.4 Sử dụng bài tập nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh 96

CHƯƠNG 3.THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 102

3.1 Mục đích, nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 102

3.1.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 102

3.1.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 102

3.2 Đối tượng, phương pháp thực nghiệm sư phạm 102

3.2.1 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 102

3.2.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 102

3.2.2.1 Chọn mẫu thực nghiệm 102

3.2.2.2 Tiến hành dạy thực nghiệm và quan sát giờ học 103

3.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 103

3.3.1 Về mặt định tính 103

3.3.2 Về mặt định lượng 104

3.4 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 104

3.4.1 Khống chế những ảnh hưởng không mong muốn tới kết quả thực nghiệm sư phạm 104

3.4.2 Chuẩn bị thực nghiệm 104

3.4.3 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 105

3.5 Kết quả thực nghiệm sư phạm 105

3.5.1 Kết quả quan sát các hoạt động biểu hiện nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức 105

3.5.2 Xử lí kết quả thực tập sư phạm 106

3.5.3 Kết quả các bài kiểm tra 108

3.5.3.1 Kết quả bài kiểm tra lần 1 108

3.5.3.2 Kết quả bài kiểm tra lần 2 111

3.6 Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 113

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 116

TÀI LIỆU THAM KHẢO 119

PHỤ LỤC 122

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Phân phối chương trình chương “Sóng cơ và sóng âm” 37

Bảng 3.1: Thống kê các hoạt động biểu hiện của mức độ nắm vững kiến thức của HS 105

Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra lần 1 108

Bảng 3.3: Kết quả xếp loại học tập lần 1 108

Bảng 3.4: Bảng phân bố tần suất lần 1 109

Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra lần 2 111

Bảng 3.6: Kết quả xếp loại học tập lần 2 111

Bảng 3.7: Bảng phân bố tần suất lần 2 112

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1: Biểu đồ xếp loại học tập lần 1 109

Hình 3.2: Đồ thị phân bố tần suất lần 1 110

Hình 3.3: Đồ thị phân bố tần suất lũy tích lần 1 110

Hình 3.4: Biểu đồ xếp loại học tập lần 2 111

Hình 3.5: Đồ thị phân bố tần suất lần 2 113

Hình 3.6: Đồ thị phân bố tần suất lũy tích lần 2 113

TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sƣ phạm NXB Nhà xuất bản

BTVL Bài tập vật lí

MỞ ĐẦU

1/ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Giáo dục có vai trò rất lớn trong việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao Chính vì thế trong tình hình của đất nước ta hiện nay giáo dục phải được xem là mục tiêu quan trọng hàng đầu trong quan điểm đầu tiên của các quan điểm chỉ đạo phát triển giáo dục Đảng và chính phủ ta cũng xác định rằng “giáo dục là quốc sách hàng đầu”

Mục tiêu phát triển giáo dục của bậc trung học phổ thông được chính

phủ xác định là: “Thực hiện chương trình phân ban hợp lý nhằm đảm bảo cho

học sinh có học vấn phổ thông, cơ bản theo một chuẩn thống nhất, đồng thời tạo điều kiện cho sự phát triển nhân lực của mỗi học sinh, giúp học sinh có hiểu biết về kĩ thuật…[9]” Để đáp ứng được mục tiêu này thì trong quá trình

dạy học đòi hỏi phải không ngừng đổi mới, hiện đại hóa phương pháp, nội dung dạy học về các lĩnh vực khoa học tự nhiên, khoa học xã hội nhân văn nhằm phát triển năng lực tự học cho các em, để các em có khả năng chiếm lĩnh được các kiến thức mới và nhanh chóng tiếp thu được cái mới khi vào đời

Quá trình dạy học ở trường trung học hiện nay tồn tại rất nhiều mâu

thuẫn Cụ thể là: “trong học sinh, mâu thuẫn giữa một bên là tư duy cụ thể phát

triển và một bên là tư duy trừu tượng kém phát triển” [5] Đa số các em còn

thiên về cách học thuộc lòng, quen làm với các mẫu đã cho sẵn…do đó mà khả

năng phân tích, tổng hợp của các em còn yếu Và “mâu thuẫn giữa khối lượng

tri thức đang được đổi mới tăng lên phức tạp và thời gian học tập không thể tăng lên được”[5], thực tế việc giảng dạy các môn khoa học tự nhiên nói chung

và bộ môn vật lý nói riêng ở trường phổ thông vẫn còn quá phụ thuộc vào phương pháp dạy học cổ truyền, nhồi nhét kiến thức cho học sinh vì thế mà các

em không thể phát huy được năng lực của mình và còn nhiều mâu thuẫn nữa Chỉ có cách giải quyết tốt nhất mâu thuẫn này mới nâng cao được chất lượng giáo dục từ đó mới phát triển tốt nền giáo dục ở Việt Nam

Và để giải quyết các mâu thuẫn này thì cũng đòi hỏi phải đổi mới phương pháp, nội dung dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của người học Bản chất của hướng này là khơi gợi, phát huy năng lực tìm tòi sáng tạo… của người học thông qua việc tạo điều kiện cho họ giải quyết vấn đề

Là một giáo viên vật lí tôi nhận thấy rằng việc dạy học các môn khoa học ở nhà trường không chỉ giúp học sinh có một số kiến thức cụ thể nào đó

mà quan trọng hơn trong quá trình dạy các kiến thức cụ thể đó phải rèn luyện cho học sinh tiềm lực để khi ra trường họ có thể tự học tập, có khả năng giải quyết các vấn đề nhằm đáp ứng những đòi hỏi đa dạng của cuộc sống Môn vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, giải bài tập là một trong những hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, kích thích tính tích cực, chủ động … của học sinh

Do vậy để nâng cao được chất lượng dạy học, phát huy được năng lực của học sinh trong dạy học nói chung và trong dạy học vật lý nói riêng thì ta phải vận dụng nhiều phương pháp và biện pháp dạy học khác nhau Trong đó việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí là một trong những biện pháp

đó Bởi vì các bài tập vật lí có tầm quan trọng trong việc xây dựng kiến thức

mới, “ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo cho học

sinh, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn, rèn luyện cho các em vận dụng kiến thức một cách khái quát, thói quen làm việc tự lực…”[24]

Vì những lý do trên nên tôi quyết định lựa chọn đề tài: “Xây dựng và

sử dụng hệ thống bài tập vật lý trong tiến trình dạy học chương “sóng cơ

và sóng âm” (Vật lí 12) góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến

thức cho học sinh”

2/ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học

chương “Sóng cơ và sóng âm” của vật lí 12 nhằm góp phần nâng cao chất

lượng nắm vững kiến cho học sinh

3/ KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

• Phương pháp và kĩ thuật thực nghiệm vật lý ở trường phổ thông

• Học sinh lớp 12 khi học tập chương “Sóng cơ và sóng âm”

Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài

tập vật lí khi dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” (vật lí 12) góp phần

nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh

5/GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu xây dựng và sử dụng được hệ thống bài tập khi dạy học chương

“Sóng cơ và sóng âm” (Vật lí 12) phù hợp với quan điểm hiện đại về chất lượng

kiến thức trong dạy học vật lí thì có thể nâng cao chất lượng nắm vững kiến

thức cho học sinh

6/ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

• Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc đổi mới phương pháp dạy học trong dạy học vật lí

• Phân tích nội dung , kiến thức cần dạy của chương

• Nghiên cứu những yêu cầu chung đối với việc dạy học bài tập vật lí (BTVL), đề xuất những biện pháp nhằm góp phần phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh trong việc sử dụng BTVL

• Xây dựng một số bài tập thuộc chương “Sóng cơ và sóng âm”

• Tiến hành thực nghiệm sư phạm các bài tập đã xây dựng nhằm đánh giá và rút ra kết luận

7/ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

7.1 Phương pháp nghiên cứu luận

• Nghiên cứu mục tiêu đổi mới trong dạy học nói chung và trong dạy học vật lý nói riêng

• Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học về việc sử dụng BTVL theo tinh thần đổi mới phương pháp dạy học

• Nghiên cứu những chính sách, văn kiện của Đảng, nhà nước, Bộ giáo dục về việc nâng cao chất lượng giáo dục

7.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành thực nghiệm sư phạm có đối chứng để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng bài tập vật lí ở trường THPT

7.3 Phương pháp điều tra giáo dục

Điều tra thực trạng của việc sử dụng bài tập vật lí (BTVL): những thuận lợi, khó khăn của việc sử dụng bài tập vật lí ở trường THPT

7.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp này nhằm xử lý các số liệu thu thập được từ đó

có cơ sở rút ra những kết luận phù hợp

8/ NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN

• Góp phần cụ thể hóa các vấn đề lí luận về bài tập vật lí theo định hướng xây dựng về sử dụng hệ thống bài tập vào việc dạy học nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh

• Xây dựng được và sử dụng hệ thống bài tập theo định hướng nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh (HS) khi dạy học chương

“Sóng cơ và sóng âm” (vật lí 12) Kết quả nghiên cứu có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên vật lí

9/ CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Phần mở đầu

Phần nội dung

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí trong tiến trình dạy học

Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí khi dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm”

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG

VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ

TRONG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1.1 Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu

Việc dạy học bài tập vật lí trong nhà trường không chỉ giúp học sinh hiểu được một cách sâu sắc và đầy đủ kiến thức quy định trong chương trình

mà còn giúp các em vận dụng kiến thức đó giải quyết những nhiệm vụ của bài tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra

Để đạt được điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những kĩ xảo cuộc sống hàng ngày Kĩ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước đo mức độ sâu sắc và vững vàng những kiến thức mà học sinh đã thu nhận được Với vai trò là cách thức vận dụng, bài tập vật lí có một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

Trước hết, Vật lí là một môn khoa học giúp học sinh nắm được các quy luật vận động của thế giới vật chất và bài tập vật lí giúp học sinh hiểu rõ những quy luật ấy, biết phân tích và vận dụng những quy luật vào thực tiễn.Trong nhiều trường hợp mặc dù giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợp logic, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, quy tắc và có kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chưa đủ

để học sinh hiểu và nắm vững sâu sắc kiến thức Chỉ thông qua việc giải bài tập vật lí dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập Vật lí đặc trưng học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp,

so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa… để giải quyết vấn đề, do đó tư duy

của học sinh có điều kiện để phát triển, kiến thức được vững vàng hơn Do đó

có thể nói bài tập vật lí là phương tiện rất tốt để giúp học sinh nắm vững kiến thức, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn khi gặp phải trong cuộc sống

Bài tập vật lí là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ học lý thuyết chưa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh Đặc biệt, để giải được bài tập vật lí dưới hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh ngoài việc nhớ đến kiến thức tổng hợp, chính xác ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh

đó học sinh phải giải nhiều dạng bài tập khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm được cái chung, cái khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng Trong các bài tập học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ đó mà học sinh nắm được những biểu hiện cụ thể của chúng trong thực tế, phát hiện được ngày càng nhiều những hiện tượng thuộc ngoại diện của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay phạm vi ứng dụng của chúng Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật vật lí không kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lí mà còn tiếp tục ở giai đoạn vận dụng thực tế Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, bài tập vật lí sẽ giúp học sinh thấy được những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn kiến thức đã học

Vì lí do trên, trong chương trình sách giáo khoa vật lí hiện nay ở các cấp học quỹ thời gian dành cho giải bài tập vật lí cũng tăng lên Các nghiên cứu khoa học về vấn đề này chiếm một vị trí đáng kể

Các nghiên cứu này khai thác nhiều mặt, nhiều góc cạnh khác nhau của bài tập vật lí với những mục đích khác nhau

Các nghiên cứu đó có thể nghiên cứu với mục đích cung cấp một phương pháp dạy học hoặc lí luận dạy học về bài tập vật lí của từng đơn vị kiến thức vật lí phổ thông Cụ thể như luận án tiến sĩ của Nguyễn Thế Khôi

(1995) về một số phương án xây dựng hệ thống bài tập động lực học nhằm

giúp học snh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề; hay cuốn bài tập về phương pháp dạy bài tập vật lí của GS – TS Phạm Hữu Tòng (1994)… ngoài ra còn nhiều luận văn thạc sĩ khoa học

nghiên cứu về vấn đề này như: Đồng Thị Vân Thoa (2001) với một số biện

pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức của Học sinh THPT miền núi khi giảng dạy bài tập vật lí, Nguyễn Thị Mai Anh (2002) với phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh lớp 10 THPT qua giải bài tập vật lí bằng phương pháp vectơ Nguyễn Thị Nga (2004) với lựa chọn và phối hợp các giải pháp nhằm tích cực hóa nhận thức của hoạt động học tập của học sinh THPT trong giờ bài tập vật lí Đỗ Thị Thúy Nga (2009) với phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học hiện đại để phát triển hứng thú và năng lực tự học tập của học sinh qua các hoạt động giải bài tập vật lí, hay gần

nhất: Luận án tiến sĩ của Nguyễn Thanh Hải với nghiên cứu xây dựng và sử

dụng hệ thống bài tập định tính trong dạy học cơ học vật lí 10 THPT…

Ngoài ra còn rất nhiều nghiên cứu về phân loại và các phương pháp giải bài tập vật lí theo hình thức hệ thống bài tập theo nội dung, theo phương pháp giải Đó là các tài liệu tham khảo hữu ích về bài tập vật lí 12 THPT như:

Hướng dẫn giải bài tập và câu hỏi trắc nghiệm của các tác giả Bùi Quang

Hân, Nguyễn Duy Hiền, Nguyễn Tuyến, Phương pháp giải toán vật lí 12 – PGS.TS Vũ Thanh Khiết (chủ biên), Giải toán Vật lí 12 của tác giả Bùi Quang Hân, bài tập điển hình của tác giả Nguyễn Cảnh Hòe… Các nghiên

cứu về bài tập vật lí thực sự đã đem lại nguồn tài liệu phong phú và hữu ích cho giáo viên dạy vật lí và học sinh Tuy nhiên, nghiên cứu về bài tập nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh chưa được đầy đủ

Mục tiêu giáo dục THPT, trong mục 1 điều 27 đã chỉ rõ: “Mục tiêu của

giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đaọ đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mĩ, và các kĩ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ tổ quốc”.[17]

Trong luật giáo dục cũng đã chỉ rõ: “phương pháp dạy học phổ thông

phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc trưng của môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện từng lớp học, bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học,khả năng hợp tác, rèn luyện

kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú và trách nhiệm học tập cho học sinh”[17] Do đó mục tiêu cụ

thể của môn học vật lí ở phổ thông trung học đề ra có nhiều yêu cầu toàn diện

Các đại lượng, các định luật và nguyên lí vật lí cơ bản

Những nội dung chính của một số thuyết vật lí quan trọng nhất

Những ứng dụng phổ biến của vật lí trong đời sống và sản xuất

Các phương pháp chung của nhận thức khoa học và những phương pháp đặc thù của vật lí, trước hết là phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình

b) Kĩ năng

Biết quan sát các hiện tượng và quá trình vật lí trong tự nhiên, trong đời sống hàng ngày hoặc trong các thí nghiệm, biết điều tra, sưu tầm, tra cứu các tài liệu từ các nguồn khác nhau để thu thập thông tin cần thiết cho việc học tập môn Vật lí

Sử dụng được các dụng cụ đo phổ biến của vật lí, biết lắp ráp và tiến hành thí nghiệm vật lí đơn giản

Biết phân tích, tổng hợp và xử lí các thông tin thu được để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay về bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình vật lí, cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra

Vận dụng được kiến thức vật lí để mô tả, giải thích các hiện tượng và quá trình vật lí, giải các bài tập vật lí và giải quyết các vấn đề đơn giản trong đời sống và sản xuất ở mức độ phổ thông

Sử dụng được các thuật ngữ vật lí, các biểu, bảng, đồ thị để trình bày

rõ ràng, chính xác những hiểu biết cũng như kết quả thu được qua thu thập và

xử lí thông tin

c) Thái độ

Có hứng thú học vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng những đóng góp của vật lí cho sự tiến bộ của xã hội và công lao của các nhà khoa học

Có thái độ khách quan, trung thực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn vật lí, cũng như trong việc

Vật lí là một nghành khoa học nghiên cứu các quy luật, các tính chất chung nhất của cấu trúc, sự tương tác và chuyển động của vật chất Vật lí không chỉ liệt kê, mô tả hiện tượng mà còn đi sâu nghiên cứu bản chất, khảo sát mặt định lượng và tìm ra quy luật chung của chúng Sự phát triển của vật lí

có liên quan mật thiết với tư tưởng triết học, là cơ sở của nhiều nghành khoa học, kĩ thuật và công nghệ tiên tiến Các kiến thức vật lí được xem như những

mô hình được con người xây dựng nên để biểu đạt hiện thực “Môn vật lí ở

trường phổ thông góp phần hoàn chỉnh học vấn phổ thông và góp phần làm phát triển nhân cách của học sinh, chuẩn bị cho học sinh bước vào cuộc sống lao động, sản xuất, bảo vệ Tổ Quốc hoặc tiếp tục học lên…”[25]

Chính vì vậy môn vật lí ở trường phổ thông có các nhiệm vụ sau:

a) Trang bị cho học sinh các kiến thức vật lí phổ thông cơ bản, hiện đại,

có hệ thống

Các hiện tượng vật lí

Các khái niệm vật lí

Các định luật vật lí

Nội dung chính của các thuyết vật lí

b) Phát triển tư duy khoa học và năng lực sáng tạo của học sinh

Bồi dưỡng phương pháp học tập, lòng ham thích nghiên cứu khoa học

và ý thức tích cực chủ động trong quá trình chiếm lĩnh, xây dựng, vận dụng tri thức vật lí cho học sinh Rèn luyện cho họ có khả năng thực hành tự lập, năng động và sáng tạo trong học tập, lao động sản xuất, thích ứng với sự phát triển của thời đại

c) Hình thành thế giới quan duy vật biện chứng

Làm cho học sinh hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật chất, vật chất luôn luôn ở trạng thái vận động và vận động theo quy luật Củng cố lòng tin ở khoa học, ở khả năng nhận biết ngày càng chính xác và đầy đủ các quy luật

tự nhiên của con người Góp phần giáo dục lòng yêu nước, yêu chủ nghĩa xã hội, tinh thần hợp tác quốc tế và thái độ đối với lao động, với môi trường cho học sinh Bồi dưỡng cho họ phẩm chất, nhân cách người lao động có tri thức, có đạo đức cách mạng, có bản lĩnh vươn lên chiếm lĩnh đỉnh cao trí tuệ nhân loại

d) Góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và giáo dục thẩm mĩ

Làm cho học sinh nắm được những nguyên lí cơ bản về các quá trình sản xuất của những nghành chủ yếu, nắm được cấu tạo và hoạt động cũng như

kĩ năng sử dụng các dụng cụ đo lường, các máy móc đơn giản rèn luyện cho học sinh phương pháp thực nghiệm khoa học, biết tổ chức công tác thực hành,

biết xử lí các số liệu thực nghiệm, có kĩ năng sử dụng các hằng số, các đồ thị, các phép tính toán đơn giản… Chuẩn bị cơ sở tâm lí và năng lực hoạt động thực tiễn cho học sinh; Giúp họ trong định hướng nghề nghiệp, hiểu biết về cái đẹp và chủ động tham gia vào các quá trình sản xuất, hoạt động xã hội Đảm bảo cho việc dạy học vật lí gắn với đời sống, với khoa học kĩ thuật và công nghệ hiện đại

Các nhiệm vụ trên có mối liên quan chặt chẽ với nhau được tiến hành đồng thời trong quá trình dạy học Vật lí Trên cơ sở hệ thống kiến thức Vật lí, đặc điểm đối tượng học sinh và nhiệm vụ của mỗi nhà trường, giáo viên cần thực hiện đúng con đường nhận thức khoa học và tổ chức tốt các hoạt động học tập của học sinh

1.2.2 Chất lượng nắm vững kiến thức vật lí của học sinh

Kiến thức của học sinh là kết quả của quá trình nhận thức, là tiền đề của hoạt động sáng tạo trong quá trình tìm hiểu và cải tạo thế giới của họ Kiến thức bao gồm một tập hợp nhiều mặt về số lượng và chất lượng của các biểu tượng và khái niệm lĩnh hội được, nó được ghi nhớ và tái tạo khi có những đòi hỏi tương ứng Kiến thức được hình thành, củng cố và phát triển trong quá trình học tập của học sinh

Kiến thức vật lí là kết quả phản ánh trong đầu óc con người về các tính chất, các mối quan hệ quy luật các sự vật, hiện tượng vật lí và về cách nhận thức, vận dụng kết quả phản ánh đó của con người Kiến thức vật lí phản ánh tính chất chung của cấu trúc, sự tương tác và chuyển động của vật chất, tính bản chất và quy luật chung của thế giới tự nhiên, là kết quả lao động sáng tạo của nhiều nhà khoa học Kiến thức vật lí là cơ sở của nhiều ngành khoa học kĩ thuật và công nghệ đồng thời là tiền đề cho hoạt động sáng tạo, tìm hiểu và cải tạo thế giới của con người Do vậy chất lượng kiến thức vật lí được nhận biết ở các dấu hiệu sau

1.2.2.1 Tính chính xác của kiến thức

Dấu hiệu chất lượng đặc trưng bởi mức độ tương ứng mà học sinh lĩnh hội được các khái niệm, các định luật, các lí thuyết và tư tưởng Vật lí chủ yếu của chương trình vật lí phổ thông ở từng cấp, từng ban với nội dung khoa học của chúng Nghĩa là các luận điểm khoa học của vật lí được chuẩn bị kĩ cả về nội dung và phương pháp truyền thụ, nó không chỉ đảm baỏ tính khoa học chính xác mà còn đáp ứng được trình độ phát triển trí tuệ,hiểu biết và kinh nghiệm của học sinh Mức độ chính xác của kiến thức Vật lí của học sinh biểu hiện ở sự phát biểu miệng và ngôn ngữ viết ở hình thức trình bày rõ ràng và đúng đắn về mặt khoa học.[12]

1.2.2.2 Tính hệ thống của kiến thức

Nhứng hiểu biết riêng lẻ về các hiện tượng, các khái niệm Vật lí được

hệ thống hóa thành một hệ thống các khái niệm có dung lượng lớn hơn cả về nội dung khoa học và cách biểu hiện Kiến thức Vật lí rất phong phú, cách thức biểu hiện đa dạng, vì thế cần phải liên kết lại thành những hệ thống ngày càng tổng quát hơn Quá trình đó tạo điều kiện cho sự thấu hiểu kiến thức và phát triển năng lực trí tuệ, đặc biệt là các thao tác khái quát hóa và trừu tượng hóa Tính hệ thống của kiến thức còn biểu hiện mối liên hệ logic và phát triển của các khái niệm, định luật, lí thuyết và những ứng dụng của Vật lí.[12]

1.2.2.3 Tính khái quát của kiến thức

Học sinh không chỉ hiểu việc mô tả các đối tượng, hiện tượng vật lí mà cần phải hiểu được bản chất của nó Mặt khác việc chuyển từ sự khảo sát một

số lớn đối tượng riêng lẻ tới việc nghiên cứu các mô hình tổng quát đặc trưng cho các quá trình hiện tại cần phải trừu tượng hóa và khái quát hóa Mức khái quát của kiến thức tạo cho học sinh khả năng khảo sát các quá trình, các đối tượng và hiện tượng Vật lí cùng loại hoặc tương tự, nó biểu hiện năng lực tư duy khái quát của học sinh.[12]

1.2.2.5 Tính áp dụng được của kiến thức và khả năng vận dụng chúng

Mục đích của việc học tập là nhằm áp dụng vốn kiến thức vào hoạt động thực tiễn để hiểu thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó vì lợi ích cộng đồng Ở đây việc giải các bài toán Vật lí, thực hiện các thí nghiệm, nghiên cứu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của các dụng cụ, thiết bị kĩ thuật…

có ý nghĩa đặc biệt trong quá trình lĩnh hội và vận dụng kiến thức Nó góp phần phát triển tính năng động và sáng tạo của tư duy Học sinh làm quen với việc khảo sát bất kì hiện tượng hay quá trình nào ở nhiều khía cạnh, trong điều kiện nhất định và bằng các phương pháp phù hợp…tính áp dụng được của kiến thức và khả năng vận dụng chúng là dấu hiệu bản chất của chất lượng lĩnh hội kiến thức, là cơ sở phát triển năng lực tư duy sáng tạo, kĩ năng

và thói quen vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn đời sống sản xuất [12]

1.3 Bài tập vật lí

1.3.1 Khái niệm bài tập vật lí

Bài tập là bài ra cho học sinh làm để tập vận dụng những kiến thức

đã học

Theo GS.TSKH Thái Duy Tuyên, “Bài tập là một hệ thống thông tin

xác định bao gồm hai tập hợp gắn bó chặt chẽ và tác động qua lại với nhau gồm: [27]

Những điều kiện là tập hợp những dữ liệu xuất phát, diễn tả trạng thái ban đầu của bài tập từ đó có thể tìm ra cách giải quyết, đó là “cái cho” hay

Như vậy: Bài tập vật lý được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết, bằng những suy luận logic, phép toán và thí nghiệm trên cơ

sở các khái niệm, các thuyết, các định luật và các phương pháp vật lí

1.3.2 Vai trò của bài tập vật lí

Theo GS Nguyễn Đức Thâm, “bài tập là một phương tiện hiệu quả

để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh” [24] Tùy theo cách đặt

câu hỏi kiểm tra mà ta có thể phân loại được mức độ nắm vững kiến thức của

HS, khiến cho việc đánh giá chất lượng HS được chính xác

Việc giảng dạy bài tập vật lý trong nhà trường không chỉ giúp học sinh hiểu được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình mà còn giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra Muốn đạt được diều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước do mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận được Bài tập vật lí với chức năng là một phương pháp dạy học có một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở trường phổ thông

Trước hết, vật lí là một môn khoa học giúp học sinh nắm được qui luật vận động của thế giới vật chất và bài tập vật lí giúp học sinh hiểu rõ những qui luật ấy, biết phân tích và vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn Trong nhiều trường hợp mặt dù người giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợp lôgíc, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, qui tắc và có kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chưa đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức Chỉ thông qua việc giải các bài tập vật lí dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lí đặt

ra, học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa , trừu tượng hóa … để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của học sinh có điều kiện để phát triển Vì vậy có thể nói bài tập vật lí là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống của học sinh

Bài tập vật lí là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ học lý thuyết chưa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh

Đặc biệt, để giải được các bài tập vật lí dưới hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải thật nhiều các dạng bài tập khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học

“Trong quá trình dạy học vật lí, các bài tập vật lí có tác dụng giúp

học sinh ôn tập, đào sâu mở rộng kiến thức”[18] Chẳng hạn khi giải bài tập

học sinh phải vận dụng kiến thức vật lí đã học vào để giải quyết các trường hợp cụ thể, đa dạng của bài toán, Học sinh sẽ nắm được những ứng dụng quan trọng của kiến thức trong thực tế, trong kĩ thuật Từ đó tạo cho Học sinh sự tò

mò, hứng thú học tập môn Vật lí

“Bài tập Vật lí là điểm khởi đầu để dẫn tới kiến thức mới”[18] Ví dụ

khi cho một bài tập các học sinh sẽ chủ đông vận dụng linh hoạt những kiến thức đã học để nhận thức các vấn đề mới Đây là cơ sở nhằm đảm bảo cho Học sinh lĩnh hội kiến thức mới một cách sâu sắc

“Bài Tập Vật lí giúp Học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, phát triển thói quen vận dụng kiến thức một cách khái quát”[18] Khi giải một bài tập Vật lí đòi hỏi học sinh phải kiên trì, tích cực

suy nghĩ, vừa làm việc tự lực, vừa là việc theo nhóm, theo tập thể Từ đó rèn luyện cho học sinh ý chí quyết tâm vượt khó trong học tập

Một bài tập Vật lí có thể được giải bằng nhiều phương pháp khác nhau

và dù giải theo cách này hay cách khác thì đáp số là như nhau Việc giải bài tập Vật lí theo nhiều phương pháp sẽ gây tranh luận, các học sinh sẽ phát biểu

ý kiến, những nhận định riêng của mình từ đó các em sẽ hăng hái tham gia vào quá trình học tập

“Bài tập vật lí có tác dụng kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh” Thông qua đó giúp cho giáo viên đánh giá chất lượng kiến thức

của học sinh được chính xác để từ đó có những biện pháp phù hợp giúp học sinh nâng cao hơn chất lượng nắm vững kiến thức

Bài tập Vật lí có vai trò rất toàn diện trong dạy học Vật lí chính vì thế việc sử dụng bài tập Vật lí trong dạy học là không thể thiếu, và sử dụng bài tập sẽ giúp học sinh nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của mình

1.3.3 Phân loại bài tập Vật lí [21]

Số lượng các bài tập Vật lí sử dụng trong thực tiễn dạy học hiện nay rất lớn vì vậy cần có sự phân loại sao cho có tính tương đối thống nhất về mặt lí

luận cũng như thực tiễn cho phép người Giáo viên lựa chọn và sử dụng hợp lí các bài tập vật lí trong dạy học

Các bài tập Vật lí khác nhau về nội dung và mục đích, vì vậy có thể phân dạng bài tập theo các phương án sau:

a) Theo nội dung

Các bài tập vật lí được phân thành các bài tập về cơ học, Vật lí phân tử, Điện học … Cách phân chia này có tính quy ước Vì trong nhiều trường hợp trong một bài toán có sử dụng kiến thức của nhiều phần khác nhau

Các bài tập cũng có thể phân chia thành các bài tập có nội dung trừu tượng Ở các bài tập có nội dung trừu tượng, các dữ kiện đều cho dưới dạng kí hiệu, lời giải cũng sẽ biểu diễn dưới dạng một số công thức chứa đựng ẩn số

và dữ kiện đã cho.Ví dụ: “Một người quan sát 1 chiếc phao trên mặt biển thấy

nó nhô cao 5 lần trong 8 giây và khoảng cách 2 ngọn sóng kề nhau là 0,2m Xác định vận tốc truyền sóng biển?” Ngược lại với các bài tập dạng cụ thể, các bài tập cho dưới dạng con số cụ thể Ưu điểm của các bài tập trừu tượng

là nhấn mạnh bản chất Vật lí của hiện tượng mô tả trong bài tập, trong khi đó các bài tập cụ thể mang đặc trưng trực quan gắn liền với thực tiễn, với kinh nghiệm sống của học sinh

Một dạng khác của bài tập có nội dung cụ thể là các bài toán có nội dung

kĩ thuật (kĩ thuật tổng hợp) Trong đó các điều kiện của bài toán liên quan tới kĩ thuật tổng hợp hiện đại, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải… Những bài tập này có vai trò quan trọng về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh Phát triển hứng thú của học sinh với Vật lí, sáng tạo kĩ thuật

Các bài tập có nội dung lịch sử thì trong điều kiện của bài tập phản ánh các sự kiện lịch sử phát triển Vật lí và kĩ thuật, các thí nghiệm có tính chất lịch sử

Để phát triển và duy trì hứng thú học tập vật lí, người ta thường sử dụng các bài tập lí thú làm cho bài tập sinh động Trong các bài tập như vậy

các điều kiện thường chứa đựng các yếu tố nghịch lí hoặc gây trí tò mò cho học sinh Khi lựa chọn nội dung các bài tập nên đi từ đơn giản đến phức tạp, tăng cường cá nhân hóa hoạt động của học sinh tương ứng với năng lực và kiến thức của họ; phân chia bài toán theo các cấp độ: Đơn giản, phức tạp, mức

độ sáng tạo Có thể quy ước mức độ phức tạp của một bài tập như sau: Các bài tập được coi là đơn giản là các bài tập khi giải cần sử dụng một hai công thức hoặc quy tắc, định luật Vật lí, hình thành một, hai kết luận, thực hành một thí nghiệm đơn giản Những bài tập này thường được gọi là các bài tập luyện tập, nhờ các bài tập này có thể củng cố các kiến thức đã học Các bài tập phức tạp hơn (còn gọi là các bài tập tổng hợp) Khi giải thường phải vận dụng một số định luật, nhiều khi thuộc các phần khác nhau của chương trình Vật lí, đưa ra một vài kết luận, sử dụng một số kĩ năng thực nghiệm

Các bài toán sáng tạo gồm hai dạng: Bài toán có đặc trưng nghiên cứu (trả lời câu hỏi “vì sao?”) và bài toán có đặc trưng “thiết kế” trả lời cho câu hỏi “làm thế nào?”)

b) Theo phương pháp giải

Các bài tập thường được phân thành bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm Phân dạng này có ý nghĩa quan trọng, vì nó cho phép giáo viên lựa chọn bài tập tương ứng với sự chuẩn bị toán học của học sinh, mức độ kiến thức và sự sáng tạo của học sinh…

Bài tập định tính

Bài tập định tính là loại bài tập mà việc giải không cần thực hiện một phép tính nào hoặc chỉ làm những phép tính đơn giản Đặc điểm nổi bật của bài tập định tính là ở chỗ trong các điều kiện của bài toán đều nhấn mạnh bản chất Vật lí của hiện tượng Gải bài tập định tính thường lập luận logic trên cở các định luật Vật lí Ví dụ: “Nắm một đầu một sợi dây nhỏ, còn đầu kia cố định vào trên tường, sau đó rung sợi dây Sợi dây sẽ dao động thế nào?”

Khi giải bài tập định tính, học sinh rèn luyện được tư duy logic, khả năng phân tích hiện tượng, trí tưởng tượng khoa học, kĩ năng vận dụng kiến thức vì vậy việc luyện tập tốt bắt đầu từ việc sử dụng baì tập định tính

Bài tập định lượng

Bài tập định lượng là loại bài tập mà khi giải học sinh phải thực hiện một loạt các phép tính để xác định mối quan hệ phụ thuộc về lượng giữa các đại lượng và kết quả thu được là một đáp án định lượng Đây là dạng bài tập

sử dụng rộng rãi, các bài tập này có thể giải trên lớp, trong giờ luyện tập, giao

về nhà cho học sinh tập vận dụng kiến thức Dạng bài tập này có ưu điểm lớn

là làm sâu sắc các kiến thức của học sinh, rèn luyện cho học sinh vận dụng phương pháp nhận thức đặc thù của Vật lí, đặc biệt phương pháp suy luận toán học

Tùy theo phương pháp toán học được vận dụng, bài tập tính toán được quy về các bài tập số học, đại số và hình học

- Phương pháp số học: Phương pháp giải chủ yếu là phương pháp số

học, tác động lên các con số hoặc các biểu diễn chữ mà không cần thành lập phương trình tìm ra ẩn số

- Phương pháp đại số: Dựa trên các công thức Vật lí, lập các phương

trình từ đó giải chúng để tìm ra ẩn số

- Phương pháp hình học: Khi giải dựa vào hình dạng của đối tượng,

các dữ kiện cho theo hình vẽ để vận dụng quy tắc hình học hoặc lượng giác

Trong các phương pháp trên, phương pháp đại số là phương pháp phổ biến nhất, quan trọng hơn cả vì vậy cần thường xuyên quan tâm rèn luyện cho học sinh

Khi giải bài tập tính toán người ta còn sử dụng thủ pháp logic khác nhau cũng có thể coi là phương pháp giải: Đó là phương pháp phân tích và tổng hợp

- Phương pháp phân tích: Cần chia các bài toán đã cho thành các bài

toán nhỏ hơn lời giải bắt đầu từ đại lượng phải tìm hoặc từ việc tìm kiếm các quy luật từ đó cho phép tìm lời giải trực tiếp cho bài toán, khi phân tích bài toán, học sinh sẽ tìm ra quy luật đại lượng phải tìm với đại lượng khác, quá trình tiếp tục cho tới khi tìm ra câu trả lời cuối cùng

- Phương pháp tổng hợp: Đòi hỏi học sinh phải làm rõ lần lượt các mối

quan hệ giữa các dữ liệu cho trong bài tập Cho tới khi xuất hiện các phương trình cho phép liên hệ giữa các dữ liệu đó Như vậy, ngược lại với phương pháp phân tích việc giải bài tập không xuất phát từ đại lượng phải tìm

Hai phương pháp trên đều có giá trị như nhau, chúng bổ sung cho nhau Phương pháp phân tích nếu tìm được công thức đúng thì nhanh chóng hướng tới kết quả bài toán Tuy nhiên, học sinh không tập trung chú ý nhiều vào các giai đoạn trung gian, điều đó nói chung là không có lợi, đặc biệt đối với học sinh yếu, họ sẽ nắm bản chất vật lí kém sâu sắc hơn Phương pháp tổng hợp cho phép đi sâu vào các giai đoạn trung gian, học sinh chú ý tới bản chất Vật

lí và mối liên hệ giữa các đại lượng và hiện tượng Phương pháp tổng hợp giống như phương pháp “thử” và “sai” nên gần với tư duy trực quan, cụ thể của học sinh Trong khi phương pháp phân tích đòi hỏi cao hơn về mức độ tư duy lôgic và chuẩn bị toán học Vì vậy căn cứ vào đối tượng học sinh, mục đích dạy học, giáo viên nên sử dụng hợp lí các phương pháp này

Bài tập đồ thị

Là loại bài tập trong đó các số liệu được dung làm dữ kiện để giải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi học sinh phải biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị Bài tập đồ thị có tác dụng rèn luyện kĩ năng đọc, vẽ đồ thị, và mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng mô tả trong đồ thị

Bài tập thí nghiệm

Là loại bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý

nghiệm này thường là những thí nghiệm đơn giản, bài tập thí nghiệm cũng có thể bài tập dạng định tính hoặc định lượng Bài tập thí nghiệm có tác dụng về

cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí thuyết và thực tiễn Trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho số liệu để giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế, cho nên phần vận dụng các định luật Vật lí

để lý giải các hiện tượng mới là nội dung chính của bài tập thí nghiệm

1.3.4 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí theo hướng nâng cao chất lượng năm vững kiến thức cho học sinh

1.3.4.1 Xây dựng hệ thống bài tập vật lí [12]

a) Quan điểm về xây dựng hệ thống bài tập vật lí

Quan điểm xây dựng hệ thống bài tập vật lí theo hướng nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức mà chúng tôi muốn đưa ra ở đây:

Lựa chọn bài tập theo từng nội dung kiến thức (theo từng chương của chương trình sách giáo khoa)

Lựa chọn bài tập theo mục đích sử dụng: Xây dựng kiến thức mới,

ôn tập, luyện tập, hệ thống hóa kiến thức và kiểm tra đánh giá được sắp xếp theo từng loại: bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm

Với sự sắp xếp này, giáo viên có thể dễ lựa chọn các bài tập cho từng giờ giải bài tập Vật lí ở trên lớp để xây dựng kiến thức mới, luyện tập, ôn tập,

hệ thống hóa kiến thức và sử dụng để kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của học sinh Mặt khác, có thể cung cấp cho học sinh hệ thống bài tập này để học sinh tự học tập, tự nâng cao chất lượng kiến thức

b) Các yêu cầu của hệ thống bài tập vật lí

Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập.[21]

Để xây dựng một hệ thống bài tập theo hướng nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức và nâng cao kết quả học tập của học sinh thì hệ thống bài tập phải đảm bảo một số yêu cầu sau:

* Hệ thống bài tập phải góp phần thực hiện mục tiêu môn học

Bài tập là phương tiện để tổ chức các hoạt động của HS trong quá trình dạy học vật lý nhằm củng cố, khắc sâu, vận dụng và phát triển hệ thống tri thức lí thuyết đã học, hình thành và rèn luyện cho các em các kĩ năng cơ bản

Đó là những kiến thức và kĩ năng hết sức cần thiết giúp các em có điều kiện lựa chọn hướng phát triển, tiếp tục học ở các bậc học cao hơn hoặc đi vào cuộc sống lao động Vì vậy, bài tập phải bám sát mục tiêu, góp phần hoàn thiện mục tiêu môn học

* Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính hệ thống đáp ứng yêu cầu nắm vững kiến thức

Hệ thống các bài tập phải đảm bảo tính hệ thống: Các bài tập trong hệ thống bài tập phải có quan hệ chặt chẽ với nhau, có tác dụng bổ sung cho nhau, bài tập này là cơ sở của bài tập kia Mỗi bài tập ứng với một kĩ năng nhất định, toàn bộ hệ thống gồm nhiều bài tập sẽ hình thành một hệ thống kĩ năng đồng bộ cho người học trong quá trình dạy học vật lý Hệ thống bài tập

sẽ giúp HS hiểu tri thức vật lí một cách sâu sắc hơn và vận dụng tri thức vật lí trong các trường hợp cụ thể một cách hiệu quả

* Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính vừa sức và góp phần nâng cao chất lượng nắm vứng kiến thức cho học sinh

Hệ thống bài tập phải được xây dựng từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, từ tái hiện đến sáng tạo Tuy nhiên dù ở mức độ nào thì độ khó,

độ phức tạp của bài tập cũng không được vượt quá giới hạn kiến thức của chương trình

Khi xây dựng hệ thống bài tập, không nên dàn trải mà cần chọn những bài tập điển hình, tiêu biểu nhằm rèn luyện các thao tác tư duy cho HS Không nên chọn bài tập mang tính vụn vặt mà phải xây dựng những bài tập cơ bản, hướng vào trọng tâm của kiến thức mà HS cần nắm vững

Quá trình dạy học phải luôn hướng vào nhu cầu, hứng thú, khả năng của HS để góp phần phát huy tính tích cực, tự giác và sáng tạo của HS, để HS góp phần phát huy cao độ năng lực độc lập giải quyết vấn đề Để làm được điều này cần áp dụng những phương pháp dạy học tích cực Muốn vậy hệ thống bài tập phải được xây dựng và sử dụng sao cho có thể đưa người học vào những “Tình huống có vấn đề”, làm cho người học có nhu cầu giải quyết vấn đề đặt ra

* Hệ thống bài tập phải phù hợp với quá trình dạy học

Mỗi khâu của quá trình dạy học có những đặc điểm riêng về việc tổ chức, sử dụng các phương pháp và hình thức dạy học Do đó hệ thống bài tập phải được xây dựng sao cho phù hợp với quá trình dạy học Có như vậy bài tập mới góp phần phát huy được vai trò của nó và có tác dụng trong rèn luyện các kỹ năng cho HS Chẳng hạn, ở khâu nghiên cứu kiến thức mới thì bài tập chủ yếu được sử dụng như là việc định hướng để HS tìm tòi kiến thức mới; ở khâu vận dụng, củng cố thì bài tập được sử dụng chủ yếu là nhằm củng cố, đào sâu các kiến thức đã học…

Ngoài ra, việc xây dựng hệ thống bài tập và số lượng bài tập không chỉ phù hợp với khả năng của HS mà còn phải bám sát các nội dung cơ bản của chương, bài, phần, … thời gian tổ chức các hoạt động nhận thức học tập và điều kiện cụ thể của từng loại hình trường, lớp, vùng, miền…

Từ những nguyên tắc về lựa chọn hệ thống bài tập, khi đó việc xây dựng

hệ thống bài tập cần đảm bảo các yêu cầu sau: [21]

Bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và

số lượng các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ trong một đề tài đến trong nhiều đề tài, số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng phải tìm…) giúp học sinh nắm được phương pháp giải các loại bài tập điển hình

Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp vào

việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức cho học sinh

Hệ thống bài tập bao gồm nhiều loại như: Bài tập giả tạo (là loại bài

tập mà nội dung của nó không sát với thực tế), các bài tập trừu tượng và các bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và các bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lí, bài tập có nhiều cách giải khác nhau, bài tập có nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ thể mà giáo viên không nêu lên hoặc chỉ nêu lên hoặc chỉ lên một điều kiện nào đó mà thôi

- Bài tập giả tạo là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế, các quá trình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghép nhiều yếu tố thành một đối tượng phức tạp để luyện tập nghiên cứu Bài tập giả tạo thường là bài tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo các công thức để tìm đại lượng nào đó khi biết đại lượng khác liên quan, mặc dù trong thực tế ta có thể đo nó được trực tiếp.Ví dụ như: Sau khi nghiên cứu xong bài giao thoa sóng, giáo viên có thể ra cho học sinh một bài tập về giao thoa do mình nghĩ ra, không có trong thực tế, để tập cho các em áp dụng các công thức

- Bài tập có nội dung thực tế là bài tập đề cập tới những vấn đề liên quan trực tiếp tới đối tượng có trong đời sống, kĩ thuật Dĩ nhiên, những vấn

đề đó có cần thu hẹp và đơn giản hóa đi nhiều so với thực tế trong bài tập có nội dung thực tế, những bài tập có nội dung kĩ thuật có tác dụng lớn về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp

- Bài tập luyện tập được dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng các kiến thức đã học để giải từng loại bài tập theo mẫu xác định Việc giải những bài tập loại này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập để nắm vững cách giải đối với bài tập nhất định

Khác với bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo là bài tập mà các điều kiện cho trong đầu bài không chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải bài tập Các bài tập sáng tạo có tác dụng rất lớn trong việc phát triển tính tự lực và sáng

tạo của học sinh, giúp học sinh nắm vững kiến thức chính xác, sâu sắc Bài tập sáng tạo có thể là bài tập giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở các kiến thức đã biết (Trả lời câu hỏi “tại sao”) hoặc là bài tập thiết kế, đòi hỏi thực hiện một hiện tượng thực đáp ứng những yêu cầu đã cho (trả lời câu hỏi

phải tự mình giải quyết được vấn đề đó và tìm ra được nhứng kiến thức mới c) Hệ thống hóa bài tập vật lí theo hướng nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức

Căn cứ vào các nguyên tắc lựa chọn, và yêu cẩu của hệ thống bài tập có thể chia thành các dạng sau:

* Hệ thống bài tập sử dụng khi xây dựng kiến thức mới

Với trình độ toán học khá phát triển, nhiều khi bài tập được sử dụng khéo léo để có thể dẫn dắt học sinh đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra Đó là những bài toán thường dẫn tới kết quả có tính chất nghịch

lí hoặc không phù hợp với thực tế, trên cơ sở đó tạo ra vấn đề cần giải quyết

* Hệ thống bài tập sử dụng cho ôn tập, luyện tập, hệ thống hóa tri thức Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm được cái chung

cái khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng

Trong các bài tập, học sinh phải vận dụng các kiến thức khái quát và trừu tượng đó vào trường hợp cụ thể, nhờ thế mà học sinh nắm được những biểu hiện cụ thể của nó trong thực tế, phát hiện được ngày càng nhiều hiện tượng thuộc ngoại diện của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hoặc thuộc phạm vi ứng dụng của nó

Hệ thống bài tập xây dựng được dùng để rèn luyện cho HS áp dụng các kiến thức đã học để giải từng loại bài tập, việc giải những bài tập này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho HS luyện tập, ôn tập để nắm vững kiến thức đã học

* Hệ thống bài tập sử dụng cho kiểm tra đánh giá

Đề kiểm tra là phương tiện đánh giá kết quả của học sinh sau khi học xong một chủ đề, một chương, một học kì hay toàn bộ chương trình đã học

Kiểm tra là một cách thức thu thập thông tin về biểu hiện kiến thức, kĩ năng và thái độ học tập của học sinh trong học tập và nó là cơ sở để đánh giá

Đánh giá kết quả học tập của học sinh làm cơ sở cho những chủ trương biện pháp và hành động giáo dục tiếp theo nhằm phát huy kết quả, sửa chữa thiếu sót

Kiểm tra - đánh giá phải có sự hướng dẫn và chỉ đạo chặt chẽ của các cấp quản lí giáo dục, có sự hỗ trợ của đồng nghiệp và nhất là giáo viên cùng

bộ môn, lấy ý kiến xây dựng của học sinh để hoàn thiện phương pháp dạy học

và kiểm tra – đánh giá, không rời xa chủ đề năm học

Để biên soạn một đề kiểm tra, người ra đề cần thực hiện theo quy trình sau:

Xác định mục đích của đề kiểm tra

Đề kiểm tra là một công cụ dùng để đánh giá kết quả học tập của học sinh, sau khi học xong một chủ đề, một chương, một học kì, một lớp hay một cấp học, nên người soạn đề kiểm tra cần căn cứ vào yêu cầu của việc kiểm tra, căn cứ vào chuẩn kiến thức kĩ năng của chương trình và thực tế học tập của học sinh để xây dựng mục đích của đề kiểm tra cho phù hợp

Xác định hình thức kiểm tra

Đề kiểm tra dưới hình thức trắc nghiệm khách quan – tự luận

Đây là loại hình thường là câu hỏi, bài tập mà các phương án trả lời đã

có sẵn Tiêu chí này có kết quả đánh giá là đơn nhất, hoàn toàn không phụ thuộc vào ý kiến chủ quan của người chấm Mặt khác, trắc nghiệm khách

quan còn có nhiều ưu điểm như: Có tính toàn diện - hệ thống hơn, tiêu chí đánh giá là đơn nhất nên kết quả đánh giá sẽ khách quan hơn so với hình thức

tự luận, công việc chấm bài không cần nhiều thời gian Tuy nhiên, không thể nào không có nhược điểm như biên soạn đề mất rất nhiều thời gian, không cho phép đánh giá được năng lực diễn đạt của học sinh

Thiết lập ma trận đề kiểm tra

Căn cứ vào nội dung, thời lượng của đề kiểm tra (15 phút, 45 phút, học kì….), đối tượng học sinh, hình thức kiểm tra để lựa chọn phân phối số lượng câu hỏi và bài tập ở các cấp độ khác nhau để sắp xếp câu hỏi và bài tập trong khung ma trận đề kiểm tra

Mỗi một phương án kiểm tra (chẳng hạn như 100% tự luận hay 100% trắc nghiệm khách quan, hay phối hợp tự luận và trắc nghiệm khách quan theo một tỉ lệ nào đó) thì xây dựng được một khung ma trận đề kiểm tra

Dựa vào khung ma trận đề kiểm tra và những thông số (bậc, thời gian) của câu hỏi, bài tập ta tính được tỉ lệ phần trăm các câu hỏi, bài tập giữa các bậc trong một đề kiểm tra đồng thời cũng ước lượng được thời gian làm bài của HS

Biên soạn câu hỏi theo ma trận

Căn cứ vào khung ma trận đề kiểm tra và số lượng các dạng câu hỏi và bài tập ở các cấp độ khác nhau người ra đề lựa chọn câu hỏi và bài tập trong ngân hàng câu hỏi và ài tập

Ứng với mỗi phương án và mỗi cách lựa chọn ta có một đề kiểm tra Nếu ngân hàng càng nhiều câu hỏi và bài tập thì ta thu được nhiều bài kiểm tra có chất lượng tương đương

Biên soạn và hoàn thiện đề kiểm tra về thể thức cũng như nội dung

Cách tính điểm

Cách 1: Lấy điểm toàn bài là 10 điểm và chia đều cho tổng số câu hỏi Cách 2: Tổng số điểm của đề kiểm tra bằng tổng số câu hỏi Mỗi câu trả lời đúng được 1 điểm, điểm toàn bài làm được tính như sau:

(10 Tổng điểm của số câu đúng)/số câu của bài kiểm tra

Xem xét lại việc biên soạn đề kiểm tra

- Kiểm tra lại tình trạng đề kiểm tra: về độ rõ của chữ, số lượng câu, quy cách của từng câu, sự trùng lặp,…

- Đối chiếu từng câu với ma trận đề, xem xét câu hỏi có phù hợp với chuẩn cần đánh giá không, thời gian làm bài đã phù hợp chưa?

Khung ma trận đề kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS có dạng:

KHUNG MA TRẬN ĐỀ KIỂM TRA

Môn:………

(Thời gian:………phút) Nội

năng, thái độ Bậc 3 Kiến thức, kĩ

năng, thái độ Bậc 4 Kiến thức, kĩ

năng, thái độ Cộng

Cấp độ nắm vững kiến thức gồm:

- Bậc 1: Đó là những câu hỏi , bài tập về kiến thức đạt ở mức độ nhận thức hoặc về kĩ năng thể hiện ở việc thực hiện bắt chước được một việc đã học hoặc kết hợp cả hai, có thái độ tiếp nhận

- Bậc 2: Đó là những câu hỏi, bài tập ở mức độ thông hiểu hoặc về kĩ năng thể hiện ở việc thực hiện chính xác được một việc đã học hoặc kết hợp

cả hai, có thái độ đúng mực

- Bậc 3: Đó là những câu hỏi, bài tập về kiến thức ở mức độ vận dụng

cơ bản, giải quyết vấn đề bằng những kiến thức, kĩ năng đã học đòi hỏi đến sự

tư duy logic, phê phán, phân tích, tổng hợp, có thái độ tin tưởng

- Bậc 4: Đó là những câu hỏi, bài tập về kiến thức đạt ở mức độ vận dụng sáng tạo, giải quyết vấn đề bằng những kiến thức, kĩ năng đã học và vốn hiểu biết của bản thân đòi hỏi đến sự tư duy lôgic, phê phán, phân tích, tổng hợp và có dấu hiệu của sự sáng tạo

quyết "tình huống có vấn đề là sự trở ngại về trí tuệ của con người, xuất

hiện khi người đó chưa biết cách giải thích hiện tượng, sự kiện của quá trình thực tại" [23]

Để tạo ra tình huống có vấn đề thì giáo viên phải lựa những bài tập mà nội dung của nó chứa đựng những mâu thuẫn giữa cái đã biết và cái cần tìm, mâu thuẫn đó phải có tính vừa sức, gây được cho HS những hứng thú nhận thức và niềm tin chó thể nhận thức được Tùy thuộc vào đối tượng HS và các

tư liệu cho sẵn, GV có thể lựa chọn các cách tạo tình huống như: Bài tập nội dung có tình huống bất ngờ, bài tập có nội dung tình huống xung đột, bài tập

có nội dung kết luận đúng sai…