Soạn thảo hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải các bài tập chương Các định luật bảo toàn Vật lý 10 theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập học tập

- Soạn thảo hệ thống bài tập đảm bảo tính hệ thống, khoa học theo các mức độ nhận thức: nhận biết, hiểu, vận dụng - Xây dựng kế hoạch sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo khi dạy học ch

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ NINH

SOẠN THẢO HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN “ VẬT LÝ 10 THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP VÀ BỒI DƯỠNG

NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

PPDH : Phương pháp dạy học QDDH : Quan điểm dạy học SGK : Sách giáo khoa

THPT : Trung học phổ thong TN: : Thực nghiệm

TP : Thành phố

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3

4 Phạm vi nghiên cứu 3

5 Mẫu khảo sát 3

6 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

7 Giả thuyết nghiên cứu 4

8 Dự kiến luận cứ 4

9 Phương pháp chứng minh luận điểm 4

10 Cấu trúc luận văn 5

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ PHỔ THÔNG 6

1.1 Quan điểm hiện đại về dạy học 6

1.1.1 Khái niệm về hoạt động dạy học 6

1.1.2 Bản chất của hoạt động dạy 6

1.1.3 Bản chất của hoạt động học tập 7

1.1.4 Mối quan hệ giữa hoạt động dạy và hoạt động học 8

1.1.5 Bản chất của quá trình dạy học 8

1.2 Phương pháp dạy học tích cực 9

1.2.1 Dạy học tăng cường phát huy tính tự tin, tích cực, chủ động, sáng tạo thông qua tổ chức thực hiện các hoạt động học tập của học sinh 9

1.2.2 Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp và phát huy năng lực tự học của học sinh 9

1.2.3 Dạy học phân hóa kết hợp với hợp tác 10

1.2.4 Dạy học kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò 11

1.3 Cơ sở lí luận về dạy giải bài tập vật lý phổ thông 13

1.3.1 Khái niệm về bài tập vật lý 13

1.3.2 Tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý 13

1.3.3 Phân loại bài tập vật lí 14

1.3.4 Lựa chọn bài tập vật lí 19

1.3.5 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí 19

1.3.6 Những yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lí 28

1.4 Thực trạng về hoạt động dạy giải bài tập vật lí ở một số trường trung học phổ thông thuộc thành phố Hà Nội 29

1.4.1 Đối tượng và phương pháp điều tra 29

1.4.2 Kết quả điều tra 29

Kết luận chương 1 31

Chương 2 SOẠN THẢO HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP VÀ BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 33

2.1 Phân tích nội dung khoa học kiến thức về “Các định luật bảo toàn” trong phần “Cơ học” 33

2.1.1 Động lượng 33

2.1.2 Công và công suất 35

2.1.3 Năng lượng 38

2.1.4 Động năng 39

2.1.5 Trường lực thế 41

2.1.6 Thế năng 42

2.1.7 Định luật bảo toàn cơ năng trong trường lực thế 43

2.2 Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình vật lý 10 44

2.2.1 Vị trí chương “Các định luật bảo toàn trong chương trình vật lý phổ thông 44

2.2.2 Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” trong chương trình vật lý 10 cơ bản 45

2.2.3 Nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 46

2.3 Mục tiêu dạy học chương “Các định luật bảo toàn” 51

2.3.1 Mục tiêu về kiến thức và trình độ nhận thức 51

2.3.2 Kỹ năng của học sinh khi học chương “Các định luật bảo toàn” 56

2.4 Phân loại bài tập vật lý chương “Các định luật bảo toàn” 57

2.5 Soạn thảo hệ thống bài tập chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 59

2.5.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập 59

2.5.2 Hệ thống bài tập chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 59

2.6 Dự kiến sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo trong dạy học chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 65

2.7 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 66

Kết luận chương 2 83

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 84

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 84

3.2 Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 84

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 84

3.4 Thời điểm thực nghiệm 15/09/2011 đến 17/10/2011 85

3.5 Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm 85

3.5.1 Tiêu chí để đánh giá 85

3.5.2 Diễn biến thực nghiệm sư phạm 86

3.5.3 Sơ bộ đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo với việc ôn tập củng cố kiến thức, phát huy tính tích cực, tự chủ, tư duy sáng tạo của học sinh 95

3.5.4 Kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh 96

Kết luận chương 3 102

KẾT LUẬN 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Định hướng đổi mới phương pháp dạy và học đã được xác định trong Nghị quyết Trung ương 4 khóa VII (1 - 1993), Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII (12 - 1996), được thể chế hóa trong Luật Giáo dục (12 - 1998), được cụ thể hóa trong các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo, đặc biệt là chỉ thị số 15 (4 - 1999)

Luật Giáo dục, điều 24.2, đã ghi: "Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh"

Có thể nói cốt lõi của đổi mới dạy và học là hướng tới hoạt động học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động của học sinh đối với tất cả các môn học trong trường phổ thông

Vâ ̣t lý là mô ̣t trong những môn ho ̣c rất quan tro ̣ng của ho ̣c sinh trung học phổ thông, là môn thi tốt nghiệp, môn thi đa ̣i ho ̣c của ho ̣c sinh lớp 12 Vâ ̣t

lý không chỉ là một môn học rất hay , được nhiều h ọc sinh yêu thích mà nó còn là một môn khoa học tự nhiên được xếp vào loại môn học khó đối với học sinh Để ho ̣c tốt vâ ̣t lý ho ̣c sinh vừa phải nắm vững những kiến thức lý thuyết bao gồm: Những hiê ̣n tượng vâ ̣t lý , những qui luâ ̣t, đi ̣nh luâ ̣t vâ ̣t lý , những công thức, những phương trình vâ ̣t lý vừa phải biết cách vâ ̣n du ̣ng linh hoa ̣t những kiến thức lý thuyết vào viê ̣c giải các bài tâ ̣p vâ ̣t lý

Bài tập vật lý là một phương tiện củng cố , ôn tâ ̣p kiến thức sinh đô ̣ng Khi giải bài tâ ̣p ho ̣c sinh phải nhớ la ̣i các kiến thức đã ho ̣c , có khi phải sử dụng tổng hợp những kiến thức thuộc nhiều chương , nhiều phần của chương trình

Bài tập vật lý có thể là điểm khởi đ ầu để dẫn dắt đến kiến thức mới Giải bài tập vật lý giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

Giải bài tập là một trong những hình thức làm viê ̣c tự lực cao của ho ̣c sinh Giải bài tập vật lý góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

Bài tập vật lý cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của ho ̣c sin h Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra , ta có thể phân loa ̣i được các mức đô ̣ nắm vững kiến thức của ho ̣c sinh , khiến cho viê ̣c đánh giá chất lượng kiến thức của ho ̣c sinh được chính xác

Thông qua bài tập vật lý có thể cung cấp cho cả giáo viên và học sinh thông tin một cách đầy đủ để xác định, phân tích những khó khăn trong nhận thức của từng học sinh để cả thầy và trò đều phải điều chỉnh hoạt động dạy và hoạt động học Đây là một điều rất quan trọng mà mọi người đều phải quan tâm bởi vì, điều khó nhất đối với mỗi giáo viên là phải “tìm” cho được cái mạnh, cái yếu của từng học sinh trong học tập vật lý không phải chỉ để phán xét, cho điểm mà quan trọng hơn là để uốn nắn, để khích lệ học sinh vươn lên trong nhận thức Đó là thiên chức cao cả của người giáo viên mà xã hội đặt lên vai các nhà giáo

Như vâ ̣y có thể nói , bài tập vật lý giữ một vai trò vô cùng quan trọng trong da ̣y ho ̣c vâ ̣t lý ở trường THPT

Dạy giải bài tập vật lý phổ thông là một trong những học phần bắt buộc trong chương trình đào tạo sinh viên các trường sư phạm Hiện nay, sách tham khảo cho giáo viên và học sinh phổ thông về các bài tập vật lý rất nhiều, nhưng sách hướng dẫn giáo viên dạy cho học sinh kĩ năng phân tích hiện tượng vật lý để giải quyết các bài tập vật lý trong chương trình vật lý phổ thông còn rất thiếu Mà viê ̣c rèn luyê ̣n cho ho ̣c sinh biết cách giải bài tâ ̣p mô ̣t cách khoa học, đảm bảo đi đến kết quả mô ̣t cách chính xác là mô ̣t viê ̣c rất cần thiết Nó không những giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng suy luâ ̣n logic , làm việc một cách khoa học , có kế hoạch Với cương vi ̣

là một giáo viên dạy môn vật lý ở trường THPT tôi rất quan tâm đến vấn đề này Đó cũng là lý do để tôi lựa chọn đề tài trên nghiên cứu

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Soạn thảo hệ thống bài tập chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 đảm bảo tính hệ thống, khoa học theo các mức độ nhận thức: nhận biết, hiểu, vận dụng

- Xây dựng kế hoạch sử dụng hệ thống bài tập khi dạy học chương “Các định luật bảo toàn” và soạn thảo tiến trình hướng dẫn hoạt động giải hệ thống bài tập đó theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh

3 Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy giải bài tập chương “Các định luật bảo toàn” chương trình vật lý 10

Tiến hành trên 225 học sinh của các lớp 10A1, 10A2, 10A3, 10A4,

10A5, trường THPT Thanh Oai B – Hà Nội

6 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của phương pháp dạy học Vật lí để phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh Đặc biệt chú ý đến cơ sở lí luận về dạy giải bài tập vật lí phổ thông

- Phân tích chương trình, nội dung kiến thức và kỹ năng cần đạt được của chương “Các định luật bảo toàn”

- Điều tra thực trạng dạy bài tập chương này ở một số trường THPT thuộc thành phố Hà Nội

- Soạn thảo hệ thống bài tập đảm bảo tính hệ thống, khoa học theo các mức độ nhận thức: nhận biết, hiểu, vận dụng

- Xây dựng kế hoạch sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo khi dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10

- Soạn thảo tiến trình hướng dẫn hoạt động giải hệ thống bài tập đó theo hướng phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hệ thống bài tập đã soạn thảo về tính khả thi và tác dụng phát huy tính tích cực, tự chủ, bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh

- Nêu các kết luận về ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

7 Giả thuyết nghiên cứu

Nếu soạn thảo được một hệ thống bài tập phù hợp với mục tiêu dạy học

và xây dựng tiến trình hướng dẫn hoạt động giải bài tập sao cho phát huy được tính tích cực, tự chủ và sáng tạo của học sinh thì khi vận dụng hệ thống bài tập đó vào dạy học Vật lí sẽ không những giúp học sinh ôn tập củng cố kiến thức mà còn bồi dưỡng được tính tự chủ, năng lực sáng tạo của học sinh

8 Dự kiến luận cứ

8.1 Luận cứ lí thuyết

- Các cơ sở lí luận về dạy học tích cực

- Các biện pháp phát huy tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh trong hoạt động dạy giải bài tập vật lí

8.2 Luận cứ thực tế

- Phiếu điều tra, biên bản dự giờ, trao đổi với giáo viên

- Phiếu điều tra, khảo sát trên học sinh

- Minh chứng của diễn biến dạy học thực nghiệm (Biên bản quan sát giờ học, ảnh chụp )

- Các bài kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh

9 Phương pháp chứng minh luận điểm

Sử dụng nhóm các phương pháp sau:

- Phương pháp nghiên cứu lý luận

+ Nghiên cứu các tài liệu về tâm lý học, lý luận dạy học, các tài liệu về phương pháp dạy học bộ môn vật lý…

+ Nghiên cứu SGK vật lý 10 và các tài liệu khoa học đề cập đến các định luật bảo toàn trong cơ học

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

+ Điều tra thực tiễn hoạt động dạy giải bài tập vật lý ở một số trường THPT ở

Hà Nội

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học để xử lí thông tin từ thực nghiệm sư phạm

10 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn của việc dạy giải bài tập vật

lý phổ thông

Chương 2 Soạn thảo hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Các định luật bảo toàn” vật lý lớp 10 theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ PHỔ THÔNG

1.3 Quan điểm hiện đại về dạy học

1.1.1 Khái niệm về hoạt động dạy học

Dạy học là một bộ phận của quá trình sư phạm tổng thể, là một trong những con đường để thực hiện mục đích giáo dục Dạy học là hoạt động phối hợp của hai chủ thể đó là giáo viên và học sinh Dạy và học là hai hoạt động được thực hiện đồng thời với cùng một nội dung và hướng tới cùng một mục đích Phải khẳng định rằng, nếu hai hoạt động này bị tách rời sẽ lập tức phá

vỡ hoạt động dạy học Học tập không có giáo viên trở thành tự học, giảng dạy không có học sinh trở thành độc thoại

1.1.2 Bản chất của hoạt động dạy

Trong dạy học, giáo viên đóng vai trò là chủ thể của hoạt động giảng dạy, người được đào tạo chu đáo về nghiệp vụ sư phạm, người nắm vững kiến thức về khoa học chuyên ngành, cái qui luật phát triển tâm lý, ý thức và đặc điểm hoạt động nhận thức của học sinh, để tổ chức cho họ học tập, giáo viên giữ vai trò chủ đạo trong toàn bộ tiến trình dạy học Người xây dựng và thực thi kế hoạch giảng dạy bộ môn, người tổ chức cho học sinh thời gian hoạt động và học tập với mọi hình thức, trong những thời gian và không gian khác nhau, người điều khiển các hoạt động trí tuệ và hưỡng dẫn thực hành của học sinh trên lớp, trong phòng thí nghiệm… Giáo viên là người chỉ dẫn giúp đỡ học sinh học tập, rèn luyện, đồng thời là người kiểm tra uốn nắn và giáo dục học sinh trong mọi phương diện

Trên nguyên tắc phát huy tích cực nhận thức của học sinh, giáo viên tổ chức và điều khiển quá trình học tập của học sinh, làm cho việc học tập trở thành hoạt động độc lập có ý thức Bằng sự khéo léo của phương pháp sư phạm, giáo viên khai thác tiềm năng trí tuệ, kiến thức và kinh nghiệm sống của học sinh, giúp họ tìm ra những phương pháp học tập sáng tạo, tư liệu nắm lấy kiến thức hình thành các kỹ năng hoạt động

Vậy theo lý thuyết hoạt động ta nhận thấy; Chủ thể của hoạt động dạy

là giáo viên, người tổ chức mọi hoạt động học tập của học sinh, người quyết định chất lượng giáo dục

Dạy học có nội dung hiện đại, nội dung được chọn lọc từ kết quả nhận thức của nhân loại và xây dựng theo một lôgic phù hợp với lôgic khoa học và qui luật nhận thức của học sinh Nội dung dạy học hoàn thiện tạo nên kết quả giáo dục toàn diện

Dạy học được tiến hành bằng các phương pháp với sự hỗ trợ của nhận thức của học sinh cùng thực hiện bằng nhiều hình thức tổ chức phong phú và

đa dạng

Dạy học cần có một môi trường giáo dục thuận lợi ở cả hai phương diện vĩ mô và vi mô Môi trường vĩ mô là mục đích chính trị, xã hội ổn định, pháp luật kỷ cương vững chắc, nền văn hóa khoa học và công nghệ tiến bộ, kinh tế phát triện Môi trường vi mô là mục đích giáo dục gia đình, nhà trường tập thể và các mối quan hệ bạn bè thuận lợi, tích cực Sự vận động và phát triển của quá trình dạy học là kết quả của quá trình tác động biện chứng giữa các nhân tố kế tục – kết quả dạy học là kết quả phát triển tổng hợp của toàn hệ thống Muốn nâng cao chất lượng quá trình dạy học phải nâng cao chất lượng của từng thành tố và chất lượng tổng hợp của toàn hệ thống

sống, thể hiện trong sự tìm tòi khám phá vấn đề mới bằng phương pháp mới, cái mới không phải là sự sao chép mà là sự sáng tạo của mỗi cá nhân

Mặc dù học sinh là chủ thể của hoạt động học là chủ thể tích cực trong nhận thức, rèn luyện và tu dưỡng bản thân, tuy nhiên học sinh còn là đối tượng giảng dạy và giáo dục của thầy giáo, là người phải tiếp thu sự chỉ dẫn dạy bảo từ phía thầy giáo Người học quyết định chất lượng học tập của mình

1.1.4 Mối quan hệ giữa hoạt động dạy và hoạt động học

Hoạt động dạy và hoạt động học là hai mặt của một quá trình luôn gắn

bó không tách rời nhau, tác động qua lại bổ sung cho nhau, thống nhất biện chứng với nhau, quyết định lẫn nhau, thâm nhập vào nhau tạo thành một hoạt động chung nhằm giúp cho người học phát triển trí tuệ, góp phần hoàn thiện nhân cách

1.1.5 Bản chất của quá trình dạy học

Quá trình dạy học được tổ chức trong nhà trường bằng phương pháp sư phạm đặc biệt nhằm trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức khoa học và hình thành hệ thống kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

- Bản chất của quá trình dạy học là một chỉnh thể toàn vẹn thống nhất được tạo nên bởi các thành tố như: Mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện, người dạy, người học cùng với môi trường văn hóa – chính trị - xã hội – kinh

tế - khoa học kỹ thuật của đất nước trong trào lưu phát triển chung của thời đại Các thành tố này có mối quan hệ mật thiết, chặt chẽ với nhau theo nhiều tầng bậc ở nhiều cấp độ khác nhau

- Bản chất của quá trình dạy học được thể hiện thông qua mối quan hệ tương tác giữa giáo viên và học sinh Dạy học là toàn bộ những hoạt động chung của cả thầy

và trò trong đó thầy giữ vai trò chủ đạo còn trò giữ vai trò chủ động, độc lập, tích cực sáng tạo lĩnh hội tri thức nhằm thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học

- Bản chất của quá trình dạy học được xem như là một quá trình nhận thức Vì quá trình dạy học xét cho cùng cũng là vì học trò, học trò nắm được những gì, học được những gì, vận dụng như thế nào?

đã được giáo viên sắp đặt Được đặt vào những tình huống của đời sống thực

tế, người học trực tiếp quan sát, thảo luận, làm thí nghiệm, giải quyết vấn đề đặt ra theo cách suy nghĩ của mình, từ đó nắm được kiến thức kĩ năng mới, vừa nắm được phương pháp "làm ra" kiến thức, kĩ năng đó, không rập theo những khuôn mâu sẵn có, được bộc lộ và phát huy tiềm năng sáng tạo

Dạy theo cách này thì giáo viên không chỉ giản đơn truyền đạt tri thức mà còn hướng dẫn hành động Chương trình dạy học phải giúp cho từng học sinh biết hành động và tích cực tham gia các chương trình hành động của cộng đồng

1.2.2 Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp và phát huy năng lực tự học của học sinh

Phương pháp dạy học tích cực xem việc rèn luyện phương pháp học tập cho học sinh không chỉ là một biện pháp nâng cao hiệu quả dạy học mà còn là một mục tiêu dạy học

Trong xã hội hiện đại đang biến đổi nhanh - với sự bùng nổ thông tin, khoa học, kĩ thuật, công nghệ phát triển như vũ bão - thì không thể nhồi nhét vào đầu óc học sinh khối lượng kiến thức ngày càng nhiều Phải quan tâm dạy cho học sinh phương pháp học ngay từ bậc Tiểu học và càng lên bậc học cao hơn càng phải được chú trọng

Trong các phương pháp học thì cốt lõi là phương pháp tự học Nếu rèn luyện cho người học có được phương pháp, kĩ năng, thói quen, ý chí tự học thì sẽ tạo cho họ lòng ham học, khơi dậy nội lực vốn có trong mỗi con người, kết quả học tập sẽ được nhân lên gấp bội Vì vậy, ngày nay người ta nhấn

mạnh mặt hoạt động học trong qúa trình dạy học, nỗ lực tạo ra sự chuyển biến

từ học tập thụ động sang tự học chủ động, đặt vấn đề phát triển tự học ngay trong trường phổ thông, không chỉ tự học ở nhà sau bài lên lớp mà tự học cả trong tiết học có sự hướng dẫn của giáo viên

1.2.3 Dạy học phân hóa kết hợp với hợp tác

Trong một lớp học mà trình độ kiến thức, tư duy của học sinh không thể đồng đều tuyệt đối thì khi áp dụng phương pháp tích cực buộc phải chấp nhận sự phân hóa về cường độ, tiến độ hoàn thành nhiệm vụ học tập, nhất là khi bài học được thiết kế thành một chuỗi công tác độc lập

Áp dụng phương pháp tích cực ở trình độ càng cao thì sự phân hóa này càng lớn Việc sử dụng các phương tiện công nghệ thông tin trong nhà trường

sẽ đáp ứng yêu cầu cá thể hóa hoạt động học tập theo nhu cầu và khả năng của mỗi học sinh

Tuy nhiên, trong học tập, không phải mọi tri thức, kĩ năng, thái độ đều được hình thành bằng những hoạt động độc lập cá nhân Lớp học là môi trường giao tiếp thầy - trò, trò - trò, tạo nên mối quan hệ hợp tác giữa các cá nhân trên con đường chiếm lĩnh nội dung học tập Thông qua thảo luận, tranh luận trong tập thể, ý kiến mỗi cá nhân được bộc lộ, khẳng định hay bác bỏ, qua đó người học nâng mình lên một trình độ mới Bài học vận dụng được vốn hiểu biết và kinh nghiệm sống của người thầy giáo

Trong nhà trường, phương pháp học tập hợp tác được tổ chức ở cấp nhóm, tổ, lớp hoặc trường Được sử dụng phổ biến trong dạy học là hoạt động hợp tác trong nhóm nhỏ 4 đến 6 người Học tập hợp tác làm tăng hiệu quả học tập, nhất là lúc phải giải quyết những vấn đề gay cấn, lúc xuát hiện thực sự nhu cầu phối hợp giữa các cá nhân để hoàn thành nhiệm vụ chung Trong hoạt động theo nhóm nhỏ sẽ không thể có hiện tượng ỷ lại; tính cách năng lực của mỗi thành viên được bộc lộ, uốn nắn, phát triển tình bạn, ý thức tổ chức, tinh thần tương trợ

Mô hình hợp tác trong xã hội đưa vào đời sống học đường sẽ làm cho các thành viên quen dần với sự phân công hợp tác trong lao động xã hội

Trong nền kinh tế thị trường đã xuất hiện nhu cầu hợp tác xuyên quốc gia, liên quốc gia; năng lực hợp tác phải trở thành một mục tiêu giáo dục mà nhà trường phải chuẩn bị cho học sinh

1.2.4 Dạy học kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò

Trong dạy học, việc đánh giá học sinh không chỉ nhằm mục đích nhận định thực trạng và điều chỉnh hoạt động học của trò mà còn đồng thời tạo điều kiện nhận định thực trạng và điều chỉnh hoạt động dạy của thầy

Trước đây giáo viên giữ độc quyền đánh giá học sinh Trong phương pháp tích cực, giáo viên phải hướng dẫn học sinh phát triển kĩ năng tự đánh giá để tự điều chỉnh cách học Liên quan với điều này, giáo viên cần tạo điều kiện thuận lợi để học sinh được tham gia đánh giá lẫn nhau Tự đánh giá đúng

và điều chỉnh hoạt động kịp thời là năng lực rất cần cho sự thành đạt trong cuộc sống mà nhà trường phải trang bị cho học sinh

Theo hướng phát triển các phương pháp tích cực để đào tạo những con người năng động, sớm thích nghi với đời sống xã hội, thì việc kiểm tra, đánh giá không thể dừng lại ở yêu cầu tái hiện các kiến thức, lặp lại các kĩ năng đã học mà phải khuyến khích trí thông minh, óc sáng tạo trong việc giải quyết những tình huống thực tế

Với sự trợ giúp của các thiết bị kĩ thuật, kiểm tra đánh giá sẽ không còn

là một công việc nặng nhọc đối với giáo viên, mà lại cho nhiều thông tin kịp thời hơn để linh hoạt điều chỉnh hoạt động dạy, chỉ đạo hoạt động học

Bảng 1.1 So sánh phương pháp dạy học tích cực và phương pháp dạy học thụ động

Mục

tiêu

Chú trọng cung cấp tri

thức, kĩ năng, kĩ xảo

Học để đối phó với thi

cử Sau khi thi xong

những điều đã học

thường bị bỏ quên hoặc

ít dùng đến

Chú trọng hình thành các năng lực (sáng tạo, hợp tác…) dạy phương pháp và kĩ thuật lao động khoa học, dạy cách học Học để đáp ứng những yêu cầu của cuộc sống hiện tại và tương lai Những điều đã học cần thiết, bổ ích cho bản thân học sinh và cho sự phát triển xã hội

- Vốn hiểu biết, kinh nghiệm và nhu cầu của HS

- Tình huống thực tế, bối cảnh và môi trường địa phương

1.3 Cơ sở lí luận về dạy giải bài tập vật lý phổ thông

1.3.1 Khái niệm về bài tập vật lý

Bài tập vật lý có một ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong dạy học vật lý ở trường phổ thông Nó góp phần vào việc củng cố, đào sâu, mở rộng, hoàn thiện kiến thức về mặt lý thuyết và rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn Hoạt động giải bài tập vật lí không những là một trong những cách thức để học sinh vận dụng kiến thức cũ mà còn có thể giúp cho học sinh tự lực phát hiện ra kiến thức mới, qua đó tạo cơ sở cho tính tự lực, tích cực trong học tập của học sinh Bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết bằng những suy luận lôgic, phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các khái niệm, các thuyết, các định luật vật lý

Theo nghĩa rộng bài tập vật lí được hiểu là vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa chính là bài tập đối với học sinh Sự tư duy, tìm tòi, giải quyết vấn đề gặp phải đó là học sinh đã giải bài tập vật lí

1.3.2 Tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý

Mục tiêu của dạy học vật lí ở trường phổ thông là phải đảm bảo trang bị đầy đủ cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản, hiện đại, làm cho học sinh có thể vận dụng những kiến thức đó để giải quyết nhiệm vụ học tập Để đạt được những nhiệm vụ trên đòi hỏi học sinh phải được rèn luyện một cách thường xuyên, kết hợp nhiều phương pháp Bài tập vật lí là một trong những phương pháp được vận dụng có hiệu quả trong dạy học vật lí Nó có một tầm quan trọng đặc biệt góp phần vào việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lý ở trường phổ thông Tùy thuộc vào những tình huống cụ thể, bài tập vật lí được

sử dụng theo các mục đích khác nhau [22]

- Bài tập vật lí là một phương tiện củng cố, ôn tập đào sâu mở rộng kiến thức một cách sinh động và hiệu quả

Bởi vì, khi giải bài tập vật lí, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học,

có khi phải sử dụng tổng hợp những kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình Thông qua việc giải bài tập vật lí, người học có thể

nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những qui luật vật lí, những hiện tượng vật lí, biết cách phân tích chúng và ứng dụng chúng vào các vấn đề thực tiễn, làm cho kiến thức trở thành vốn riêng của người học

- Bài tập vật lí có thể được sử dụng như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài liệu mới khi trng bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội được kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc

Khi các bài tập vật lí được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy nghĩ về một hiện tượng vật lí mới, hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra

- Bài tập vật lí là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt để học sinh phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

- Thông qua việc giải bài tập vật lí có thể rèn luyện cho học sinh những đức tính tốt như tinh thần tự lực cao trong học tập, tính cẩn thận, sự kiên trì cũng như tinh thần vượt khó vươn lên

- Bài tập vật lí là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức, kĩ năng của học sinh một cách chính xác

Tùy theo cách đặt câu hỏi để kiểm tra, ta có thể phân loại được các mức

độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh được chính xác

1.3.3 Phân loại bài tập vật lí

Có nhiều cách phân loại BTVL dựa trên các cơ sở khác nhau Trong nghiên cứu của mình, tôi phân loại BTVL theo nội dung; theo yêu cầu phát triển tư duy; theo phương thức cho điều kiện của bài toán hay theo phương

thức giải

Trên cơ sở đó tôi có bảng phân loại BTVL (xem hình 1.1) [13]

SƠ ĐỒ PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ

Hình 1.1 Sơ đồ phân loại bài tập vật lí

sử

Bài tập có nội dung cụ thể hoặc trừu tượng

Đề tài vật

lí

Kỹ thuật tổng hợp

Cơ Nhiệt Điện Quang

Phân loại theo yêu cầu phát triển tư duy

Bài tập

luyện tập

Bài tập sáng tạo

Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

Bài tập

định tính

Bài tập định lượng

Bài tập

đồ thị

Bài tập thí nghiệm

Bài tập trắc nghiệm khách quan

1.3.3.1 Phân loại BTVL theo nội dung

- Theo đề tài của tài liệu vật lý

Bài tập vật lý đó được phân biệt thành các bài tập cơ học, điện học, nhiệt học, quang học… Các bài tập này thường xuất hiện ngay sau khi nghiên cứu tài liệu mới về một vấn đề nào đó Sự phân chia này chỉ mang tính chất quy ước, bởi vì kiến thức được sử dụng trong giả thiết của BTVL thường không chỉ lấy ở một chương mà có thể lấy ở những phần khác nhau trong chương trình vật lí đã học

- Bài tập có nội dung trừu tượng và bài tập có nội dung cụ thể

BTVL có nội dung trừu tượng là những bài tập trong điều kiện của nó, bản chất vật lí của hiện tượng đã được nêu lên, những chi tiết không bản chất

đã được lược bỏ bớt Bài tập loại này sẽ giúp học sinh nhận ra cần phải sử dụng những công thức, định luật hay kiến thức vật lí nào để giải quyết bài tập

đó Do đó, bài tập loại này thường được áp dụng cho học sinh tập dượt, vận dụng các công thức vừa học

Bài tập có nội dung cụ thể là bài tập mà trong điều kiện của nó, những

số liệu chi tiết của bài tập đã được nêu cụ thể còn bản chất vật lí của hiện tượng vật lí chưa được sáng tỏ Khi giải bài tập vật lí loại này học sinh phải nhận ra rõ bản chất của hiện tượng vật lí và phải phân tích các dữ kiện để làm sáng tỏ vấn đề

- Bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp

Là các bài tập có nội dung chứa đựng các kiến thức về kỹ thuật, về sản xuất về công nông nghiệp, về giao thông vận tải… Các bài tập loại này sẽ giúp học sinh liên hệ được lý thuyết với thực hành, học tập với thực tiễn cuộc sống, cho học sinh thấy được khoa học vật lý ở xung quanh chúng ta

- Bài tập có nội dung lịch sử

Là các bài tập có chứa đựng các kiến thức có liên quan đến lịch sử, những dữ kiện về các thí nghiệm vật lý cổ điển, những phát minh sáng chế hay những câu chuyện có tính chất lịch sử

- Bài tập vui

Là các bài tập có sử dụng các dữ kiện, hiện tượng kì lạ hoặc vui, dí dỏm, hài hước Loại bài tập này sẽ làm cho tiết học thêm sinh động, hấp dẫn,

từ đó nâng cao hứng thú học tập của học sinh

1.3.3.2 Phân loại BTVL theo phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải

- Bài tập định tính

Là những bài tập mà khi giải, học sinh chỉ phải thực hiện các phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được Muốn giải được những bài tập loại này học sinh phải thực hiện những phép suy luận lôgic, do đó phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lý và nhận biết được những biểu hiện của chúng trong các trường hợp cụ thể Loại bài tập này dùng để vận dụng kiến thức vào đời sống, sản xuất Nó thường được dùng làm bài tập mở đầu nghiên cứu tài liệu mới, giúp học sinh nắm vững bản chất vật lí của các hiện tượng, tạo sự say mê, hứng thú học tập cho học sinh

- Bài tập định lượng

Là loại bài tập tính toán có dữ liệu là các số cụ thể, học sinh phải giải chúng bằng các phép toán, sử dụng công thức để xác lập mối quan hệ phụ thuộc định lượng giữa các đại lượng phải tìm và nhận được kết quả dưới dạng một công thức hoặc một giá trị bằng số

Bài tập tính toán tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản trong đó chỉ đề cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản Những bài tập này có tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm cho học sinh hiểu rõ ý nghĩa của các định luật và các công thức biểu diễn chúng, sử dụng các đơn vị vật lý và thói quen cần thiết để giải những bài tập phức tạp hơn

Bài tập tính toán tổng hợp là loại bài tập mà muốn giải được nó thì yêu cầu ta phải sử dụng nhiều khái niệm, định luật, công thức Bài tập loại này giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy được mối quan hệ giữa các

thành phần của chương trình, biết phân tích và lựa chọn kiến thức đã học để giải quyết vấn đề do bài tập đặt ra

- Bài tập trắc nghiệm khách quan

Là bài tập thường được dùng để kiểm tra kiến thức trong một phạm vi rộng, số lượng người được kiểm tra nhiều, kết quả thu được khách quan không phụ thuộc vào người chấm Bài tập dạng này yêu cầu học sinh phải nhớ, hiểu và vận dụng đồng thời rất nhiều các kiến thức liên quan

1.3.3.3 Phân loại bài tập vật lý theo yêu cầu luyện tập kỹ năng, phát triển tư duy trong quá trình dạy học

- Bài tập luyện tập

Là loại bài tập dùng để củng cố kiến thức lý thuyết cơ bản đã học, hoặc sau khi học xong một kiến thức vật lý mới, giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn các khái niệm, định luật vật lí mới nghiên cứu, nắm vững cách giải đối với một loại bài tập nhất định đã được chỉ dẫn cách thức giải

- Bài tập sáng tạo

Là loại bài tập phát triển tư duy sáng tạo của học sinh Có thể chia bài tập sáng tạo thành hai loại:

Bài tập nghiên cứu: Là loại bài tập cần giải thích một hiện tượng chưa biết

trên cơ sở mô hình trừu tượng thích hợp rút ra từ lí thuyết vật lí

Bài tập thiết kế: Là loại bài tập vận dụng các kiến thức lí thuyết đã biết để đưa

ra mô hình phù hợp với mô hình trừu tượng đã cho

1.3.4 Lựa chọn bài tập vật lí

1.3.4.1 Căn cứ để lựa chọn bài tập vật lí

- Mục đích sử dụng

- Trình độ xuất phát của học sinh

- Thời gian cho phép sử dụng

1.3.4.2 Số lượng và nội dung bài tập được lựa chọn cần đáp ứng những yêu cầu sau

- Phù hợp với mức độ nội dung các kiến thức cơ bản và các kỹ năng giải bài tập

- Hệ thống bài tập bao gồm nhiều thể loại

- Chú ý thích đáng về số lượng và nội dung các bài tập nhằm giúp học sinh vượt qua những khó khăn chủ yếu, khắc phục những sai lầm phổ biến

- Các bài tập đưa ra phải có tính hệ thống

- Các bài tập phải đảm bảo tính vừa sức đối với học sinh đại trà, đồng thời có chú ý đến sự phân hóa học sinh

1.3.5 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí

1.3.5.1 Phương pháp giải bài tập vật lí

Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập vật lí một cách khoa học, đảm bảo đi đến kết quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết Nó không những giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng suy luận lôgic, làm việc một cách khoa học, có kế hoạch

Quá trình giải một bài tập vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện tượng vật lí được đề cập để nghĩ tới những mối liên hệ có thể giữa cái đã cho và cái phải tìm dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể đã cho sao cho có thể thấy được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho từ đó đi tới chỉ rõ được mối liên hệ tường minh trực tiếp của cái phải tìm với những cái đã biết, tức là tìm được lời giải đáp

Các công thức, phương trình đã được xác lập dựa trên các kiến thức vật

lí và điều kiện cụ thể của bài tập là sự biểu diễn những mối liên hệ định lượng giữa các đại lượng vật lí Trong các phương trình đó, tùy theo điều kiện của

đề bài cụ thể mà có thể đại lượng này là đại lượng đã cho, đại lượng kia là đại

lượng chưa biết và có thể đại lượng khác nữa chưa biết Nó không phải là cái

đề bài hỏi nhưng cũng không phải là đại lượng đã cho

Ta có thể biểu diễn mô hình hóa các mối liên hệ của cái đã cho, cái

phải tìm và cái chưa biết như sơ đồ dưới đây, trong đó X là cái phải tìm, A,

B… là cái đã cho, a, b… là cái chưa biết

Giả sử khi giải một bài tập nào đó, trên cơ sở phân tích điều kiện cụ thể

của đầu bài, ta có thể xác lập được mối quan hệ cơ bản biểu diễn bởi các

phương trình (1), (2), (3), (4), (5), (6) Nhờ sáu mối liên hệ này ta có thể tìm

được đại lượng chưa biết thông qua mối liên hệ với cái đã biết

Hình 1.2 Mô hình quá trình làm sáng tỏ các yếu tố chưa biết trong các mối liên hệ đã xác lập để đi đến xác định được cái phải tìm

Dưới đây là một ví dụ diễn tả quá trình luận giải như sau: Nhờ mối liên

hệ (1) rút ra kết luận x Dựa trên kết luận x cùng với mối liên hệ (2) rút ra kết luận y Dựa trên kết luận y cùng với mối liên hệ (3) rút ra kết luận cuối cùng z

Rút ra Cùng với Rút ra Cùng với Rút ra

Việc nắm vững cách thức giải bài toán vật lí của người giáo viên thể hiện qua việc trả lời được các câu hỏi:

- Để giải bài toán này cần xác lập những những mối quan hệ cơ bản nào?

- Để xác lập những mối quan hệ cơ bản này cần vận dụng những kiến thức vật

lí gì, dựa trên điều kiện cụ thể nào của bài toán

Sự nắm vững cách thức giải bài toán vật lí của người giáo viên sẽ giúp

họ định hướng phương pháp dạy giải bài toán một cách đúng dắn và hiệu quả

Tuy nhiên, bài tập vật lí rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú Vậy phải lựa chọn phương pháp giải bài tập như thế nào để việc dạy giải bài tập vật lí cho học sinh đạt hiệu quả cao nhất?

Không thể nói về một phương pháp chung, vạn năng có thể áp dụng để giải quyết được mọi bài tập vật lí Tuy nhiên, từ sự phân tích thực chất hoạt động giải bài tập vật lí như trình bày ở trên, ta có thể chỉ ra những nét khái quát xem như một sơ đồ định hướng các bước chung của tiến trình giải một bài tập vật lí Theo các bước chung của tiến trình giải một bài tập vật lí, giáo viên có thể kiểm tra hoạt động của học sinh và có thể giúp đỡ định hướng hành động giải bài tập của học sinh một cách có hiệu quả Nói chung tiến trình giải một bài tập vật lý trải qua các bước [20]

Bước 1: Tìm hiểu đề bài

- Đọc đầu bài, ghi tóm tắt những dữ kiện đã cho, những dữ kiện phải tìm của bài toán bằng những kí hiệu vật lí

- Đổi đơn vị về hệ đơn vị hợp pháp

- Mô tả lại hiện tượng vật lí được nêu trong bài, vẽ hình minh họa (nếu cần thiết)

x

Bước 2: Xây dựng lập luận của bài toán để xác lập các mối liên hệ cơ bản

giữa các dữ kiện đã cho và các dữ kiện phải tìm

- Đối chiếu các dữ kiện đã cho và các dữ kiện phải tìm, xem xét bản chất vật

lí của hiện tượng để nhận ra các định luật, các công thức vật lí có liên quan

- Xác lập các mối liên hệ cụ thể giữa cái đã cho và cái phải tìm

- Dựa trên các mối liên hệ cụ thể giữa cái đã cho và cái phải tìm để rút ra được cái phải tìm

* Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính

- Xây dựng lập luận trong bài tập giải thích hiện tượng

+ Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lí giải xem vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế

+ Thiết lập mối quan hệ giữa hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay một số định luật vật lí

+ Thực hiện phép suy luận lôgic, luận ba đoạn trong đó tiền đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật lí tổng quát, tiền đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận về hiện tượng được nêu ra

- Xây dựng lập luận trong bài tập dự đoán hiện tượng

+ Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đầu bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng

gì xảy ra và xảy ra như thế nào

+Ta thực hiện suy luận lôgic, thiết lập một luận ba đoạn, trong đó ta mới biết tiền đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiền đề thứ nhất (phán đoán khẳng định chung) và kết luận (phán đoán khẳng định riêng)

+ Trường hợp hiện tượng xảy ra phức tạp thì ta phải xây dựng một chuỗi luận

ba đoạn liên tiếp ứng với các giai đoạn diễn biến của hiện tượng

* Xây dựng lập luận trong bài tập định lượng

Có thể có hai phương pháp xây dựng lập luận

- Phương pháp phân tích

+ Tìm một định luật, một qui tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết

+ Tiếp tục tìm những định luật, công thức khác cho biết mối quan hệ giữa những đại lượng chưa biết này với các đại lượng đã biết trong đầu bài

+ Suy luận toán học để tìm được một công thức trong đó chỉ chứa đại lượng cần tìm với các đại lượng đã biết

- Phương pháp tổng hợp

+ Từ những đại lượng đã cho ở đề bài, dựa vào các định luật, qui tắc vật lí ta phải tìm những công thức có chứa đại lượng đã cho và các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lượng phải tìm

+ Suy luận toán học, ta tìm được một công thức chỉ chứa đại lượng phải tìm

và những đại lượng đã cho

Bước 3: Luận giải, tính toán các kết quả bằng số

- Từ những mối liên hệ cơ bản đã được xác lập, tiến hành luận giải, tính toán

để ra được kết quả cần tìm

Bước 4: Biện luận

Đây là khâu cuối cùng để hoàn thiện việc giải một bài tập, giúp người học có thể phát hiện những sai sót mắc phải khi giải Trong bước này ta phải phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện đầu bài hoặc không phù hợp với thực tế Sau khi tìm được kết quả cần rút ra một số nhận xét về:

- Giá trị thực của kết quả

- Phương pháp giải

- Khả năng mở rộng bài tập

- Khả năng ứng dụng của bài tập

Trên đây là trình tự thông thường của việc giải một bài tập vật lí Tuy nhiên có những trường hợp không nhất thiết phải theo đúng trình tự đó Đối với các bài tập đơn giản, hiện tượng vật lí đã rõ ràng có thể tính ngay kết quả Đối với các bài tập định tính thì chủ yếu là tiến hành theo bước 1, bước 2 và

bước 4 Đối với các bài tập định lượng nói chung thường tiến hành theo đúng bốn bước đã nêu trên Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân như: tính chất phức tạp của bài tập, trình độ toán học của học sinh, mục đích của bài tập… mà giáo viên đặt ra nên việc xác lập các mối liên hệ cơ bản và quá trình luận giải

ở bước 2 và bước 3 có thể sử dụng các phương thức giải khác nhau như phương pháp đồ thị, phương pháp hình học Khi giải các bài tập định lượng bằng phương pháp hình học thì người ta dựa vào mối tương quan hình học mà học sinh đã biết để xác định các đại lượng cần tìm Phương pháp hình học được áp dụng rộng rãi trong tĩnh học, quang hình và một số nội dung khác trong chương trình vật lí phổ thông [21]

1.3.5.2 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

a Những công việc cần làm để hướng dẫn học sinh giải một bài toán vật lí cụ thể

- Giải bài toán đó theo phương pháp giải một bài tập vật lí một cách tỉ mỉ Tìm các cách giải bài toán đó (nếu có)

- Xác định mục đích sử dụng bài toán này

- Xác định những kiến thức áp dụng để giải bài toán

- Phát hiện được những khó khăn mà học sinh có thể gặp khi giải bài toán

- Soạn câu hỏi hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn

b Các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

* Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn angôrit)

Sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có thường được gọi là hướng dẫn angôrit Ở đây thuật ngữ angôrit được dùng với nghĩa là một qui tắc hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, trong

đó chỉ cần chỉ rõ thực hiện những hành động nào và theo trình tự nào để đi đến kết quả [23]

Là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được kết quả mong muốn Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi giáo viên phải xây dựng được một angôrit giải, phải phân tích một cách khoa học việc giải bài tập và đảm bảo cho các hành

động được thực hiện là những hành động sơ cấp đối với học sinh và họ phải nắm được các hành động này

Kiểu hướng dẫn angôrit thường được sử dụng khi cần hình thành các

kỹ năng hẹp hoặc khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài tập điển hình nào đó Điều này cần thiết ở giai đoạn đầu khi giải một loại bài tập mới

mà học sinh chưa thể xác định được một cách rành mạch các bước hành động

Ưu điểm của hướng dẫn angôrit là đảm bảo cho học sinh giải ddwwocj bài tập

đã được giao một cách chắc chắn, giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh ở giai đoạn đầu có hiệu quả Tuy nhiên, do việc hướng dẫn học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo mẫu đã có sẵn nên tác dụng rèn khả năng tìm tòi sáng tạo của học sinh bị hạn chế

Việc truyền đạt cho học sinh angôrit giải một loại bài tập xác định có thể theo những cách khác nhau: Chỉ dẫn cho học sinh angôrit có sẵn trước khi cho học sinh tiến hành giải bài tập hoặc cho học sinh giải một bài tập mẫu, sau đó mới cho học sinh xác định angôrit giải loại bài tập đó Đối với những học sinh yếu, giáo viên cần đưa ra những bài tập nhỏ đảm bảo học sinh thực hiện được những chỉ dẫn riêng lẻ trong angôrit giải lớn hơn Đối với những học sinh khá giỏi, trong quá trình giải bài tập, giáo viên có thể lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình xây dựng angôrit chung để giải loại bài tập đó và

mở rộng áp dụng cho những bài tập tiếp theo nhằm rèn luyện và phát triển tư

duy sáng tạo cho học sinh

* Hướng dẫn tìm tòi (hướng dẫn ơrixtic)

Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải được bài toán nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy của học sinh, vẫn tạo điều kiện để học sinh tự tìm tòi phát hiện cách giải quyết

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là giáo viên chỉ định hướng cho học sinh cách giải bài tập chứ không phải làm bài tập thay học sinh Để giải được bài

tập thì học sinh vẫn phải nỗ lực tìm tòi để phát hiện ra cách giải quyết, do đó

tư duy sáng tạo của học sinh vẫn được phát triển

Tuy nhiên, khó khăn của kiểu định hướng này là học sinh thực hiện nhiệm vụ một cách mò mẫm theo cách thử và sai Do đó, kết quả là nhiệm vụ

có thể thực hiện được nhưng hành động mà nhờ đó nhiệm vụ được thực hiện không bền vững khi thay đổi điều kiện

* Định hướng khái quát chương trình hóa

Là kiểu định hướng tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề, kích thích học sinh tự xây dựng cơ sở định hướng hành động và sau đó thực hiện hành động theo cơ sở định hướng đó Nếu học sinh hoàn toàn không thể đáp ứng được đòi hỏi của giáo viên thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên chính là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp thêm phạm

vi tìm tòi giải quyết cho vừa sức học sinh và phải thực hiện các bước tiếp theo cho đến khi giải quyết xong vấn đề

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài tập, nhằm giúp cho học sinh tự giải được bài tập đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài tập

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là kết hợp việc thực hiện hai yêu cầu cơ bản nhất khi giải một bài tập vật lí:

- Rèn luyện tư duy học sinh trong quá trình giải bài tập

- Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho

Với định hướng khái quát đòi hỏi giáo viên phải phân tích cho được cơ sở định hướng hành động và các hành động cần thực hiện khi giải một bài tập vật

lí, đồng thời phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh Người giáo viên không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn mà phải kết hợp việc định hướng với việc kiểm tra kết quả hoạt động của học sinh để điều chỉnh sự giúp đỡ thích ứng với trình độ của học sinh [21]

1.3.6 Những yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lí

- Cần dự tính kế hoạch về việc sử dụng bài tập vật lí trong dạy học với từng đề tài, từng tiết học Xác định rõ mục đích sử dụng bài tập, các mục đích

+ Dùng bài tập để kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh + Sắp xếp các bài tập đã chọn thành một hệ thống, định rõ kế hoạch và mục đích sử dụng trong tiến trình dạy học

+ Kế hoạch sử dụng bài tập vật lí trong dạy học [12]

1.4 Thực trạng về hoạt động dạy giải bài tập vật lí ở một số trường trung học phổ thông thuộc thành phố Hà Nội

1.4.1 Đối tượng và phương pháp điều tra

* Đối tượng

Điều tra, khảo sát thực tế tại một số trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Oai TP Hà Nội: Trường THPT Thanh Oai B, trường THPT Thanh Oai

A và trường THPT Nguyễn Du để tìm hiểu về một số thông tin:

- Tình hình dạy giải bài tập chương “Các định luật bảo toàn”

- Tình hình hoạt động giải bài tập chương “Các định luật bảo toàn”

- Tìm hiểu những khó khăn và sai lầm mà học sinh thường mắc phải khi giải bài tập chương “Các định luật bảo toàn”, từ đó tìm hiểu những nguyên nhân đẫn đến những sai lầm đó của học sinh

Từ đó, chúng tôi đề xuất phương hướng khắc phục

* Phương pháp điều tra

- Điều tra giáo viên: sử dụng phiếu điều tra (số lượng giáo viên được điều tra

là 18) trao đổi trực tiếp, dự giờ giảng, xem giáo án

- Điều tra học sinh: sử dụng phiếu điều tra (số lượng học sinh được điều tra là), quan sát hoạt động của học sinh trong giờ học, kiểm tra khảo sát, phân tích kết quả

1.4.2 Kết quả điều tra

1.4.2.1 Tình hình dạy giải bài tập

Thông qua việc trao đổi cùng giáo viên giảng dạy bộ môn Vật lí tại ba trường THPT Thanh Oai B, trường THPT Thanh Oai A và trường THPT Nguyễn Du và một số đồng nghiệp khác, sơ bộ chúng tôi rút ra được một số nhận định:

- Số tiết học dành cho việc sửa bài tập còn ít mà yêu cầu rèn kĩ năng lại nhiều, chính vì thế giáo viên rất khó bố trí thực hiện cho đầy đủ

- Trình độ học sinh không đồng đều vì thế bài chọn để sửa rất khó phù hợp: bài khó thì học sinh trung bình không hiểu nổi, bài dễ lại làm cho các em khá giỏi chán

- Các bài tập trong chương “Các định luật bảo toàn” có nhiều dạng, nhiều kiến thức mới, đòi hỏi vận dụng nhiều kiến thức toán học , đồng thời có nhiều bài tập tổng hợp, khó

- Khó đưa ra một hệ thống các bài tập vừa đảm bảo tính vừa sức đối với học sinh lại vừa đảm bảo yêu cầu mục tiêu của chương trình

- Mỗi một giáo viên thường chọn riêng cho mình một phương pháp giải và đưa ra cho học sinh luyện tập, nên rất khó khăn trong công tác kiểm tra đánh giá chất lượng học tập trong môn vật lí của học sinh trong cả khối

1.4.2.2 Tình hình hoạt động giải bài tập của học sinh

+ Đa số học sinh nhớ máy móc, chưa hiểu hết bản chất hiện tượng vật lí đề cập trong bài tập nên rất khó khăn trong việc giải các bài tập chương “Các định luật bảo toàn”

+ Trong các giờ bài tập còn một số học sinh thụ động, lười suy nghĩ, chỉ có một số học sinh tích cực tham gia hoạt động giải bài tập

+ Học sinh cảm thấy ngại các bài tập phần này vì ngoài kiến thức mới, học sinh thường phải vận dụng kiến thức toán nhưng khi học kiến thức toán đó ở môn toán lại không có dược những ví dụ vật lí vận dụng kiến thức toán đó hoặc phải vận dụng khá nhiều kiến thức đã học

+ Học sinh chưa có ý thức phân loại và xây dựng phương pháp giải cho mỗi loại bài tập

1.4.2.3 Những khó khăn, sai lầm của học sinh khi giải bài tập chương “Các định luật bảo toàn”

Những khó khăn chủ yếu của học sinh:

- Rất nhiều học sinh nắm không vững những kiến thức toán học có liên quan đến việc giải các bài tập vật lí như: Vectơ, lượng giác, đạo hàm… nên việc hiểu bản chất vật lí đã khó thì việc giải các bài tập vật lí càng khó hơn

- Khả năng vận dụng những kiến thức lý thuyết vật lí đã học vào các ứng dụng thực tế của đa số học sinh còn hạn chế Do vậy, việc giải các BTVL lấy

dữ kiện từ thực tế phần lớn học sinh thường giải sai

- Rất nhiều học sinh không tự giác học, thụ động, lười suy nghĩ, thường đợi giáo viên đưa ra phương pháp giải cho một dạng bài tập nào đó rồi mới vận dụng các bài tập tương tự như vậy

1.4.2.4 Nguyên nhân của những khó khăn, sai lầm của học sinh khi giải bài tập chương “Các định luật bảo toàn” và phương hướng khắc phục

- Nội dung kiến thức trong chương nhiều, tương đối khó đối với học sinh

 Đề xuất phương hướng khắc phục

- Lựa chọn được hệ thống bài tập và phương pháp giải bài tập phù hợp hơn

- Thường xuyên ôn tập kiến thức cho học sinh qua hoạt động giải bài tập

- Rèn luyện cho học sinh một số kĩ năng vận dụng toán học vào hoạt động giải bài tập vật lí đồng thời hướng dẫn học sinh ôn lại kiến thức đã học liên quan đến chương này

Kết luận chương 1

Trong chương này chúng tôi đã trình bày một số vấn đề cơ sở lí luận dạy học hiện đại, lý luận về dạy giải BTVL ở trường THPT Để giải quyết các nhiệm vụ mà luận văn đề ra, chúng tôi quan tâm nghiên các vấn đề sau:

- Để học sinh học tập vật lí một cách có hiệu quả, nghĩa là nắm vững các kiến thức vật lí thì trong quá trình giảng dạy của mình, người giáo viên vật lí nên

tổ chức các tình huống học tập vật lí cho học sinh, trong đó có sự định hướng hành động của học sinh một cách đúng đắn, phù hợp với năng lực và trình độ của học sinh

- Bài tập vật lí giữ một vai trò vô cùng quan trọng trong dạy học vật lí ở trường THPT Nó vừa là công cụ kích thích và duy trì niềm say mê, hứng thú học tập vật lí của học sinh vừa giúp học sinh làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học, rèn luyện được kỹ năng giải bài tập một cách khoa học

Do đó, cơ sở để giáo viên tiến hành một tiến trình dạy học một tri thức vật lí

cụ thể chính là việc soạn thảo hệ thống bài tập đối vơi tri thức đó phù hợp với trình độ học sinh, bám sát mục tiêu dạy học

Tất cả những vấn đề trên sẽ được chúng tôi vận dụng để soạn thảo hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “các định luật bảo toàn” vật lí 10 cơ bản theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập và bồi dưỡng năng lực sáng tạo của học sinh

Chương 2 SOẠN THẢO HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN

HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO

TOÀN” VẬT LÝ 10 THEO HƯỚNG TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG

HỌC TẬP VÀ BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

2.1 Phân tích nội dung khoa học kiến thức về “Các định luật bảo toàn”

trong phần “Cơ học”

2.1.1 Động lượng

2.1.1.1 Khái niệm động lượng

Vectơ K m v gọi là vectơ động lượng của chất điểm

Hình 2.1 Vectơ động lượng K

m v K

2.1.1.2 Các định lý về động lượng

a Định lý 1: Đạo hàm động lượng của một chất điểm đối với thời gian có giá

trị bằng lực (hay tổng các lực) tác dụng lên chất điểm đó

d K Fdt

b Định lý 2: Độ biến thiên động lượng của một chất điểm trong một khoảng

thời gian nào đó có giá trị bằng xung lượng của lực (hay tổng hợp lực) tác

dụng lên chất điểm trong khoảng thời gian đó

Tức là: Độ biến thiên động lượng của một chất điểm trong một đơn vị thời

gian có giá trị bằng lực tác dụng lên chất điểm đó

2.1.1.3 Ý nghĩa của động lượng và xung lượng

a Ý nghĩa của động lượng

Trong các hiện tượng va chạm, động lượng là một đại lượng đặc trưng cho

khả năng truyền chuyển động

b Ý nghĩa của xung lượng

Xung lượng của một lực trong khoảng thời gian t đặc trưng cho tác dụng của lực trong khoảng thời gian đó

2.1.1.4 Định luật bảo toàn động lượng

a Định luật

Tổng động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn

m1v1m2v2  m n vn const

b Bảo toàn theo phương

Trong trường hợp một hệ chất điểm không cô lập nghĩa là F  0 nhưng hình chiếu của F lên một phương nào đó luôn luôn bằng 0 thì nếu chiếu phương trình vectơ

m v m v m v F

dt

d

n n

c Ứng dụng của định luật bảo toàn định động lượng

Định luật bảo toàn động lượng có rất nhiều ứng dụng trong thực tế: Ta

có thể áp dụng định luật bảo toàn động lượng để giải các bài toán va chạm, làm cơ sở cho nguyên tắc chuyển động bằng phản lực; dựa vào định luật bảo toàn động lượng ta có thể giải thích được hiện tượng súng giật lùi khi bắn, chuyển động của tên lửa, máy bay phản lực…

2.1.1.5 Định luật bảo toàn mômen động lượng

a Định luật

Giả sử có một hệ chất điểm không chịu tác dụng của các ngoại lực (hệ chất điểm cô lập) hoặc có chịu tác dụng của các ngoại lực nhưng tổng mômen của các ngoại lực đối với điểm gốc O bằng 0 Khi đó, theo định lý về mômen động lượng ta có:

b Ứng dụng của định luật bảo toàn mômen động lượng

Đối với một hệ quay xung quanh một trục vớ vận tốc góc  , nếu tổng mômen ngoại lực tác dụng bằng 0 thì mômen động lượng của hệ bảo toàn

I  = const

Nếu vì một lý do nào đó mômen quán tính I của hệ tăng thì  giảm, hệ quay chậm lại; ngược lại, nếu I giảm thì  tăng, hệ quay nhanh lên Dựa vào tính chất đó người ta chế tạo ra được ghế Giucôpxki là một chiếc ghế có thể quay xung quanh một trục thẳng đứng

2.1.2 Công và công suất