Đặc biệt, hiện nay đang áp dụng các hình thức thi trắc nghiệm, với các bài tập trắc nghiệm đòi hỏi giải bài tập nhanh và chính xác, nên nhiều học sinh chỉ vận dụng một cách máy móc các b
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
NGUYỄN VĂN THIỆN
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ CHƯƠNG “ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” LỚP 12, NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC
SINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ
HÀ NỘI – 2014
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
NGUYỄN VĂN THIỆN
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” LỚP 12, NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH
CỰC, NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÝ
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
( BỘ MÔN VẬT LÝ)
Mã số: 60.14.01.11
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN NHÃ
HÀ NỘI - 2014
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập hoàn thành khóa học và thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được rất nhiều sự ủng hộ, giúp đỡ của các quí thầy cô giáo, các cán bộ phụ trách, các em học sinh, bạn bè và những người thân của tôi.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, trường Đại học Giáo Dục - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã nhiệt tình tham gia giảng dạy và quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn
Đặc biệt tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới người thầy đáng kính PGS.TS. Nguyễn Văn Nhã người đã hết lòng giúp đỡ, hướng dẫn tận tình, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, các thầy cô giáo giảng dạy bộ môn Vật lí và các em học sinh trường THPT Thanh Liêm A-Huyện Thanh Liêm -Tỉnh Hà Nam nơi tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm. Các thầy cô và các em học sinh đã cộng tác, động viên giúp đỡ và chỉ bảo cho tôi rất nhiều trong thời gian thực nghiệm sư phạm tại trường.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè tôi
đã luôn ở bên động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Hà Nội, tháng 11 năm 2014
Tác giả
Nguyễn Văn Thiện
Trang 5MỤC LỤC
Lời cảm ơn i
Danh mục viết tắt ii
Mục lục iii
Danh mục các bảng vi
Danh mục các hình vii
MỎ ĐẦU 1
Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 7
1.1. Bài tập vật lí, vai trò và mục đích sử dụng trong dạy học vật lí 7 1.1.1. Bài tập vật lí 7
1.1.2. Mục đích sử dụng bài tập vật lí 8
1.1.3. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy và học 9
1.2. Các dạng bài tập vật lí 11
1.2.1. Phân loại theo phương pháp giải 12
1.2.2. Phân loại theo nội dung 14
1.2.3. Phân loại theo mục đích lý luận dạy học 15
1.2.4. Phân loại theo hình thức làm bài 15
1.3. Phương pháp giải bài tập Vật 16
1.3.1. Các bước giải bài tập Vật lí 16
1.3.2. Một số điểm lưu ý khi học sinh bài tập và bài thi Vật lí 19
1.4. Sử dụng hệ thống bài tập vật lý nhằm phát triển tư duy, năng lực sáng tạo của học sinh 20
1.4.1. Tư duy sáng tạo 20
1.4.2. Xây dựng hệ thống bài tập vật lý, nhằm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh 21
1.4.3.Sử dụng hệ thống bài tập 22
1.5. Vai trò của giáo viên và học sinh trong dạy và học bài tập vật lý 23
1.5.1.Vai trò của giáo viên 23
1.5.2. Vai trò của học sinh 25
1.6. Thực trạng về dạy học bài tập vật lý ở trường phổ thông hiện nay 26
Trang 61.6.1. Tình hình học tập của học sinh 26
1.6.2. Tình hình giảng dạy của giáo viên 27
1.6.3. Nguyên nhân và hướng khắc phục 28
1.7. Các biện pháp phát triển tư duy, năng lực sáng tạo của học sinh khi dạy bài tập vật lý 30
1.8. Kết luận Chương 1 31
Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ ĐƯA RA PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG ‘‘DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU’’ VẬT LÝ 12, THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY CỦA HỌC SINH 33
2.1. Vị trí, cấu trúc chương “Dòng điện xoay chiều” 33
2.1.1 Vị trí và vai trò của chương “Dòng điện xoay chiều” 33
2.1.2. Cấu trúc nội dung chương “Dòng diện xoay chiều” 33
2.2. Thang năng lực nhận thức của BLOOM” 35
2.3. Những yêu cầu về kiến thức và kỹ năng giải bài tập 36
2.3.1. Về nội dung kiến thức, trình độ nhận thức 36
2.3.2. Về kỹ năng 40
2.4. Các chủ đề bài tập của chương ‘‘Dòng điện xoay chiều’’ vật lý 12 41
2.4.1. Bài tập viết phương trình và tính các đại lượng tức thời 42
2.4.2. Tìm tổng trở, các giá trị hiệu dụng U, I, P và độ lệch pha của các đại lượng xoay chiều của mạch R, L, C 47
2.4.3. Phương pháp dùng giản đồ vectơ quay 56
2.4.4. Bài tập về các đại lượng R, L C , biến thiên 62
2.4.5. Dạng bài tính công suất của dòng điện 68
2.4.6. Dạng bài tính điện lượng 72
2.4.7. Bài tập về hộp đen 73
2.4.8. Bài tập về máy biến thế và truyền tải điện năng 78
2.5. Kết luận Chương 2 83
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 84
3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp của TNSP 84
3.1.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 84
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 84
3.1.3. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm 84
Trang 73.2. Phân tích, đánh giá và xử lí kết quả TNSP 86
3.2.1. Xây dựng tiêu chí để đánh giá 86
3.2.2. Phân tích các kết quả về mặt định tính 86
3.2.3. Phân tích các kết quả về mặt định lượng 87
3.3. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm 94
3.4. Kết luận Chương 3 95
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO 98
PHỤ LỤC 100
Trang 8DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Bảng phân phối chương trình của chương “Dòng điện xoay
chiều” vật lý 12-cơ bản 35 Bảng 3.1: Thông tin về các lớp học sinh tham gia trong quá trình
TNSP 85 Bảng 3.2: Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất tích lũy bài
kiểm tra số 1
89 Bảng 3.3: Bảng xếp loại học tập lần 1 90 Bảng 3.4: Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất tích lũy bài
kiểm tra số 2 91 Bảng 3.5: Bảng xếp loại học tập lần 2 92 Bảng 3.6: Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng sau 2 bài kiểm tra 93
Trang 9DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Chu trình sáng tạo 21
Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương 34
Hình 3.1: Đồ thị tần số tích lũy bài kiểm tra số 1của các lớp ĐC và TN 90
Hình 3.2: Biểu đồ xếp loại học tập lần 1 90
Hình 3.3: Đồ thị tần số tích lũy bài kiểm tra số 2 của các lớp ĐC và TN 91
Hình 3.4 : Biểu đồ xếp loại học tập lần 2 92
Trang 10
MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
Ngày nay, chúng ta đang sống trong kỷ nguyên mà động lực chủ yếu để phát triển kinh tế, xã hội là tri thức. Trong nền kinh tế tri thức của thế kỷ XXI, nền giáo dục phải đào tạo ra những con người có trí tuệ phát triển, giàu tính sáng tạo và nhân văn. Ở nước ta Đảng và Nhà nước đã xác định “ Giáo dục là quốc sách hàng đầu”. Điều này đã được xác định trong nghị quyết trung ương
4 khoá VII, nghị quyết trung ương 2 khoá VIII, được thể chế trong luật giáo
dục (2005). Luật giáo dục, điều 28.2 đã ghi “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm từng lớp học môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hướng thú và trách nhiệm học tập của học sinh”. Như vậy, quá trình dạy học không chỉ nhằm mục đích trang bị
kiến thức mà cần hướng đến phát huy hết tiềm năng của người học. Người học luôn tích cực, chủ động tìm hiểu, chiếm lĩnh kiến thức, đặc biệt họ được tự do sáng tạo, tự do tư duy dưới sự định hướng của người thầy. Từ đó họ có thể phát huy khả năng tự học và duy trì việc học lâu dài, tính tích cực trong học tập là tích cực trong nhận thức, được thể hiện bằng động cơ, hứng thú học tập, tiền đề
của tự giác, độc lập và sáng tạo. Để người học tích cực chủ động trong học tập
thì người thầy cần có phương pháp dạy học tích cực, nghĩa là tập trung vào việc phát huy tính tích cực của người học. Muốn đổi mới cách học phải đổi mới cách dạy và có sự phối hợp nhịp nhàng hoạt động dạy với hoạt động học thì mới thành công.
Trong quá trình dạy học nói chung, dạy học môn vật lý nói riêng, có rất nhiều phương pháp dạy học tích cực để nâng cao chất lượng trong học tập, phát triển năng lực tư duy độc lập, nâng cao hiệu quả tự học của học sinh. Trong số
đó, phương pháp sử dụng hệ thống bài tập là một phương pháp phổ biến, được
sử dụng thường xuyên và mang lại hiệu quả cao. Đặc biệt, môn Vật lí là một
Trang 11Hiện nay, tài liệu về hệ thống bài tập môn Vật lí ở trường phổ thông rất phong phú đa dạng, mặt khác trong phân phối chương trình số tiết dạy bài tập lại ít hơn so với nhu cầu cần củng cố kiến thức của học sinh. Đặc biệt, hiện nay đang áp dụng các hình thức thi trắc nghiệm, với các bài tập trắc nghiệm đòi hỏi giải bài tập nhanh và chính xác, nên nhiều học sinh chỉ vận dụng một cách máy móc các bước giải bài tập, nhận dạng bài tập, áp dụng công thức và
sử dụng máy tính để tính toán với tốc độ nhanh và chính xác, do vậy việc phát triển tư duy và sự sáng tạo của học sinh trong việc giải bài tập vật lí còn hạn chế. Một vấn đề đặt ra là người giáo viên cần phân loại các dạng bài tập và
có các phương pháp giải bài tập, hướng dẫn học sinh giải bài tập với tốc độ nhanh, chính xác, đồng thời giúp học sinh phát triển tính tư duy, sáng tạo. Trong khuôn khổ đề tài này, chúng tôi đặc biệt quan tâm đến việc xây dựng
hệ thống và hướng dẫn giải bài tập sao cho phù hợp với năng lực nhận thức của học sinh. Với kinh nghiệm qua một số năm tham gia giảng dạy ở trường THPT, tôi chọn chương “Dòng điện xoay chiều” trong chương trình Vật lí 12 là đề tài nghiên cứu. Đối với học sinh phổ thông đây là nội dung kiến thức rất quan trọng, với khối lượng khá lớn và trừu tượng, có nhiều vấn đề liên quan đến thực tế đời sống, đặc biệt là lượng kiến thức chiếm một phần không nhỏ trong các đề thi quốc gia. Chính vì vậy xuất phát từ thực tế trên và điều kiện nghiên cứu của bản thân, tác giả chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập vật lý chương “Dòng điện xoay chiều” lớp 12, nhằm phát huy tính tích cực, năng lực sáng tạo của học sinh” sẽ giúp học sinh có một hệ thống bài tập, có phương pháp giải cụ thể của từng dạng với hướng dẫn giải chi tiết một số bài. Từ đó giúp học sinh có thể hiểu rõ hơn về chương dòng điện xoay chiều. Đồng thời thông qua việc giải bài tập, học sinh được rèn
Trang 122 Mục tiêu nghiên cứu
Dựa trên nhu cầu thực tiễn hiện nay, đề tài đã tập trung xây dựng một hệ thống bài tập vật lý theo từng dạng, và hướng dẫn phương pháp giải các dạng bài tập của chương “Dòng điện xoay chiều”. Từ đó vạch ra tiến trình hướng dẫn hoạt động dạy học, (gồm hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh), nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức về chương này. Trên cơ sở đó học sinh có thể tự lực vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giải các bài tập cùng dạng ở các chương khác theo phương pháp đã đưa ra.
3 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của đề tài. Trong phần này, đề tài sẽ hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn về việc dạy bài tập vật lý ở trong các trường phổ thông hiện nay
- Nghiên cứu nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” chương trình sách giáo khoa vật lý 12 cơ bản, nhằm xác định nội dung kiến thức cơ bản học sinh cần nắm vững, và các kĩ năng giải bài tập cơ bản học sinh cần rèn luyện.
- Soạn thảo hệ thống bài tập về nội dung kiến thức phần Dòng điện xoay chiều, phù hợp với đặc trưng lớp theo từng dạng, rồi đưa ra phương pháp giải theo từng dạng theo hướng phát huy tính sáng tạo của học sinh, đề xuất tiến trình hướng dẫn học sinh giải bài tập trong hệ thống bài tập này.
- Thực nghiệm sư phạm và đánh giá hiệu quả của các phương pháp đã đưa ra.
4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu
4.1 Khách thể nghiên cứu
Quá trình dạy và học môn vật lý 12 THPT và chương “Dòng điện xoay chiều ” Vật lý lớp12 của giáo viên và học sinh.
4.2 Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu, xây dựng hệ thống bài tập chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lý lớp 12 theo từng dạng nhằm gúp học sinh có một phương pháp tổng
Trang 135 Vấn đề nghiên cứu
Đề tài này tập trung nghiên cứu các vấn đề cơ bản sau :
-Vai trò của bài tập, và việc giải bài tập trong quá trình dạy và học môn vật lý như thế nào ?
- Lý luận về bài tập trong dạy học vật lí và phương pháp sử dụng bài tập trong dạy học tích cực
sử dụng hệ thống bài tập đó theo một chiến lược hợp lý, phù hợp với năng lực nhận thức của HS thì sẽ phát huy được tư duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề của HS.
7 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn để xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn học sinh giải các bài tập của chương ‘‘ Dòng điện xoay chiều ’’ lớp 12 chương trình cơ bản, theo hướng phát huy tính tư duy sáng tạo của người học.
8 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa lý luận của đề tài :
Trong phạm vi của đề tài này sẽ cung cấp một hệ thống cơ sỏ lý luận của bài tập vật lý và tác dụng của việc giải bài tập vật lý trong dạy và học.
- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài :
Việc xây dựng hệ thống các dạng bài tập, và đưa ra các phương pháp giải theo hướng phát huy tính tự học và tính sáng tạo của người học được áp dụng rộng rãi vào các trường phổ thông hiện nay.
Trang 149 Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:
9.1 Nghiên cứu lí luận
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học bài tập vật lý, để làm sáng tỏ vai trò của nó trong dạy và học.
- Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông, các giáo trình, tài liệu hướng dẫn về học phần này, nội dung sách giáo khoa và những tài liệu tham khảo có liên quan để xác định mức độ nội dung và yêu cầu cần nắm vững.
- Xây dựng hệ thống các bài tập, và hướng dẫn giải các bài tập của chương ‘‘Dòng điện xoay chiều’’ vật lý 12.
9.2 Nghiên cứu thực tiễn
-Khảo sát thực tiễn về việc dạy bài tập vật lý ở các trường phổ thông trong địa bàn tỉnh Hà Nam.
- Điều tra, phỏng vấn về việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn giải các bài tập của chương ‘‘Dòng điện xoay chiều’’ ở trường phổ thông hiện nay.
- Trao đổi ý kiến với các GV có nhiều kinh nghiệm trong công tác giảng dạy môn Vật lí về nội dung, số lượng, hình thức của các loại bài tập, đề thi tự luận và trắc nghiệm khách quan, đồng thời xem xét bài giảng và phương pháp
Trang 1510 Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày theo 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài nghiên cứu.
Chương 2: Xây dựng hệ thống các bài tập và đưa ra các phương pháp giải bài tập của chương ‘‘Dòng điện xoay chiều’’ lớp 12 chương trình cơ bản, theo hướng phát huy tính tự học, sáng tạo của học sinh.
Trang 16‘‘bài toán’’, ‘‘bài toán vật lý’’. Trong cuốn Đại từ điển tiếng việt, ‘‘bài tập”
và “bài toán” được định nghĩa khác hẳn nhau. Bài tập là các bài ra để luyện tập, vận dụng kiến thức đã học để giải quyết vấn đề. Còn “bài toán” là vấn đề cần giải quyết, tìm ra lời giải bằng các định luật, quy tắc mới [13, tr.25]. Cũng như vậy, một số ý kiến cho rằng cần phân biệt hai thuật ngữ “ bài tập vật lý”
và “bài toán vật lý”. Bài tập vật lý có ý nghĩa là vận dụng các kiến thức lý thuyết đã học về vật lý vào trong những trường hợp cụ thể để giải quyết. Còn bài toán vật lý được sử dụng để hình thành những kiến thức mới trong khi giải quyết vấn đề được đặt ra chưa có câu trả lời, hoặc đề ra một phương pháp giải quyết mới.
Hiện nay, do quan niệm bài tập chỉ đơn thuần là vận dụng kiến thức đã biết nên nhiều giáo viên đã sử dụng bài tập để rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức cũ mà coi nhẹ chức năng tìm kiếm kiến thức mới, giải quyết vấn đề mới. Theo quan điểm hiện đại việc tìm kiếm kiến thức mới cũng là một bài tập cho học sinh, trong quá trình tìm kiếm kiến thức mới học sinh không phải thụ động tiếp thu cách giải quyết vấn đề một cách máy móc. Học sinh cũng phải tập các hành động, các phương pháp để chiếm lĩnh kiến thức mới như: quan sát, phân tích hiện tượng, đo lường, so sánh, khái quát hóa, tìm mối quan
hệ nhân quả giữa các hiện tượng, Điều đó có nghĩa là học sinh phải chủ động chiếm lĩnh kiến thức mới thông qua các hoạt động của chính mình, dưới sự hướng dẫn của giáo viên.
Trong tài liệu SGK cũng như các tài liệu bộ môn[3], người ta thường hiểu các bài tập luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ
Trang 17yếu, là nghiên cứu các hiện tượng, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lý của học sinh và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Về bản chất mỗi vấn đề xuất hiện khi nghiên cứu trong các tài liệu giáo khoa trong các bài học vật lý đều có thể coi là một bài tập đối với HS. Định nghĩa
“bài tập vật lý’’ như trên được nhiều nhà lý luận dạy học, và các giáo viên giảng dạy tán thành, chấp nhận. Theo định nghĩa đó, bài tập vật lý có hai chức năng chính đó là vận dụng kiến thức cũ để giải quyết vấn đề và tìm kiếm kiến thức mới. Chính vì vậy, theo nhóm tác giả không nên phận biệt hai khái niệm
“bài tập vật lý” và “bài toán vật lý” mà gọi chung cả hai khai niệm này là “bài tập vật lý”.
1.1.2 Mục đích sử dụng bài tập vật lí
Bài tập vật lí có vai trò quan trọng trong vận dụng kiến thức và hình thành kiến thức mới. Do đó, bài tập vật lí với tư cách là một phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông.Việc giải các BTVL là rèn luyện tư duy định hướng học sinh một cách tích cực.
Bài tập Vật lí có thể được sử dụng như là:
- Phương tiện nghiên cứu tài liệu mới, đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức một cách vững chắc.
- Phương tiện rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết với thực tế, học tập với đời sống.
- Rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh.
- Phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức cho học sinh một cách sinh động và
có hiệu quả.
- Rèn luyện những đức tính: tự lập, cẩn thận, kiên trì, tinh thần vượt khó cho học sinh.
- Phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kỹ năng của học sinh.
Quá trình giải một bài tập vật lý là quá trình tìm hiểu các điều kiện của bài toán, xem xét các hiện tượng vật lý được đề cập, dựa vào kiến thức vật lý
Trang 18và giải quyết vấn đề một cách chính xác. Muốn giải tốt các bài tập vật lý, học sinh cần phải biết vận dụng linh hoạt các thao tác tư duy, phân tích, tổng hợp,
so sánh khái quát hóa,…để xác định được bản chất của vật lý. Vận dụng các kiến thức của vật lý để giải quyết các nhiệm vụ của học tập, và những vấn đề thực tế của đời sống. Đó chính là thước đo chính xác nhất mức độ hiểu biết của học sinh.
1.1.3 Vai trò của bài tập vật lí trong dạy và học
Trước hết, vật lý là một môn khoa học giúp học sinh nắm được quy luật vận động của thế giới vật chất và bài tập vật lý 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, mặc dù người 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, 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 lý 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, và trở thành vốn riêng của người học. Qua
đó học sinh còn có thể hình thành thói quen, kĩ năng, kĩ xảo khi vận dụng kiến thức đã học vào cuộc sống. Không những thế, thông qua dạy học về bài tập vật lí, người học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật vật lí, những hiện tượng vật lí… biết cách phân tích, ứng dụng vào thực tiễn, có thói quen vận dụng kiến thức khái quát, giúp học sinh làm việc với tinh thần tự lực cao, đồng thời phát triển tư duy sáng tạo của học sinh. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học như sau:
- Giải bài tập vật lý giúp cho học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức
Trang 19và tổng hợp kiến thức trong một chương hoặc một phần của chương trình. Nó được thực hiện qua các bài kiểm tra một tiết, kiểm tra định kì. Kết quả của bài kiểm tra giúp giáo viên biết người học học được gì, nắm kiến thức vững đến đâu để từ đó người giáo viên kịp thời sửa chữa sai lầm của người học và điều chỉnh cách dạy của mình.
Giải bài tập vật lí là thước đo chính xác để giáo viên có thể thường xuyên theo dõi thành tích và tinh thần học tập của học sinh cùng với hiệu quả công tác giáo dục, giáo dưỡng của mình, để từ đó có thể điều chỉnh nội dung, phương pháp dạy học, giúp quá trình dạy học đạt hiệu quả cao.
- Giải bài tập vật lí giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống.
Có thể xây dựng nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lý thuyết đê giải quyết. Khi giải các bài tập như vậy,
sẽ giúp học sinh hiểu kiến thức sâu sắc hơn, đồng thời tập cho học sinh biết cách liên hệ giữa lí thuyết và thực tế, vận dụng kiến thức được học vào cuộc sống hàng ngày.
Thí dụ : Sau khi học xong bài “Máy biến áp-Truyền tải điện năng đi xa” học sinh có thể giải thích được, vì sao trước khi truyền tải đi xa người ta phải dùng máy biến áp để tăng điện áp, từ đó giải thích cho những người xung quanh cùng hiểu.
- Bài tập dùng để dẫn dắt kiến thức mới
Ở những lớp bậc THPT thì trình độ về toán học của HS đã khá phát triển, vì vậy nhiều khi các bài tập được giáo viên sử dụng một cách khéo léo
để có thể dẫn dắt học sinh tìm hiểu về một kiến thức mới, hiện tượng mới. Thí dụ: Sau khi học phần độ lệch pha trong bài “Mạch R,L,C mắc nối tiếp”
GV cho một ví dụ trong đó ZL=Zc khi đó u và i cùng pha với nhau và hiện tượng cộng hưởng xảy ra. Giáo Viên nói về hiện tượng cộng hưởng điện.
Trang 20- Giải bài tập vật lý góp phần làm phát triển tư duy, sáng tạo của học sinh
Khi giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra HS phải phân tích
đề bài, xem đề bài cho gì, cần gì, học sinh phải tái hiện kiến thức, vận dụng kiến thức, vận dụng các thao tác tư duy như phân tích, so sánh, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa….để xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng, lập luận, tính toán , có khi phải tiến hành làm thí nghiệm, đo đạc kiểm tra kết luận.
Vì thế bài tập vật lí sẽ là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú học tập và khả năng nghiên cứu khoa học, đặc biệt là khi phải khám phá ra bản chất của hiện tượng vật lí được trình bày dưới dạng tình huống có vấn đề.
- Bài tập vật lí có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp.
Các bài tập vật lí có thể đề cập đến các lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống, khoa học, kĩ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, sản suất công nghiệp….Các bài tập này là phương tiện thuận lợi để học sinh liên hệ giữa lí thuyết và thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực
tế sản xuất và cuộc sống.
Khi giải bài tập vật lí, đòi hỏi HS tích cực vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm đã có để tìm lời giải. Khi giải thành công một bài tập
sẽ đem đến cho học sinh niềm phấn khởi sáng tạo, sẵn sàng đón nhận bài tập mới ở mức độ cao hơn. Tuy nhiên, không phải cứ cho học sinh làm bài tập là chúng ta đạt ngay được các yêu cầu mong muốn. Bài tập vật lí chỉ phát huy tác dụng to lớn của nó trong những điều kiện sư phạm nhất định. Kết quả rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo giải bài tập phụ thuộc rất nhiều vào việc có hay không
có một hệ thống bài tập được lựa chọn và sắp xếp phù hợp với mục đích dạy học, với yêu cầu rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho người học.
1.2 Các dạng bài tập vật lí
Có nhiều cách để phân dạng bài tập vật lí, tùy thuộc vào mục đích và yêu cầu.
Trang 21
1.2.1 Phân loại theo phương pháp giải
a Bài tập định tính
Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần phải tính toán phức tạp mà chủ yếu dựa vào các suy luận logic đơn giản để giải. Để làm được các bài tập loại này học sinh cần phải hiểu rõ, hiểu sâu bản chất các kiến thức vật lí, hiện tượng vật lí, các định luật vật lí, các thuyết vật lí….Đa
số bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng vật lí nào đó xảy ra trong điều kiện xác định.
Thí dụ: Khi ta mắc một bếp điện nối tiếp vào một Ampe kế, sau một thời gian bếp điện có độ nóng ổn định ta thổi vào bếp một lồng khí lạnh. Hỏi số chỉ của Ampe kế có thay đổi không?
Bài tập định tính thường dùng để vận dụng các kiến thức vật lí vào đời sống, sản xuất. Nó thường được đưa ra dưới dạng câu hỏi ‘Vì sao?’, ‘Tại sao?’. Bài tập định tính thường được sử dụng nhiều trong quá trình dạy học vật lí nhất là khi xây dựng hình thành kiến thức mới, dùng làm bài tập nghiên cứu tài liệu mới. Chính vì điều này bài tập định tính giúp học sinh nắm rõ bản chất các hiện tượng vật lí, những quy luật của chúng, dạy cho học sinh biết cách áp dụng lí thuyết vào thực tiễn. Bài tập định tính luôn mang lại cho người học sự hứng thú, say mê môn học, rèn luyện tư duy, khả năng phán đoán, khả năng quan sát nhằm phát triển tư duy cho học sinh.
b Bài tập vật lý tính toán
Là loại bài tập có dữ liệu cụ thể, muốn giải chúng ta phải thực hiện một loạt các phép tính và kết quả của nó là một đáp số định lượng như một công
thức, một giá trị bằng số…
Bài tập tính toán có thể chia làm hai loại: bài tập tính toán tập dượt và bài tập tính toán tổng hợp [11].
Bài tập tính toán tập dượt là các bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ
đề cập đến một hiện tượng hay một định luật vật lí và chỉ cần sử dụng một vài phép toán đơn giản. Bài tập này có tác dụng củng cố các kiến thức vừa học,
Trang 22Thí dụ: Sau khi học xong bài học “ Mạch điện R.L.C mắc nối tiếp” giáo viên cho một bài tập “ Cho mạch điện xoay chiều R,L,C mắc nối tiếp có
phương trình điện áp u= 200 cos(100 t) V. có R=30 , L= 0, 5H
c Bài tập thí nghiệm
Bàì tập thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi người giải phải làm thí nghiệm
để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập. Những thí nghiệm loại này thường là những thí nghiệm đợn giản, học sinh dễ hiểu, dễ làm. Bài tập thí nghiệm có thể là những bài tập định tính hoặc định lượng.
Bài tập thí nghiệm có tác dụng về các mặt giáo dưỡng, giáo dục, và giáo dục kỹ thuật tổng hợp, đặc biệt là giúp cho người học làm sáng tỏ được mối quan hệ giữa lý thuyết và thực nghiệm.
Thí dụ: Sau khi học xong bài “Mạch R,L,C mắc nối tiếp” GV có thể cho một bài tập thí nghiệm: Cho các dụng cụ như sau:
- Một máy phát tần số của của dòng điện xoay chiều.
- Một điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung.
- Một số dây nối, bảng lắp giáp mạch.
Trang 23Yêu cầu HS hãy trình bày và giải thích một phương án thí nghiệm, để xác định tần của dòng điện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện.
d Bài tập đồ thị
Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng 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.
Để giải được bài tập loại này học sinh cần hiểu rõ được ý nghĩa của đồ thị, qua đồ thị có thể cho ta thấy rõ được mối quan hệ giữa hai đại lượng vật
lý. Trong thực nghiệm nếu biểu diễn các số liệu đo được trên đồ thị một cách chính xác, sẽ giúp ta xây dựng các các định luật vật lí mới. Chính vì vậy, mà bài tập sử dụng đồ thị ngày càng quan trọng trong quá trình dạy học vật lí.
1.2.2 Phân loại theo nội dung
Theo nội dung người ta phân loại những bài tập có nội dung trìu tượng, những bài tập có nội dung cụ thể. Bài tập có nội dung thực tế, bài tập có nội dung vui.
- Bài tập có nội dung trừu tượng: Là loại bài tập mà trong các điều kiện của
đầu bài, bản chất vật lý được nêu nổi bật. Những chi tiết không bản chất được lược bỏ đi.
- Bài tập có nội dung cụ thể: là loại bài tập có tác dụng rèn luyện cho học sinh
phân tích các hiện tượng vật lý cụ thể để làm rõ bản chất vật lý. Loại bài tập này học sinh chỉ áp dụng lý thuyết đã học thì dễ dàng giải quyết.
- Bài tập có nội dung thực tế: Là loại bài tập có nội dung liên quan tới đời
sống thực tiễn, sản xuất. Loại bài tập này có tác dụng rất lớn về mặt hình thành kỹ thuật hướng nghiệp, tổng hợp.
- Bài tập có nội dung vui: Là loại bài tập giảm bớt sự khô khan, mệt mỏi, ức
chế khi học môn vật lý của học sinh. Đồng thời nó cũng đem lại sự hứng thú, đam mê cho người học.
Trang 24
1.2.3 Phân loại theo mục đích lý luận dạy học
Trong quá trình dạy học, giáo viên có thể phân loại bài tập theo mục đích dạy học. Theo cách phân loại này, giáo viên có thể phân loại bài tập theo hai dạng: Bài tập luyện tập, và bài tập sáng tạo.
- Bài tập luyện tập: Là loại bài tập giải chúng không đòi hỏi nhiều tư duy,
sáng tạo của học sinh. Học sinh chỉ vận dụng kiến thức lý thuyết đã được học thì có thể dễ dàng làm được. Loại bài tập này chỉ yêu cầu học sinh cách giải một loại bài tập nhất định đã được hướng dẫn.
- Bài tập sáng tạo: Trong loại bài tập này, ngoài việc phải vận dụng một số
kiến thức đã học, học sinh bắt bộc phải có kiến thức độc lập, mới mẻ. Loại bài tập này giúp cho học sinh hình thành các kỹ năng, so sánh, tổng hợp, và khái quát hóa kiến thức. Giúp cho người học có thể giải quyết vấn đề một cách độc lập, sáng tạo.
1.2.4 Phân loại theo hình thức làm bài
Giáo viên có thể phân loại bài tập theo hình thức, tự luận, và hình thức trắc nghiệm khách quan.
- Chọn đúng-sai: Câu hỏi là một phát biểu, câu trả lời là chọn một trong hai đáp án đúng hoặc sai.
- Câu có nhiều lựa chọn: Một câu hỏi có nhiều đáp án. Học sinh phải lựa chọn một đáp án đúng nhất.
- Câu điền khuyết: Nội dung trong câu bị bỏ lửng, yêu cầu học sinh phải điền nội dung vào chỗ còn khuyết thiếu.
Trang 251.3 Phương pháp giải bài tập Vật lí
1.3.1 Các bước giải bài tập Vật lí
Việc rèn luyện cho học sinh, biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đến một kết quả chính xác, là một nhiệm vụ vô cùng cần thiết của người giáo viên. Nó không những giúp cho học sinh, nắm vững kiến thức, mà còn rèn luyện kỹ năng suy luận logic, làm việc một cách khoa học, có kế hoạch. Người giáo viên cần phải biết cách thể hiện bài tập vật lý để cho học sinh dễ dàng tìm ra lời giải cho bài tập. Cách thể hiện bài tập vật lý có thể là:
a Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện
- Đọc kỹ đầu bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ qua trọng, phân biệt được đâu là ẩn số, đâu là dữ kiện.
- Dùng các ký hiệu để tóm tắt đầu bài để xác định đầu bài cho gì, bắt tính gì?
- Dùng hình vẽ mô tả lại tình hống, cần thiết phải minh họa lại nếu cần. Trong nhiều trường hợp, ngôn ngữ dùng trong đề bài không hoàn toàn trùng với ngôn ngữ dùng trong lời phát biểu của các định nghĩa, định luật, các quy tắc
VL thì phải chuyển chúng sang ngôn ngữ VL tương ứng để thấy rõ được mối liên quan giữa hiện tượng đã nêu trong đề bài với nội dung các kiến thức VL tương ứng.
Trang 26b Phân tích hiện tượng
- Nhận biết những giữ kiện đã cho trong đề bài có liên quan đến những kiến thức nào, khái niệm nào, hiện tượng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lý.
- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài, khảo sát xem mỗi giai đoạn, diễn biến đó bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật nào Hình dung toàn bộ diễn biến của hiện tượng và các định luật, quy tắc chi phối nó. Có như vậy, học sinh mới hiểu rõ được bản chất của hiện tượng, tránh
sự áp dụng máy móc công thức mà không hiểu được bản chất của vấn đề.
- Để giúp HS tìm ra đường lối giải GV nên đưa ra những câu hỏi gợi ý. Sau khi nắm vững hiện tượng HS có thể vận dụng các định nghĩa, định luật, công thức để thiết lập các phương trình cho phép tìm các đại lượng chưa biết trong đầu bài.
c Xây dựng lập luận
Thực chất của bước này là tìm mối quan hệ giữa ẩn số phải tìm và các
dữ kiện mà đầu bài đã cho. Đối chiếu các dữ kiện của đầu bài cho và cái phải tìm có mối liên hệ như thế nào, qua công thức, định luật nào để xác lập mối quan hệ. Thành lập các phương trình nếu cần, phải chú ý là có bao nhiêu ẩn số, thì có bấy nhiêu phương trình.
* Đối với những bài tập tính toán, phức tạp, tổng hợp: có hai phương pháp xây
dựng lập luận để giải: Đó là phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp.
- Phương pháp phân tích: Là phương pháp xuất phát từ ẩn số của bài tập, tìm
ra mối quan hệ giữa ẩn đó với một đại lượng nào đó của một định luật đã xác định, diễn đạt bằng công thức, tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến đổi cuối cùng tìm được một công thức chỉ chứa mối quan hệ giữa ẩn số và các dữ kiện
đã cho.
- Phương pháp tổng hợp: Việc giải bài tập bắt đầu từ những đại lượng đã cho,
dựa vào các định luật, qui tắc vật lí, ta phải tìm những công thức chứa đại lượng đã cho với đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lượng ta cần tìm. Cuối cùng, ta tìm được một công thức trong đó chỉ chứa một
Trang 27* Đối với những bài tập định tính: Ta không cần tính toán nhiều, mà chủ yếu
sử dụng lập luận, suy luận logic dựa vào hiện tượng vật lý để giải thích hiện tượng, hoặc dự đoán hiện tượng xảy ra. Giải thích hiện tượng, thực chất là cho biết một hiện tượng VL và yêu cầu được giải thích vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế, tức là giải thích nguyên nhân của hiện tượng. Trong khi đó, dự đoán hiện tượng là quá trình ngược lại, HS phải căn cứ vào những điều kiện
cụ thể của đề bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng, từ đó dự đoán hiện tượng gì sẽ xảy ra và xảy ra như thế nào.
– Đối với loại câu hỏi giải thích hiện tượng: Phải thiết lập được mối quan hệ
giữa một hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay định luật VL. Tức là phải thực hiện được phép suy luận lôgic, trong đó cơ sở kiến thức phải
là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật VL có tính tổng quát áp dụng vào điều kiện cụ thể của đề bài mà kết quả cuối cùng chính là hiện tượng đã được nêu ra trong đề bài.
Những hiện tượng thực tế thường rất phức tạp, trong khi đó các định luật
VL lại khá đơn giản, nên thoạt nhìn thì khó có thể phát hiện ngay được mối quan hệ giữa hiện tượng đã cho với những định luật VL đã biết. Trong những trường hợp như thế, cần phân tích hiện tượng phức tạp ra các hiện tượng đơn giản, sao cho mỗi hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một định luật hay một quy tắc nhất định.
– Đối với loại câu hỏi dự đoán hiện tượng: Trước hết cần phải “khoanh vùng”
kiến thức bằng cách căn cứ vào những dấu hiệu ban đầu (các dụng cụ thí nghiệm, dạng đồ thị, cấu tạo vật thể, trạng thái ban đầu của hệ ) để liên tưởng, phán đoán chúng có thể liên quan đến những quy tắc nào, định luật VL nào đã biết. Kết quả của việc “khoanh vùng” ban đầu là hết sức quan trọng bởi lẽ nếu “khoanh vùng” quá rộng thì quá trình giải sẽ càng thêm phức tạp,
Trang 28còn nếu sai lầm ở khâu này thì chắc chắn sẽ dẫn đến những dự đoán sai về bản chất của hiện tượng.
* Đối với những bài tập trắc nghiệm khách quan: Cần nắm thật vững kiến thức
trong SGK, nếu không sẽ không thể lựa chọn được phương án đúng. Để làm tốt bài trắc nghiệm ta nên chia quỹ thời gian, sao cho phù hợp với thời gian làm bài. Đọc lướt qua các câu hỏi trắc nghiệm một lượt, câu nào làm được chính xác thì làm ngay, và làm bài theo nguyên tắc dễ làm trước, khó làm sau. Không nên dừng lại tìm lời giải cho một câu quá lâu. Cần lưu ý không được bỏ trống bất kỳ câu nào trong đề bài vì xác suất trả lời đúng cho các câu là 25%.
d Kiểm tra, xác nhận kết quả, và biện luận
Phân tích kết quả cuối cùng, để loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện bài tập hoặc không phù hợp thực tế. Việc lập luận này, cũng là một cách để kiểm tra sự đúng đắn của quá trình lập luận. Đôi khi nhờ sự lập luận mà học sinh có thể phát hiện ra được những sai lầm trong quá trình lập luận, do sự vô lý của kết quả thu được.
1.3.2 Một số điểm lưu ý khi học sinh bài tập và bài thi Vật lí
Trong quá trình học sinh làm bài tập VL để hạn chế các lỗi sai. HS cần chú ý một số điểm nhỏ sau đây.
- Phải ghi rõ đơn vị ở kết quả sau cùng: Mỗi một đại lượng VL gắn với một
đơn vị tương ứng. Không có đơn vị thì đại lượng không có ý nghĩa.
- Cần phân biệt các loại đơn vị khác nhau. Một số sai lầm phổ biến hiện nay
là : không phân biệt kW (công suất) và kWh (công), MeV (năng lượng) và MeV/c2(khối lượng).
- Tập thói quen biến đổi rad ra độ hoặc ngược lại. Biến đổi các đơn vị đo chiều dài, diện tích, thể tích. Chú ý tên gọi của các bội số hay các ước số của đơn vị như như micrô (), nanô (), picô (p), kilô (k), mêga (M)
- Tập thói quen kiểm tra giá trị của các đại lượng sao cho có nghĩa và phù hợp
trong thực tế. Nhiều thí sinh thường hay hoảng hốt nếu con số ra quá lớn hay quá nhỏ. Vấn đề là giá trị ấy có phù hợp trong thực tế hay không.
Trang 29Thí dụ: với mạch điện thông thường, dòng điện quá 30A là bất hợp lí nhưng với động cơ điện là chấp nhận được. Vận tốc các vật luôn nhỏ hơn vận tốc ánh sáng. Không có tụ điện có điện dung vài Fara…
- Một điểm lưu ý nữa khi trình bày bài phải sáng sủa, sạch sẽ, khoa học. Nếu cần bổ xung thêm hình vẽ, đồ thị để truyền đạt thông tin một cách ngắn gọn. 1.4 Sử dụng hệ thống bài tập vật lý nhằm phát triển tư duy, năng lực sáng tạo của học sinh
1.4.1 Tư duy sáng tạo
Theo Phan Dũng[7, tr.20]. Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ đưa người giải :
Ngoài ra, nếu nhìn theo góc độ thông tin, tâm lý thì tư duy sáng tạo là quá trình biến đổi thông tin thành tri thức, biến đổi những tri thức đã biết thành những tri thức mới.
Trang 30ra phương án thực nghiệm, kiểm tra hệ quả suy ra từ lý thuyết. Trong hai con đường này, không có suy luận lôgic mà phải dựa vào trực giác.
Sáng tạo và mong muốn được sáng tạo là nhu cầu của con người. Sáng tạo là hoạt động có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống con người, tạo nên sự phát triển toàn diện của xã hội, tạo nên sự thay đổi từ lĩnh vực này sang lĩnh vực khác. Trong các nhà trường phổ thông tư duy sáng tạo hầu hết còn bó hẹp đối với lợi ích của HS mà thôi. Do vậy, việc dạy học nói chung, và dạy học môn vật lý nói riêng là phải giúp cho HS rèn luyện, nâng cao tư duy sáng tạo,
để nhắm tới mục tiêu cao hơn là đào tạo ra những con người có khả năng sáng tạo ra những công trình có lợi ích cho nhân loại.
1.4.2 Xây dựng hệ thống bài tập vật lý, nhằm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh
Trong dạy học bất cứ một đề tài nào, giáo viên cần lựa chọn một hệ thống bài tập thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Hệ thống bài tập góp phần thực hiện mục tiêu dạy học: Bài tập là một phương tiện để tổ chức hoạt động của HS, nhằm khắc sâu, vận dụng và phát triển hệ thống kiến thức đã học, hình thành và rèn luyện các kỹ năng cơ bản.
Hình 1.1: Chu trình sáng tạo
Trang 31- Hệ thống bài tập phải tính vừa sức cho HS có khả năng tự học.
- Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính kế thừa và tính liên thông.
- Hệ thống bài tập cần phải đa dạng về thể loại bao gồm các dạng bài tập: giả tạo, thực tế, luyện tập, sáng tạo, ngụy biện.
+ 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 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 nằm vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định. + Bài tập sáng tạo: Là bài tập mà các dữ kiện đã cho trong đầu bài không chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải. 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 và mềm dẻo.
- Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính tổng hợp kiến thức, kỹ năng. Mỗi bài tập
là một mắt xích trong hệ thống bài tập nhằm củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức, góp phần phát huy tính tư duy sáng tạo của HS.
Giáo viên phải dự kiến chi tiết kế hoạch sử dụng hệ thống bài tập. Sử dụng ở các khâu trong quá trình dạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới, củng cố, hệ thống hóa, kiểm tra và đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS. Cần quan tâm cả đến số lượng bài tập cần giải, ở lớp, ở nhà hoặc làm thêm.
1.4.3 Sử dụng hệ thống bài tập
Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quá trình dạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới củng cố hệ thống hóa, kiểm tra và đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh.
Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà giáo viên đã lựa chọn cho học sinh thường bắt đầu bằng những bài tập định
Trang 32tính. Sau đó, HS sẽ giải những bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn. Việc giải những bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật với dữ kiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc giải hệ thống bài tập đã được lựa chọn cho đề tài.
Cần chú ý cá biệt hóa học sinh trong việc giải bài tập vật lý, thông qua các biện pháp sau:
+ Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các loại đối tượng học sinh khác nhau, thể hiện ở mức độ trừu tượng của đầu bài, loại vấn đề cần giải quyết, phạm vi và tính phức hợp của các số liệu cần xử lý, loại và số lượng thao tác
tư duy logic và các phép biến đổi toán học cần sử dụng, phạm vi và mức độ các kiến thức, kĩ năng cần huy động.
+ Biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của học sinh trong quá trình giải bài tập.
1.5 Vai trò của giáo viên và học sinh trong dạy và học bài tập vật lý
1.5.1.Vai trò của giáo viên
Hiện nay, các giờ dạy bài tập trong các nhà trường phổ thông còn ít, mà BTVL lại vô cùng đa dạng. Chính vì vậy, GV cần lựa chọn hệ thống bài tập sao cho phù hợp với năng lực nhận thức của HS và đảm bảo được mục tiêu dạy học là rất cần thiết.
Trong dạy BTVL ở các trường phổ thông hiện nay, GV có vai trò quan trọng trong việc định hướng ban đầu để học sinh giải quyết vấn đề đặt ra. Việc định hướng này giúp cho HS tránh được việc phải mò mẫm, mất thời gian, và gây nên tâm lý chán nảm. Đồng thời, cùng với HS tháo gỡ những khó khăn mà HS gặp phải trong quá trình giải bài tập vật lý. Nếu học sinh không
tự giải quyết được, giáo viên sẽ gợi ý thêm, cụ thể hóa hoặc chi tiết hóa thêm một bước để thu hẹp phạm vi tìm tòi giải quyết cho vừa sức học sinh.
Giáo viên có thể theo sát học sinh trong quá trình giải bài tập, để phát hiện được những thiếu sót hoặc sai lầm của học sinh để điều chỉnh và củng cố
Trang 33GV giúp cho HS biết vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề. Đồng thời giúp cho HS rèn luyện tính tư duy, rèn luyện kỹ năng giải bài tập, khả năng
- Có những gợi ý cho những BT khó, mới mà HS chưa được làm quen. GV cho những BT yêu cầu HS phải đọc lại lý thuyết của bài học. Đến buổi học sau GV phải giải đáp những vướng mắc của HS trong quá trình làm BT ở nhà. Sẵn sàng giúp đỡ khi HS gặp khó khăn hoặc đưa ra các điều chỉnh khi cần thiết. Đánh giá chính xác kết quả của HS, có chính sách động viên khen thưởng đúng đắn, kịp thời.
Việc HS tự hoàn thiện bài học là rất quan trọng bởi đó chính là lúc HS biến quá trình đào tạo thành tự đào tạo, biến tri thức nhân loại thành tri thức của mình.
Trang 341.5.2 Vai trò của học sinh
Học sinh là đối tượng chính của hoạt động dạy đồng thời là chủ thể của hoạt động học. Do đó, học sinh là người chủ động, tích cực đi tìm kiến thức thông qua sự tổ chức và hướng dẫn của giáo viên. Lượng tri thức mà HS
có được trong quá trình học tập phần lớn là do cách học của người học tạo nên. Chính vì vậy HS đóng vai trò then chốt trong quá trình dạy học nói chung, và dạy BTVL nói riêng.
Trong mỗi giờ bài tập trên lớp, HS cần nắm vững được lý thuyết của bài học, sau đó tự mình làm các bài tập định tính và định lượng đơn giản. Trong quá trình học yêu cầu HS phải vận động tư duy, tích cực tham gia vào hoạt động học dưới sự hướng dẫn của GV. Quá trình giải BT yêu cầu HS phải tập trung tích cực để giải quyết, học sinh phải tự đặt mình vào các tình huống thực tế, trực tiếp quan sát, thảo luận, đôi khi phải làm thí nghiệm và giải quyết vấn đề đặt ra theo quan điểm và suy nghĩ của mình. Đó là cách học sinh tự rèn luyện kỹ năng, rèn luyện tư duy của mình ngày càng phát triển.
Học sinh phải tự giác, chủ động, độc lập trong học tập, có nhu cầu nhận thức cao. Nghĩa là, HS phải luôn thực hiện tốt nhiệm vụ học tập của mình, hăng hái tìm đọc thêm các tài liệu tham khảo của môn học, vui vẻ tham gia các hoạt động nội khóa, ngoại khóa để phục vụ cho học tập của mình. Chỉ tìm đến sự giúp đõ của thầy cô, bạn bè khi vấn đề cần giải quyết thực sự bế tắc.
Học sinh phải có phải có động cơ học tập đúng đắn, học để chiếm lĩnh kiến thức, học để hoàn thiện kỹ năng, kỹ xảo của bản thân và nhân cách theo yêu cầu của xã hội. Chăm chú nghe thầy cô định hướng cách giải, đào sâu suy nghĩ, đặt ra nhiều giả thuyết cho một vấn đề để có cái nhìn tổng quan cho vấn
đề. Lật lại vấn đề nếu như những kiến thức chưa thấy hài lòng, không thụ động chấp nhận kiến thức một cách máy móc, thụ động.
Học sinh phải có một kế hoạch cụ thể cho môn học theo từng tuần, từng tháng. Với bộ môn vật lý do lượng kiến thức phong phú, vì vậy HS cần dành nhiều thời gian tự học để nâng cao kiến thức, phát triển tư duy. Cuối cùng, HS
Trang 35phải luôn phải biết tự kiểm tra, đánh giá năng lực học tập của mình để có hướng phấn đầu, rèn luyện.
1.6 Thực trạng về dạy học bài tập vật lý ở trường phổ thông hiện nay
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, nhóm tác giả đã khảo sát thực trạng dạy học VL và BTVL ở trường THPT Thanh Liêm A - Huyện Thanh Liêm, Tỉnh Hà Nam, với mục đích như sau:
- Điều tra về cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ dạy học.
- Tìm hiểu về đặc điểm của HS, chất lượng học tập nói chung, và chất lượng học môn vậy lý nói riêng.
- Khảo sát các phương pháp giảng dạy của giáo viên, điều kiện phục vụ giảng dạy, vấn đề đổi mới phương pháp giảng dạy. Từ đó phân tích những hạn chế, khó khăn, và tìm nguyên nhân, đề ra biện pháp khắc phục.
- Đối tượng điều tra: HS lớp 11, lớp 12, giáo viên dạy bộ môn vật lý, lãnh đạo các nhà trường.
- Chất lượng học của HS của tất cả các môn nhìn chung còn thấp với tỉ lệ: 25% HS đạt tỉ lệ lực học khá và giỏi, 50% HS đạt tỉ lệ trung bình, 20% HS đạt
tỉ lệ lực học yếu, 5% HS đạt tỉ lệ lực học kém. Trong đó các môn khoa học tự nhiên, và môn ngoại ngữ có tỉ lệ HS khá, giỏi còn thấp. Đa số HS còn sợ những môn học này, đặc biệt là môn vật lý.
- Về cụ thể tình hình học tập của HS đối với môn vật lý: Đa số HS cho rằng đây là một môn học khó, trừu tượng nên chất lượng học của HS còn thấp.
Trang 36Chất lượng học tập của HS qua các kỳ thi như sau: 15% tỉ lệ HS đạt lực học khá giỏi, 45% tỉ lệ HS đạt tỉ lệ trung bình, còn lại là tỉ lệ HS yếu, và kém. Qua tìm hiểu mức độ hứng thú học tập, tính tích cực, tự lực trong các giờ học có 20% HS chú ý nghe giảng, suy nghĩ, tích cực phát biểu xây dựng bài. Có khoảng 65% HS chỉ nghe giảng mà không phát biểu đóng góp xây dựng bài,
và có khoảng 15% HS không chú ý nghe giảng làm việc riêng.
- Chỉ có 20% HS thích học môn vật lý, thích tìm hiểu ý nghĩa của kiến thức vật lý và vận dụng vào thực tiễn. Khoảng 25% HS không thích học môn vật lý, chưa bao giờ quan tâm tới việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Số còn lại thì coi môn vật lý là bình thường, thỉnh thoảng quan tâm tới việc ứng dụng vào thực tiễn.
- Đa số HS ( khoảng 75%) chỉ học thuộc lòng những nội dung mà GV cho ghi trong các giờ dạy lý thuyết. Có khảng 20% HS tự giác làm các bài tập trong SGK, SBT và sách tham khảo. Có khoảng 60% HS chỉ làm được các bài tập đơn giản trong SGK, còn lại là những HS không tự làm được bất kỳ một bài tập nào. Có khoảng 35% HS làm bài tập ở nhà. Thời gian tự học môn vật lý ở nhà rất ít khoảng từ hai đến ba giờ mỗi tuần. Qua tìm hiểu về những khó khăn của HS khi giải bài tập cho thấy: 30% HS không hiểu và tóm tắt được đầu bài, 30% HS không nhớ lý thuyết, và khoảng 40% HS không biết vận dụng lý thuyết vào để giải các bài tập, 30% HS gặp khó khăn trong việc giải các phương trình và tính toán.
1.6.2 Tình hình giảng dạy của giáo viên
Qua điều tra, khảo sát cho thấy, số GV thường xuyên sử dụng phương pháp dạy học theo hướng tổ chức hoạt động nhận thức cho HS. Đa số các GV vẫn sử dụng các phương pháp dạy học truyền thống.
- Tất cả các GV vật lý được hỏi ý kiến đều xác định mục đích của việc giải bài tập là củng cố, khắc sâu kiến thức, và rèn luyện phương pháp giải bài tập. Hình thức tổ chức giải bài tập chủ yếu là GV nêu bài tập, tổ chức cho HS thảo luận, phân tích đề bài để giải toán. Các bài tập chủ yếu dưới dạng bài tập định
Trang 37- Trong các giờ bài tập, có 20% GV vật lý được hỏi cho rằng HS khá hứng thú với giờ bài tập. Trong các giờ bài tập HS ít hứng thú và có tâm lý sợ kiểm tra bài cũ, kiểm tra việc làm bài tập ở nhà hoặc bị gọi lên bảng làm bài tập.
1.6.3 Nguyên nhân và hướng khắc phục
- Những kết quả điều tra ở trên cho thấy nhiều HS chưa xác định được động
cơ, mục đích học tập của mình. Không hứng thú với bộ môn vật lý, chưa có phương pháp học tập hiệu quả, thời gian tự học còn ít, năng lực nhận thức tích cực, tự lực còn thấp, nên chất lượng học tập chưa cao. Qua tìm hiểu nhóm tác giả thấy có nhiều nguyên nhân, trong đó có cả nguyên nhân chủ quan, và khách quan của cả phía GV và HS.
* Về phía học sinh
- Nguyên nhân: Đối với HS phổ thông việc giải BTVL gặp rất nhiều khó khăn
vì HS thường không nắm vững lý thuyết, kỹ năng vận dụng kiến thức vật lý.
Vì vậy, các em thường giải BT một cách mò mẫm, không có định hướng rõ ràng, và áp dụng một cách máy móc nhiều khi không giải được. Có nhiều
nguyên nhân:
+HS chưa có phương pháp khoa học để giải BTVL .
+ Chưa xác định được mục đích của việc giải BTVL là xem xét phân tích các hiện tượng để đi đến bản chất vật lý. Các em chưa có hiểu biết dúng đắn về vai trò thực tiễn của môn vật lý trong đời sống. Hiện nay một nguyên nhân
Trang 38khá cơ bản ảnh hưởng tới việc hình thành nhân cách của HS, đó là sự tác động của xã hội, gia đình, sự phát triển ồ ạt không kiểm soát của các quán điện tử, Internet. Các yếu tố này làm phân tán mạnh mẽ tư tưởng của HS nhất
tế là rất hạn chế, tạo sức ỳ trong tâm lý tiếp nhận của HS.
- Biện pháp khắc phục: Người GV cần phải tâm huyết với nghề hơn nữa, tích
cực tự học để nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ của mình. Nâng cao
kỹ năng sử dụng các thiết bị dạy học, công nghệ thông tin trong dạy học, tăng cường các tài liệu tham khảo để tìm hiểu ý nghĩa thực tiễn, các ứng dụng của vật lý phổ thông vào đời sống, từ đó làm cho HS thấy rõ vai trò đích thực của môn vật lý.
* Về phía nhà trường
Cần quan tâm hơn nữa tới việc bồi dưỡng GV về đổi mới phương pháp dạy học. Đầu tư thêm các trang thiết bị dạy học hiện đại, tổ chức các hội thảo khoa học về bài tập, khuyến khích các sáng kiến kinh nghiệm về dạy BTVL, thành lập các câu lạc bộ vật lý trong đó đưa ra các bài tập hay và khuyến khích HS có lời giải hay và nhanh nhất. Tăng cường kiểm tra, đánh giá việc dạy của GV và việc học của HS một cách hiệu quả.
Trang 391.7 Các biện pháp phát triển tư duy, năng lực sáng tạo của học sinh khi dạy bài tập vật lý
Để hình thành và phát triển tư duy, sáng tạo của HS nhóm tác giả xin đưa ra một số biện pháp để phát triển tính tích cực, tư duy sáng tạo của người học thông qua việc dạy BTVL.
Biện pháp 1: Tạo nhu cầu hứng thú học tập, kích thích tìm tòi, ham hiểu biết của HS
Trong các giờ bài tập, GV khen ngợi các em khi các em hoàn thành nhiệm vụ mà GV yêu cầu, có hình thức phù hợp để thể hiện các BTVL sao cho HS thấy được các hiện tượng vật lý xảy ra trong bài. Đưa ra các bài tập có tình hống lạ, tình huống bất ngờ để kích thích tư duy của các em. GV cần phải khuyến khích HS tìm tòi, đưa ra những ý kiến riêng, không nên áp đặt HS phải suy nghĩ hay diễn đạt giống mình. Nếu ý kiến của HS còn sai sót thì GV cần chỉnh sửa, bổ sung nhưng không làm mất đi sự hào hứng, tự tin của HS trong tiết bài tập.
Biện pháp 2: Xây dựng hệ thống bài tập phù hợp với từng nhóm đối tượng HS
GV cần xây dựng hệ thống bài tập cụ thể đối với từng đề tài, các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp. Các bài tập được sử dụng ở các khâu khác nhau của quá trình dạy học, như củng cố bài học, kiểm tra bài
cũ, luyện tập
Biện pháp 3: Rèn HS các kỹ năng thực hiện các thao tác tư duy, những hành động phổ biến trong học BTVL
Trong từng tình huống dạy học có sử dụng BTVL, GV tổ chức các hoạt động sao cho tất cả HS phải tham gia thực hiện các thao tác tư duy ( phân tích,
so sánh, khái quát hóa, ) bằng cách GV đưa ra các câu hỏi để định hướng cho HS trả lời qua đó HS rèn được kỹ năng tư suy hay phương pháp suy luận.
GV yêu cầu các HS khác nhận xét, hay nêu ý kiến của mình về câu trả lời của bạn, đồng thời phân tích câu trả lời của HS chỉ ra những lỗi sai trong tư duy
và giúp cho HS có cái nhìn một vấn đề đúng đắn hơn.
Trang 40Giải BTVL là một phần hợp thành của việc học môn vật lý, các BTVL sẽ lôi cuốn HS bằng nội dung, bằng phương pháp giải hay, cho phép ta dự đoán được các hiện tượng tự nhiên và bản chất vật lý. Bởi vậy trong các tiết học bài tập GV nên tổ chức các nhóm giải BTVL, thi đua giữa các nhóm, các nhóm tự đánh giá lẫn nhau tạo hứng thú trong học tập.
Việc kiểm tra mức độ làm việc của HS, trong các giờ bài tập là rất quan trọng, GV cần theo dõi tiến trình làm việc của HS, nhận xét bổ sung có sự động viên kịp thời đối với sự làm việc tích cực của các em.
Biện pháp 4: Tổ chức các hoạt động sáng tạo, giải các bài tập sáng tạo cho HS
Cần sáng tạo trong việc tổ chức hoạt động học tập có sử dụng tới BTVL, như khai thác các tác dụng khác nhau của bài tập, sử dụng bài tập vào các khâu khác nhau của quá trình dạy học. Trong các giờ bài tập, GV cần tránh biến thành tiết giảng lại lý thuyết đã học, nhưng GV cũng cần tránh lối hướng dẫn tách rời lý thuyết, nó sẽ dẫn tới việc HS mò mẫm, hoặc tiếp thu kiến thức một cách may móc, cứng nhắc, không chắc chắn. Khi sử dụng bài tập trước hết GV cần phải nêu được mục đích của việc giải bài tập, để HS thấy được tầm quan trọng và sự cần thiết phải nắm vững những mảng kiến thức đó. Nếu có thời gian, GV có thể đưa ra một số bài tập vui, ngắn, phù hợp với nội dung của tiết học, tạo hứng thú cho HS.
Biện pháp 5: Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho HS
Ở trường nhóm tác giả khảo sát có đặc điểm là ngôn ngữ chuyên ngành vật lý của HS còn yếu, phần lớn HS còn nhút nhát ngại giao tiếp. Chính vì vậy, quá trình dạy BTVL, GV cần phân tích bài tập một cách chi tiết để rèn luyện cho HS sử dụng các ngôn ngữ một cách phù hợp, tạo tâm lý thoải mái, hứng thú trong các giờ học.
1.8 Kết luận Chương 1
Trong phạm vi của chương này, nhóm tác giả đã trình bày cơ sở lý luận của việc phát triển tư duy sáng tạo của HS thông qua quá trình dạy BTVL.