Vận dụng lí thuyết phát triển bài tập vật lí dạy học chương Động lực học chất điểm vật lí lớp 10 chương trình nâng cao

Chính vì vậy trong thực tế, nhiều lúc,nhiều nơi đã tuyệt đối hóa bài tập vật lí, coi DHVL có nhiệm vụ chính làdạy HS giải BTVL Đặc biệt là các lớp luyện thi tốt nghiệp , luyện thi đạihọc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

***********

NGUYỄN HỒNG PHƯƠNG

VẬN DỤNG LÍ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÍ DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÍ LỚP 10 CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN, NĂM 2013

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong dạy học vật lí , bài tập là một phương tiện, phương pháp có hiệuquả thực hiện các nhiệm vụ giáo dưỡng, giáo dục, phát triển tư duy vànhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng hợp Chính vì vậy trong thực tế, nhiều lúc,nhiều nơi đã tuyệt đối hóa bài tập vật lí, coi DHVL có nhiệm vụ chính làdạy HS giải BTVL( Đặc biệt là các lớp luyện thi tốt nghiệp , luyện thi đạihọc, bồi dưỡng học sinh giỏi ); Trong hiệu sách ngoài bộ sách giáo khoa( 2 quyển) thì đa số là sách bài tập các loại, có khi cùng một nội dung vật lí

có đến hàng chục sách bài tập của nhiều tác giả; Phụ huynh và HS hoangmang trước thực trạng có qua nhiều bài tập, làm thế nào để có thể học hếtđược các bài tập trong đó khi mà thời gian thì rất hạn hẹp Thực tế này đặt

ra cho GV vật lí một câu hỏi: Dạy bài tập như thế nào để phát huy được cácchức năng LLDH, chức năng nhận thức luận của BTVL? Nếu như bài họcxây dựng kiến thức mới các mục tiêu, nội dung đã được nêu tường minhtrong SGV, SGK thì bài học bài tập vật lí hoàn toàn do GV xác định mụctiêu, nội dung đến phương tiện, phương pháp

Thực tế cho thấy, nhiều GV rất lúng túng không biết nên dạy BTVLnhư thế nào để đạt được hiệu qua cao nhất Cho nên trong các đợt thaogiảng, dự giờ, tiết dạy bài tập vật lí ít được GV lựa chọn Trong tiết dạy bàitập, thông thường GV chỉ bám sát phân phối chương trình và sách giáokhoa để ra bài tập cho HS hướng dẫn HS giải bài tập đó sao cho ra kết quảrồi chuyển sang bài tập khác Chính vì vậy mà HS học một cách thụ động,không phát huy được tính sáng tạo trong giải BTVL và khi áp dụng cũngkhông linh hoạt, nhất là GV cho bài tập dạng khác thì HS lúng túng khônggiải quyết được Bên cạnh đó đa số HS hiện nay cũng còn thụ động trong

việc học tập của mình, các em chỉ học những gì mà GV đã cung cấp chứ ítchủ động tìm tòi học tập điều mới ngoài thông tin từ người thầy Trong quátrình dạy BTVL đòi hỏi người GV phải chọn các bài tập từ đơn giản đếnphức tạp, các bài tập phải liên hệ vời nhau một cách có hệ thống làm thếnào để thông qua việc giải một số bài tập cơ bản, trang bị cho các emphương pháp giải để các em giải được nhiều dạng bài tập khác Qua đó,

HS nắm được kiến thức vững vàng, sâu sắc, chủ động, mà không mất nhiềuthời gian, phát huy mạnh tính sáng tạo của HS

Để giải quyết vấn đề trên, tôi thấy có một lý thuyết đã được xây dựngbởi các nhà nghiên cứu về LLDHVL đó là “Lý thuyết phát triển bài tập vật

lí ”; tinh thần cơ bản của lý thuyết này là từ một bài tập cơ bản phát triểnthành các bài tập tổng hợp khác nhau theo nhiều phương án khác nhaunhằm phát huy các kiến thức cơ bản khác trong việc giải bài tập; GV xâydựng BT và dạy cho HS cũng xây dựng BT; phân tích BT tổng hợp thànhbài tập cơ bản; kết quả HS vừa biết củng cố kiến thức lí thuyết, vừa biếtphương pháp giải BT và đặc biệt HS còn biết tự đặt bài tập để giải theo yêucầu của GV; biến HS từ chỗ thụ động giải BT do GV yêu cầu thành chủđộng đặt BT để giải; đóp là một cách cụ thể thực hiện chiến lược dạy họctập trung vào người học

Chương “ Động lực học chất điểm” là một chương rất quan trọng trongchương trình vật lí 10 THPT Lượng bài tập nhiều và khó, rất nhiều HSlúng túng không biết giải quyết bài tập như thế nào

Với những lí do trên tôi chọn đề tài: Vận dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lí dạy học chương “ Động lực học chất điểm” Vật lí lớp 10 chương trình nâng cao.

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Vận dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý vào dạy học bài tập chương

“Động lực học chất điểm” lớp 10 chương trình nâng cao nhằm nâng cao chấtlượng lĩnh hội kiến thức và rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Quá trình dạy học vật lý ở trường THPT

- Bài tập vật lý

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Dạy học bài tập Vật lý chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 chương trìnhnâng cao

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu vận dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý vào dạy học chương

“Động lực học chất điểm” lớp 10 chương trình nâng cao đảm bảo tính khoa

học sẽ góp phần nâng cao hiệu quả học tập của học sinh.

5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

5.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học bài tập vật lý

5.2 Nghiên cứu lý thuyết phát triển bài tập vật lý.

5.3 Phân tích nội dung dạy học chương “Động lực học chất điểm” lớp 10

chương trình nâng cao

5.4 Xây dựng hệ thống bài tập chương “Động học lực chất điểm” theo lý

thuyết phát triển bài tập vật lí

5.5 Đề xuất phương án dạy học bài tập với hệ thống bài tập đã xây dựng 5.6 Thực nghiệm sư phạm.

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.

- Nghiên cứu tài liệu về dạy học vật lí có liên quan đến đề tài.

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Điều tra hoạt động dạy học bài tập vật lí ở trường THPT

- Thực nghiệm sư phạm.

6.3.Phương pháp thống kê toán học

Để xử lí kết quả điều tra và thực nghiệm sư phạm bằng công cụ toán học

7 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

* Về mặt lí luận: Hệ thống cơ sở lí luận về bài tập vật lí và lý thuyết phát

triển bài tập trong dạy học bài tập vật lý ở trường phổ thông

* Về mặt nghiên cứu thực tiễn: Xây dựng được hệ thống bài tập chương

“Động học lực chất điểm” theo lí thuyết phát triển bài tập vật lí,từ 03 bài tập

cơ bản phát triển được 28 bài tập theo mức độ từ đơn giản đến phức tạp;thiết

kế 03 giáo án dạy học BTVLtheo lí thuyết phát triển bài tập Tiến trình dạyhọc bài tập vật lí sử dụng lý thuyết phát triển bài tập trong ôn tập, hệ thốnghóa kiến thức cho học sinh

8 CẤU TRÚC LUẬN VĂN

Ngoài phần mở đầu và kết luận luận văn có 03 chương

Chương 1 Lý thuyết phát triển bài tập trong dạy học vật lý ở trường phổ thông.

Chương 2 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Động học lực chất điểm” theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

Chương 1 DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP 1.1 Chức năng của lí luận dạy học BTVL [14],[15],[17]

1.1.1. Khái niệm bài tập vật lí [15],[17]

Bài tập vật lí được hiểu là vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyếtnhờ những suy luận logic, những phép toán và những thí nghiệm dựa trên

cơ sở các định luật các phương pháp vật lí Hiểu theo nghĩa rộng thì mọivấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tậpđối với học sinh Sự định hướng tư duy một cách tích cực là việc giảiBTVL

1.1.2. Chức năng của BTVL [14],[15],[17]

BTVL là một trong những phương tiện dạy học vật lí rất quan trọng.Thời gian dành cho việc sử dụng loại phương tiện này chiếm một tỉ trọnglớn so với toàn bộ chương trình Nhiều tài liệu lí luận dạy học coi BTVL làmột trong những phương tiện thực hành Có tài liệu coi BTVL như là mộtphương pháp dạy học vật lí Đề tài này đề cập đến BTVL với sự kết hợp cảhai cách hiểu trên

- Xét theo lí luận dạy học thì BTVL có những chức năng sau:

+ Củng cố trình độ tri thức và kĩ năng xuất phát cho HS:

Để thực hiện chức năng này thì BTVL là một phương tiện rất có hiệuquả Bằng cách giao cho HS giải những bài tập có nội dung và phương phápgắn với nội dung và phương pháp của vấn đề sắp được nghiên cứu, GV có thểgiúp HS nhớ lại, củng cố kiến thức đã học một cách vững chắc Do đó họvững vàng hơn khi bước vào tiếp thu bài mới Hơn nữa, khi thấy được sự liênquan logic giữa tri thức và kĩ năng cũ với vấn đề mới, HS càng hứng thú hơn

vào việc tham gia xây dựng bài mới Bởi vì một mặt họ thấy tính hữu ích củatri thức đã học, mặt khác học vững tin hơn vào khả năng của mình.

+ Đặt vấn đề nhận thức:

Nhiều loại bài tập thực hiện chức năng này rất tốt như bài tập nghịch lí,bài tập thí nghiệm, bài tập – câu hỏi thực tế… trước khi vào bài học, nghiêncứu một vấn đề mới, , GV có thể đặt ra cho HS các bài tập có dạng trên và liênquan đến hiện tượng, quá trình vật lí sắp được nghiên cứu, vừa tạo cho các emcảm giác hưng phấn, kích thích tính tò mò, ham học, vừa định hướng cho các

em cái đích mà các em cần đạt được sau khi nghiên cứu vấn đề đó Khi đãđịnh hướng được thì sự quan sát, chú ý có chủ định sẽ được nâng cao màkhông bị “loãng”, khắc phục được tình trạng GV giảng bài, HS không biếtthầy cô đang làm gì? Tại sao lại làm như thế? Bài học này có mục đích gì? + Hình thành tri thức, kỹ năng mới cho HS:

Một số bài tập thực hiện được chức năng này nhưng không phải nhiều Cólúc trong dạy học một số đề tài mà việc hình thành tri thức mới thực chất là hệthống hóa nhiều vấn đề riêng lẻ đã học để khái quát hóa quy nạp mà có (Ví dụnhư bài “Định luật bảo toàn cơ năng” vật lí lớp 10 cơ bản) Kết quả của nhữngbài tập loại này sẽ được khái quát hóa lại thành định luật, hệ quả, tri thức mớicho HS Cũng có trường hợp ngược lại, có những đề tài, bài học mà nội dungcủa nó chính là sự diễn dịch: vận dụng trường hợp tổng quát cho từng trườnghợp cụ thể (Ví dụ: Khi dạy kiến thức “Động cơ phản lực” vật lí 10 cơ bản) + Ôn luyện, củng cố kiến thức, kỹ năng cho HS:

Đây là lĩnh vực mà BTVL phát huy tác dụng tốt nhất Bởi vì BTVL làphương tiện để GV giao cho HS những nhiệm vụ gắn liền với việc củng cốcác đường mòn liên hệ tạm thời của thần kinh trung ương về tri thức và kỹnăng vừa học ở lớp, để họ tập dượt việc tìm kiếm các mối liên hệ giữa kiến

thức đã học và vận dụng chúng vào các tình huống: từ quen biết, quen biết cóbiến đổi đến tình huống mới lạ.

Qua việc làm bài tập, không những rèn luyện cho HS năng lực ghi nhớ,củng cố tri thức, kỹ năng đã học mà còn bắt buộc họ phải có những hoạt độngsáng tạo, như tìm ra mối liên hệ, những kỹ năng mà trong dạy học vật lí họchưa có điều kiện thực hành, thử nghiệm…

+ Tổng kết, hệ thống hóa kiến thức của từng chương, từng phần và cảchương trình bộ môn

Các bài học có nhiệm vụ củng cố tri thức lý thuyết đơn thuần, nhưngBTVL vẫn có thể được sử dụng rất có hiệu quả trong nhiều trường hợp: Thứnhất, GV ra bài tập theo một chuỗi liên kết với nhau Để giải được loại bài tập

đó, HS sẽ phải lần lượt sử dụng đến tất cả các tri thức đã học của chương hoặcphần tri thức lý thuyết định tổng kết và hệ thống hóa Thứ hai, qua từng phầnnhỏ tri thức đã tổng kết, GV đưa ra những bài tập điển hình mà phải nhờ vàonhững tri thức ấy mới giải quyết được Làm như vậy vừa đỡ nhàm chán vừagiúp các em ghi nhớ được lâu hơn, hiểu rõ bản chất vật lí hơn là việc bắt HSnhắc đi nhắc lại lý thuyết

+ Kiểm tra, đánh giá chất lượng tri thức, kỹ năng của HS:

BTVL giúp GV kiểm tra được trình độ lĩnh hội tri thức của HS, kỹ năngthực hành, kỹ năng tính toán, kỹ năng vận dụng lý thuyết để giải quyết nhữngtình huống cụ thể của thực tiễn Ngoài ra khu dùng BTVL dưới dạng tự luận

nó còn giúp GV kiểm tra và đánh giá được năng lực tư duy và kỹ năng sửdụng ngôn ngữ của HS

- Xét theo chức năng thực hiện nhiệm vụ bộ môn:

+ Giáo dưỡng: BTVL là một phương tiện không thể thiếu Bởi vì BTVLgiúp HS khắc sâu nội dung kiến thức, giúp họ đào sâu và xây dựng các mối

liên hệ giữa các bộ phận kiến thức với nhau Nhờ đó mà kiến thức trở nênsống động, có ý nghĩa trong việc giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra + Phát triển: BTVL là phương tiện giúp HS phát triển năng lực nhận thức.Thông qua việc giải BTVL, HS có được khả năng hình thành và phát triển cácthao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp và khái quát hóa, biết lập kếhoạch giải quyết một vấn đề, kể cả những vấn đề có tính kỹ thuật, sáng tạo.Điều này được thực hiện khi HS quen với bài tập thí nghiệm, các bài tập gắnvới giải quyết các vấn đề thực tiễn sản xuất và đời sống Nhờ đó mà BTVLgóp phần đào tạo HS thành những người biết nhận thức thực tiễn và cải tạothực tiễn.

+ Giáo dục tư tưởng, đạo đức và nhân cách cho HS:

BTVL cũng là phương tiện giúp HS rèn luyện được những phẩm chất tâm

lý quan trọng như sự kiên trì, nhẫn nại, có tính kế hoạch trong hoạt động nhậnthức, rèn luyện tính tự lực, tự giác trong hoạt động học tập

+ Giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp:

Nhiều BTVL có nội dung kỹ thuật, nhiều bài gắn với thực tễ và nhiều bàitập thí nghiệm có tác dụng giúp cho HS củng cố được những kỹ năng thựchành, những hiểu biết cần thiết theo nội dung của giáo dục kỹ thuật tổng hợp

và hướng nghiệp

1.1.3 Phân loại bài tập vật lí [14]

Có nhiều cách phân loại bài tập vật lí Nếu dựa vào các phương tiện giải cóthể chia bài tập thành bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm,bài tập đồ thị Nếu dựa vào mức độ khó khăn của bài tập đối với học sinh, cóthể chia bài tập vật lí thành bài tập tập dượt, bài tập tổng hợp, bài tập sáng tạo

1.1.3.1 Bài tập định tính.

- Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải, HS không cần phải thựchiện các phép tính phức tập hay chỉ phải làm các phép tính đơn giản, có thểtính nhẩm được Muốn giải những bài tập định tính, HS phải thực hiện nhữngphép suy luận logic, do đó phải hiểu rõ bản chất (Nội hàm) của các khái niệm,định luật vật lí và nhận biết về những biểu hiện của chúng trong các trườnghợp cụ thể Đa số các bài tập đính tính yêu cầu HS giải thích hoặc dự đoánmột hiện tượng xẩy ra trong những điều kiện xác định.

- Bài tập định tính có rất nhiều ưu điểm về phương pháp học Nhờ đưađược lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh, các bài tập này làmtăng thêm ở HS hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển khả năng quansát của HS Vì các định luật vật lí nên chúng là phương tiện rất tốt để pháttriển tư duy logic dựa trên các định luật vật lí nên chúng là phương tiện rất tốt

để phát triển tư duy của HS Việc giải bài tập đó rèn luyện cho HS biết ápdụng kiến thức vào thực tiễn Việc giải các bài tập định tính này rèn luyện cho

HS chú ý đến việc phân tích nội dung vật lí của các bài tập tính toán

- Do tác dụng về nhiều mặt như trên nên bài tập định tính được ưu tiênhàng đầu sau khi học xong lý thuyết và trong khi luyện tập, ôn tập về vật lí

- Bài tập định tính có thể là bài tập đơn giản, trong đó chỉ áp dụng một địnhluật, một quy tắc, một phép suy luận logic

1.1.3.2 Bài tập tính toán

- Bài tập tính toán là những bài tập mà muốn giải chúng, ta phải thực hiệnmột loạt phép tính và kết quả là thu được một đáp số định lượng, tìm giá trịmột số đại lượng vật lí Có thể chia bài tập tính toán ra làm hai loại: Bài tậptập dượt và bài tập tổng hợp

- 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, làmcho HS hiểu rõ ý nghĩa định luật và các công thức biểu diễn chúng, sử dụngcác đơn vị vật lí và thói quen cần thiết để giải những bài tập phức tạp hơn.

- Bài tập tính toán tổng hợp là bài tập mà muốn giải nó thì phải vận dụngnhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức Những kiến thức cần sửdụng trong việc giải bài tập tổng hợp có thể là những kiến thức đã học trongnhiều bài trước Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giuso HS đào sâu, mởrộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các phần củachương trình vật lí, tập cho HS biết phân tích những hiện tượng thực tế phứctạp ra thành những phần đơn giản tuân theo một định luật xác định

1.1.3.3 Bài tập thí nghiệm.

Bài tập thí nghiệm là bài tập yêu cầu xác định một đại lượng vật lí, chobiết dụng cụ và vật liệu sử dụng, yêu cầu HS giải bài tập hoàn toàn theo conđường thực nghiệm hoặc là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểmchứng lời giải lí thuyết

Các BTTN ở trường phổ thông, thường khai thác sử dụng các dụng cụ thiết

bị thí nghiệm ở phòng thí nghiệm trong nhà trường hoặc HS sử dụng các thiết

bị tự làm

Bài tập thí nghiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lượng

Ví dụ 1 Cầm đầu trên của một sợi dây cao su có buộc quả nặng ở đầu dưới.Sợi dây cao su dãn ra hay co lại , nếu ta đột ngột nâng lên cao hay hạ xuốngthấp? Hãy làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán ( là BTTN định tính)

Ví dụ 2 Cho một khối gỗ hình hộp chữ nhật và một tấm ván phẳng, hãy xácđịnh hệ số ma sát giữa khối gỗ và tấm ván? (là BTTN định lượng)

Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục vàgiáo dục kỹ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lýthuyết và thực tiễn.

- Cần chú ý rằng: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các sốliệu để giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng xảy ra như thế Chonên phần vận dụng các định luật vật lí để lý giải các hiện tượng mới là nộidung chính của bài tập thí nghiệm

1.1.3.4 Bài tập đồ thị

- Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện đểgiải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi HS phải biểudiễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị

- Ta đã biết: Đồ thị là một hình thức để biểu đạt mối quan hệ giữa hai đạilượng vật lý, tương đương với cách biểu đạt bằng lời hay công thức Nhiều khinhờ vẽ được chính xác đồ thị biểu diễn các số liệu thực nghiệm mà ta có thểtìm được định luật vật lí mới Bởi vậy, các bài tập luyện tập sử dụng đồ thị có

vị trí ngày càng quan trọng trong dạy học vật lí

1.1.4 Các cách hướng dẫn HS giải BTVL [15],[17]

1.1.4.1 Hướng dãn giải theo mẫu (hướng dẫn Algôrit)

- Sự hướng dẫn hành động theo mẫu thường được gọi là sự hướng dẫnAlgôrit Ở đây hướng dẫn algorit được dùng với ý nghĩa là một quy tắc hànhđộng hay một chương trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác

và chặt chẽ, chỉ cần thực hiện theo trình tự mà quy tắc chỉ ra thì chắc chắn sẽ đếnkết quả

- Hướng dẫn Algorit là hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh hành động cụ thể cầnthực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn

Những hành động này được coi là hành động sơ cấp phải được học sinh hiểumột cách đơn giản và học sinh là nắm vững.

- Kiểu hướng dẫn Algorit không đòi hỏi học sinh tự mình tìm tòi xác địnhcác hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi họcsinh chấp hành các hành động mà giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ giảiđược các bài tập đã cho Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi giáo viên phải phân tíchmột cách khoa học việc giải bài toán để xác định một trình tự chính xác, chặtchẽ của các hành động cần thực hiện để giải các bài toán Cần đảm bảo chocác hành động đó là hành động sơ cấp đối với học sinh, nghĩa là kiểu hướngdẫn này đòi hỏi phải xây dựng được Algorit bài toán

- Kiểu hướng dẫn Algorit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinhphương pháp giải một bài tập điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinhkỹ năng giải một bài toán xác định Người ta xây dựng các Algorit giải chotừng loại bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kỹ năng giải cácbài toán đó dựa trên việc làm cho học sinh được các Algorit giải

- Kiểu hướng dẫn Algorit có ưu điểm là bảo đảm cho học sinh giải bàitaosn đã cho một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bàitoán của học sinh có hiệu quả Tuy nhiên, nếu chỉ hướng dẫn học sinh luônluôn áp dụng kiểu Algorit để giải bài toán thì học sinh chỉ quen chấp hànhnhững hành động đã được chỉ dẫn theo mẫu đã có sẵn, do vật lí có tác dụngrèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng tạo và sự phát triển tư duy bịhạn chế

1.1.4.2 Hướng dẫn tìm tòi (ơrixtic)

- Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho họcsinh suy nghĩ, tìm tòi, phát hiện cách giải quyết vấn đề Ở đây không phải làgiáo viên chỉ dẫn cho học sinh chấp hành các hành động theo hướng đã có để

đi đến kết quả, mà giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xácđịnh các hành động cần thực hiện đạt kết quả.

- Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượtqua khó khăn để giải quyết được bài toán, đồng thời vẫn đảm bảo được yêucầu phát triển tư duy cho học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòicách giải quyết

- Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tình trạng giáo viênlàm thay cho học sinh trong việc giải bài tập Nhưng vì kiểu hướng dẫn nàyđòi hỏi học sinh phải tự lực tìm cách giải quyết chứ không chỉ chấp hành theomẫu nhất định đã được chỉ ra nên không phải bao giờ cũng bảo đảm cho họcsinh giải được bài toán một cách chắc chắn Khó khăn của kiểu hướng dẫn nàychính là ở chỗ hướng dẫn của giáo viên phải làm sao không đưa học sinh đếnchỗ thừa Sự hướng dẫn như vậy nhằm giúp học sinh trong việc định hướngsuy nghĩ vào phạm vi cần tìm tòi, chứ không thể ghi nhận tái tạo cái có sẵn

1.1.4.3 Định hướng khái quát chương trình hóa.

- Định hướng khái quát chương trình hóa cũng là sự hướng dẫn cho họcsinh tự tìm tòi cách giải quyết vấn đề Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này

là giáo viên hướng dẫn hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quátcủa việc giải quyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòigiải quyết vấn đề của học sinh Nếu học sinh không đáp ứng được thì giúp đỡtiếp theo của giáo viên là sự định hướng khái quát ban đầu, cụ thể giải quyếtcho vừa sức với học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòigiải quyết thì sự hướng dẫn của giáo viên trở thành hướng dẫn theo mẫu đểđảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu một bước, sau đó yêu cầu họcsinh tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo Nếu cần giáo viên giúp đỡ thêmcho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra Kiểu hướng dẫn này được áp dụng

khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài toán của học sinh,nhằm giúp học sinh tự giải được bài toán đã cho, đồng thời dạy cho học sinhcách suy nghĩ trong quá trình giải bài toán.

- Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm kết hợp được việc thực hiện các yêucầu:

+ Rèn luyện tư duy của học sinh trong quá trình giải toán

+ Đảm bảo để học sinh giải được bài toán đã cho

- Để làm tốt thì yêu cầu giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giảitoán và có sự điều chỉnh thích hợp với từng đối tượng học sinh

1.1.5 Các hình thức dạy học bài tập vật lí.

1.1.5.1 Dạy học bài tập vật lí trong tiết học tài liệu mới

Vào đầu tiết học, các bài tập được đưa ra cho học sinh nhằm mục đíchkiểm tra kiến thức, hoặc để củng cố tài liệu đã học Giáo viên thường sử dụngcác biện pháp sau:

- Cho học sinh lên bảng và yêu cầu học sinh giải bài tập do giáo viênđưa ra Tùy thuộc vào mức độ nội dung của bài tập mà có thể cho học sinh lênbảng lần lượt từng em hoặc đồng thời vài ba em

- Cho học sinh giải bài tập mà giáo viên đưa ra vào giấy nháp, sau đó trình bày

- Sử dụng các bài tập nhằm mục đích khái quát hóa kiến thức đã cho, nêuđược vấn đề sắp được nghiên cứu trong tiết học Khi nghiên cứu tài liệu mới,tùy theo nội dung của tài liệu và phương pháp giảng dạy, các bài tập có thể làmột phương tiện đóng vai trò minh họa cho kiến thức mới hoặc là một phươngtiện để rút ra kiến thức mới Ở giai đoạn củng cố tài liệu mới, các bài tập đượcđưa ra yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức mới để giải quyết với thờilượng khoảng 10 phút Ở đây, tốt hơn cả là giáo viên phân tích bài tập tạo chođược không khí hứng khởi đối với học sinh để giải quyết vấn đề bài tập đặt ra

1.1.5.2 Dạy học bài tập trong tiết thực hành giải bài tập vật lí.

Cấu trúc tiết học giải bài tập trong tiết thực hành giải bài tập vật lí được

bố trí như sau:

1 HS giải bài tập trắc nghiệm khách quan (10 phút) để học sinh tậpdượt kiến thức lí thuyết, giáo viên phải giúp học sinh nhớ lại, hệ thống lại cáckiến thức lí thuyết đã được học trước đó liên quan đến tiết học

2 Học sinh giải bài tập cơ bản (10 phút) để học sinh rèn luyện kĩ nănggiải BTCB Giáo viên tường minh đề bài qua sơ đồ, hướng dẫn học sinh tựlàm bài tập trên bảng vào vở

3 Giải bài tập tổng hợp (20 phút)

Giáo viên đưa ra bài tập mẫu, hướng dẫn cách giải để các em có phươngpháp giải Sau đó học sinh giải bài tập tương tự Khi trình bày phương phápgiải những bài tập loại mới, giáo viên phải giải thích cho học sinh nguyên tắcgiải, sau đó phân tích một bài tập mẫu làm cho học sinh hiểu rõ logic giải để

từ đó vận dụng vào làm bài thực hành.Chúng tôi đề xuất một số yêu cầu sau:

- Nêu ý thức, mục đích của việc giải bài tập làm cho học sinh thấy đượctầm quan trọng của việc luyện tập

- Tổ chức đàm thoại giữa giáo viên và học sinh, hoặc giữa các học sinhvới nhau về nội dung bài tập để đưa ra một giả thuyết hoặc một vài giả định cóthể mâu thuẫn nhau làm cho học sinh xem xét, nghiên cứu hiện tượng từ nhiềugóc độ khác nhau, chống thói quen suy nghĩ rập khuôn, máy móc

- Sử dụng các bài tập vui, các bài tập nghịch lí và ngụy biện

- Sử dụng các tài liệu trực quan (tranh ảnh, mô hình, các video clip…)

và các thí nghiệm vật lí

- Kết hợp làm việc tập thể và cá nhân một cách có hiệu quả

Trước khi giải một bài tập nào đó phải hướng dẫn cho học sinh dự kiếncác cách giải theo khả năng tư duy của các em và để cho các em suy nghĩ vàiphút Trong quá trình giải bài tập, giáo viên phải luôn lưu ý tới những học sinhcòn yếu, nhắc nhở, động viên, khích lệ và đặt ra những câu hỏi nhằm giúp các

em gỡ bỏ được những khúc mắc mà do tâm lí e ngại không dám thể hiện ra

4 Tổng kết ra bài tập về nhà (5 phút)

1.1.5.3 Dạy học bài tập trong tiết ôn tập tổng kết hệ thống hóa kiến thức.

Trong tiết ôn tập, loại bài tập thường sử dụng là các bài tập có tính pháttriển, cho phép khái quát hóa nội dung các bài tập tạo điều kiện đi sâu vào giảithích các hiện tượng vật lí Đặc biệt là các bài tập có tính chất tổng hợp giúphọc sinh liên hệ rộng tới các đơn vị kiến thức đã học, khắc sâu thêm kiến thức,

hệ thống hóa các khái niệm, các định luật, các công thức cần nắm để vận dụngchúng

Chúng tôi đề xuất cấu trúc của tiết học theo qui trình:

1 HS giải bài tập trắc nghiệm khách quan (10 phút)

2 Học sinh giải bài tập cơ bản (10 phút)

3 Giải bài tập tổng hợp (20 phút)

4 Tổng kết ra bài tập về nhà ( 5 phút)

1.1.5.4 Bài tập trong kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh

Bài tập kiểm tra là một phương tiện để đánh giá mức độ nắm vững kiếnthức, khả năng vận dụng kiến thức của học sinh Khi giải bài tập, học sinhphải làm việc hoàn toàn độc lập Tùy theo việc đánh giá mà giáo viên có thểvận dụng một trong hai hình thức sau đây:

- Kiểm tra nhanh: Hình thức này thường dùng để tìm hiểu trình độ, khảnăng xuất phát của học sinh để làm cơ sở cho việc nghiên cứu, chọn lựa nộidung cũng như phương pháp giảng dạy cho phù hợp, sát đúng với đối tượng

học sinh Hoặc cũng nhằm để đánh giá khả năng nhận thức của học sinh vềmột khía cạnh của một đề tài nào đó Các bài tập được chọn lọc là những bài

để học sinh làm trong thời gian ngắn (từ 10- 15 phút) Ở đây nên lựa chọn cáccâu hỏi và các bài tập có nhiều đáp án, buộc học sinh phải tư duy nhiều hơn đểphân tích chọn lựa được phương án đúng (câu hỏi có nhiều lựa chọn)

- Kiểm tra tổng kết: Hình thức này cho phép giáo viên đánh giá nhận thứccủa học sinh không phải chỉ một vài khía cạnh mà là cả một đề tài nào đó,hoặc cả một phần bài nào đó của tài liệu Các bài tập được chọn là những bàikiểm tra tổng kết phức tạp hơn, đòi hỏi học sinh phải hiểu và vận dụng kiếnthức ở phạm vi rộng, hoặc phải phân tích bài tập để nhận ra được những đặcđiểm tinh tế ở trong bài Tuy nhiên, để có tác dụng tốt hơn các bài tập kiểm tratổng kết phải chọn lực sao cho vừa sức với học sinh Loại bài tập được sửdụng phải là bài tập tổng hợp và bài tập sáng tạo

1.1.5.5 Bài tập để phát hiện học sinh năng khiếu về vật lí

Hình thức này nhằm mục đích để phát hiện và tuyển chọn được những họcsinh khá giỏi về vật lí Các bài tập lựa chọn cho mục đích này phải là nhữngbài tập đòi hỏi tư duy mức độ cao, buộc học sinh phải đề xuất ra được phương

án giải hay hoặc có nhiều phương án trả lời và phải thực hiện các phương ánđó.Có thể nói sử dụng bài tập sáng tạo là chủ yếu

1.1.5.6 Dạy học bài tập trong bài học ngoại khóa

Giải bài tập vật lí theo nhóm là một hình thức của công tác ngoại khóa vềvật lí, nhóm giải bài tập thường là những học sinh có năng lực và rất yên thíchmôn vật lí Bằng kinh nghiệm và sự sáng tạo của mình, giáo viên có thể tổchức được việc giải bài tập theo nhóm với nội dung phong phú một cách hàohứng Đây là một môi trường học tập hết sức thuận lợi cho cá nhân học sinh,trong các buổi ngoại khóa học sinh được rèn luyện các kĩ năng giải quyết các

bài tập phức tạp, được cung cấp những thông tin hấp dẫn về bộ môn từ phíagiáo viên hoặc từ những thành viên khác của nhóm như các bản tổng kết, cácbáo cáo nêu lên ý nghĩa của các hiện tượng vật lí đã được nghiên cứu, thựchành về vật lí nhiều hơn… Như vậy, giải bài tập vật lí theo nhóm có tác dụngtích cực và trực tiếp đến kết quả học tập của học sinh, phát triển thế giới quan,bồi dưỡng được phương pháp nhận thức khoa vật lí, trang bị các kĩ năng giảibài tập, tinh thần hợp tác giải quyết vấn đề, v.v

Các cuộc thi học sinh giỏi vật lí của chúng ta hiện tại là một dạng của ngoạikhóa vật lí Vì đề thi chưa thể hiện được phần thực hành của học sinh, nên tácdụng giáo dục bộ môn này còn hạn chế

Vì vậy, để công tác ngoại khóa vật lí đúng nghĩa của nó, giáo viên nên lậpnhóm học sinh yêu thích môn vật lí, tổ chức cho các em làm việc với bài tậpsáng tạo tuyển chọn từ nhiều nguồn, trong đó phải lưu ý tới các bài tập sángtạo được xây dựng từ những bài tập luyện tập, bài tập có nội dụng thực tế BTVL rất đa dạng và phong phú, mang đầy đủ ý nghĩa giáo dục, pháttriển tư duy, giáo dưỡng và giáo dục kĩ thuật tổng hợp Giải BTVL đòi hỏi ởhọc sinh hoạt động trí tuệ tích cực, tự lập và sáng tạo

Dạy học bài tập vật lí phát huy được các chức năng lí luận dạy học của bàitập và khai thác ở các hình thức dạy học khác nhau như đã trình bày ở mục 1.1đòi hỏi tự nghiên cứu và trải nghiệm Có nhiều con đường xây dựng BT dùngcho dạy học song việc tổng kết thành lí thuyết thì còn chưa được công bốnhiều

Tác giả Phạm Thị Phú sau nhiều năm nghiên cứu, tổng kết, thực nghiệmqua một số đề tài luận văn cao học đã công bố lý thuyết phát triển BTVL[11]

Lý thuyết này cho phép vận dụng dạy học BTVL khá thành công trong nhiềuchương của giáo trình vật lí phổ thông Trong khuôn khổ đề tài luận văn

chúng tôi sẽ vận dụng lý thuyết này thực nghiệm dạy học BTVL ở khía cạnhmới: Lý thuyết phát triển bài tập với việc thực hiện các chức năng LLDH củaBTVL Sau đây giới thiệu lý thuyết phát triển BTVL làm cơ sở lý luận cho đềtài.

1.2 Lý thuyết phát triển bài tập vật lí [11]

1.2.1 Khái niệm phát triển bài tập vật lí

- BTCB: là bài tập mà khi giải chỉ cần sử dụng một đơn vị kiến thức cơ bản(Một khái niệm hoặc một định luật vật lí), có sơ đồ cấu trúc như sau:

- BTTH: là bài tập mà khi giải cần sử dụng từ hai đơn vị kiến thức trở lên.Như vậy, BTTH là tổ hợp các bài tập cơ bản Thực chất của việc giải BTTH làviệc nhận ra các BTCB trong các bài tập cơ bản đó

- Phát triển bài tập là biến đổi BTCB thành các BTTH theo các phương ánkhác nhau

1.2.2 Nội dung của lý thuyết phát triển bài tập vật lí.

- Việc phát triển BTVL cần phải trải qua các hoạt động: Chọn BTCB, phântích cấu trúc của BTCB, mô hình hóa BTCB theo các phương án khác nhau

- Việc chọn BTCB là hành động có tính quyết định cho việc củng cố kiếnthức, kỹ năng nào? Hành động này bao gồm việc:

+ Xác định mục tiêu: Cần củng cố kiến thức cơ bản nào? Nội dung củakiến thức đó, phương trình liên hệ các đại lượng, công thức biểu diễn…

1KTCB

+ Chọn hoặc đặt đề bài tập.

+ Xác định dữ kiện, ẩn số

+ Mô hình hóa đề bài và hướng giải

- Từ BTCB, có thể phát triển thành những BTTH muôn hình, muôn vẻ Vềmặt lý luận có thể khái quát thành năm hướng phát triển bài tập như sau:

Phương án 1: Hoán vị giả thiết và kết luận của BTCB để được BTCBkhác có độ khó tương đương

BTCB cũ:

Phương án 2: Phát triển giả thiết BTCB

- Dữ kiện bài toán không liên hệ trực tiếp với ẩn số bằng phương trình biểudiễn kiến thức cơ bản mà liên hệ gián tiếp thông qua cái chưa biết trung gian

a, b, nhờ phương trình biểu diễn kiến thức cơ bản khác Phát triển giả thiếtBTCB là thay giả thiết của bài tập đó bằng một số BTCB khác buộc tìm cácđại lượng trung gian là cái chưa biết liên hệ dữ kiện với ẩn số

Cho a,b,x Cho a, c,x

Tìm c Tìm b Tìm a Cho b, c ,x

- Mức độ phức tạp phụ thuộc vào số bài toán trung gian (số cái chưa biết).Tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà tăng hoặc giảm số bài toán trung gian

Phương án 3: Phát triển kết luận BTCB

- Cái cần tìm (ẩn số) không liên hệ trực tiếp với dữ kiện bằng một kiếnthức cơ bản mà thông qua các ẩn số trung gian Phát triển kết luận này thaykết luận của BTCB bằng một số BTCB trung gian để tìm ẩn số trung gian X,Y… liên kết dữ liệu a, b, c… và các ẩn số x1, y1

Phương án 5: Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán vị giả thiết kếtluận (kết hợp cả 4 hướng trên).

1.2.3 Tại sao trong dạy học BTVL cần vận dụng lý thuyết phát triển BTVL?

- Vai trò của BTVL trong dạy học vật lí là hết sức quan trọng, việc sử dụngchúng trong giờ học lại càng quan trọng trong việc phát triển tính tích cựcnhận thức của học sinh

- Để nâng cao hiệu quả của một giờ dạy BTVL, đặc điểm nâng cao hiệu quảcủa BTVL có sự hướng dẫn của GV, chúng ta không nên thỏa mãn với việctìm ra lời giải và đáp số mà hãy nhìn nhận bài tập dưới góc độ khác nhau, vớinhững lời giải khác nhau (nếu có), hãy xem xét ý nghĩa các số liệu, đối chiếuchúng với thực tế, rút ra những nhận xét bổ ích, chỉ ra được mấu chốt của từnglời giải, đâu là cái mới, cái cũ… Nói cách khác, chúng ta phải mổ xẻ bài tậpvừa chữa cũng như lời giải bài tập đó để tìm ra cái mới trong đó

ax 1 , ax 2 Chưa biết Chưa biết b

Chưa biết a

Ẩn số x 1

Ẩn số x 2

Ẩn số x 3

f(a,b,c,x )

- Mặt khác, trong thực tế dạy học học sinh, thường gặp nhiều bài tập cùngdạng tuy chúng có thể khác nhau về cách diễn đạt nhưng lại dùng những côngthức, kiến thức giống nhau để lập luận và tìm ra lời giải Nếu như vậy thì sẽkhông hiệu quả khi chúng ta yêu cầu học sinh cứ giải hết bài tập này đến bàitập khác trong cùng một dạng, nó vừa mất thời gian dễ dẫn đến nhàm chán vàkhông phát huy được các đối tượng học sinh khá giỏi Chính vì vậy mà đối vớibài tập điển hình để chữa, sau đó thông qua bài tập điển hình nhận xét, đánhgiá chỉ ra lời giải cho các bài tập khác.

- Trong tài liệu tham khảo học sinh thường gặp các bài toán phức tạp màkhi giải chúng buộc các em phải phân tích thành các bài tập nhỏ để giải, đó làcác BTCB Việc chuyển BTTH thành các TBCB là công việc khó khăn nhấtcủa học sinh vì các em khó phát hiện mình gặp bao gồm những BTCB nào.Chúng ta hãy xuất phát từ BTCB và biến nó thành BTTH (mở rộng bài tập).Nếu làm được điều này thì khi gặp những BTTH, các bài tập cùng dạng vớibài tập vừa làm học sinh dễ dàng tìm ra lời giải Nói như vậy có nghĩa là thông qua BTCB học sinh nắm được BTTH thông qua lời giải BTCB học sinh cólời giải BTTH

- Phát triển BTCB thành BTTH làm cho học sinh không chỉ nắm được mộtbài tập mà thông qua đó nắm được nhiều bài tập nữa, học sinh không nhữngnắm kiến thức một cách chắc chắn và sâu sắc mà còn làm tăng sự hứng thú,năng lực làm việc độc lập, tích cực nhận thức của học sinh Ở đây học sinhvừa cố gắng hoàn thành nhiệm vụ cho mình bằng cách tự đặt ra các đề bài tập

đó là hoạt động sáng tạo của HS, lúc này giáo viên chỉ đóng vai trò làm trọngtài và cố vấn là chủ yếu

- Tuy nhiên, trong các giờ dạy bài tập không nên phức tạp bài toán quánhiều và mất thời gian cho công việc này Chúng ta nên phân bố thời gian một

cách hợp lý để hoàn thành nhiệm vụ chữa bài tập, đó là củng cố kiến thức cũ,giúp học sinh nắm kiến thức mới, phát triển năng lực làm việc độc lập, tíchcực nhận thức đồng thời giúp học sinh nắm bắt thêm những dạng toán tương

tự, những BTTH trên cơ sở những BTCB vừa chữa

1.2.4 Quy trình dạy học một bài học BTVL theo lý thuyết phát triển DHVL

Dạy học một bài học BTVL theo lý thuyết phát triển DHVL thực hiện theoquy trình sau:

- Giáo viên xác định hệ thống BTCB của chương

+ Xác định nội dung kiến thức cơ bản của chương

+ Các phương trình biểu diễn

+ Lựa chọn BTCB

+ Mô hình hóa bài tập

- Học sinh giải BTCB (tập dượt để hiểu rõ và ghi nhớ kiến thức cơ bản)

- Giáo viên khái quát hóa phương pháp giải BTCB và phân tích bài tập các

dữ kiện a, b, c… liên hệ với x bằng những phương trình, kiến thưc cơ bản làf(a,b,c) = f Nắm được phương trình này sẽ giải quyết được hàng loạt bài tậpkhác

- Giáo viên phát triển bài tập bằng cách hoán vị giả thiết, kết luận để đượcBTCB có độ khó tương đương

- Giáo viên yêu cầu học sinh phát triển bài tập theo hướng 1 (làm theo mẫu)bằng ngôn ngữ nói Điều này có tác dụng tốt trong việc học sinh nắm vữngkiến thức cơ bản và bồi dưỡng năng lực diễn đạt bằng ngôn ngữ nói cho họcsinh

Giáo viên phát triển BTCB theo hướng phát triển giả thiết hoặc phát triển

kết luận, giáo viên có thể phân tích: nếu trong BTCB không cho a mà cho a 1 ,

a 2 ,a 3 (a liên hệ với a 1 ,a 2 ,a 3 bằng kiến thức cơ bản mà học sinh đã học) thì các

em có giải được không? Từ đó em hãy đặt lại vấn đề bài tập đã cho, các emhọc sinh khá có thể tham gia xây dựng bài mới.

1.2.5 Quy trình thiết kế bài học BTVL theo lý thuyết phát triển DHVL

Thiết kế BTVL theo lý thuyết phát triển DHVL thực hiện theo các quy trìnhsau:

+ Hoạt động 1: Yêu cầu học sinh giải các bài tập cơ bản; phân tích các bàitập cơ bản Sau đó mô hình hóa bài tập cơ bản để xác định dự kiện, ẩn số pháttriển bài tập theo phương án 1 (hoán vị BT) Học sinh tự đặt BT theo phương

án 1 và giải các BT theo phương án 1

+ Hoạt động 2: GV phát triển BT theo phương án 2 và tường minh quá trìnhgiải BT Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 2 và giải

BT mới GV và HS làm tương tự đối với BTCB khác theo phương án 2

+ Hoạt động 3: Giáo viên phát triển BT theo phương án 3 và tường minhquá trình giải và yêu cầu HS phát triển BT theo phương án 3 và giải BT Cho

HS làm tương tự thêm một số bài tập khác

Với một số HS khá có thể phát triển BT theo phương án 3 (hoạt động 3),phương án 4 (hoạt động 4) Với mỗi hoạt động giáo viên phát triển BT, tườngminh quá trình giải HS đặt bài tập và phát triển BT theo phương án tương ứng vàgiải BT

1.2.6 Cấu trúc bài học theo BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL

Bài học BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL với mục tiêu:

Ngoài việc củng cố lý thuyết có liên quan; hình thành kỹ năng giải BT thìhọc sinh còn có kỹ năng tự đặt BT và tự giải BT theo các phương án khácnhau tùy thuộc vào đối tượng HS Đối với HS trung bình phát triển BT theophương án 1, phương án 2, đến phương án 3 Đối với HS khá giỏi phát triển

BT đến phương án 4, phương án 5

Vì vậy giải BT gồm các giai đoạn như sau:

* Hoạt động 1: Giải BT cơ bản

- GV: giới thiệu BTCB

- HS: giải BTCB

* Hoạt động 2: Phát triển BT theo phương án 1

- GV: Mô hình hóa BTCB nêu câu hỏi định hướng để HS phát triểnBTCB theo phương án 1

- HS: giải BT đó

* Hoạt động 3: Chứng kiến quá trình phát triển BT theo phương án 2 vàgiải BT mới

- GV: tường minh quá trình suy nghĩ để giải BT theo phương án 2

- HS: phát triển BT mới theo phương án 2 và giải BT

* Hoạt động 4: Chứng kiến quá trình phát triển BT theo phương án 3(phương án 4) và giải BT mới

- GV: Tường minh quá trình suy nghĩ để giải BT theo phương án đó

- HS: Xây dựng BT mới theo phương án và giải BT

Tùy thuộc vào đối tượng cụ thể mà có thể phát triển BT đến phương án 3,hay phát triển BT đến phương án 4, 5

* Hoạt động 5: Tổng kết bài học

Bài học BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL cần chú ý:

- Nội dung kiến thức cơ bản

- Kỹ năng giải BT

- Kỹ năng xây dựng BT mới từ BT đã cho

1.2.7 Các hình thức dạy học BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL

1.2.7.1 Bài học luyện tập giải bài tập

GV đưa ra bài tập cơ bản, yêu cầu học sinh giải các bài tập cơ bản GV phântích, mô hình hóa bài tập cơ bản để xác định dự kiện, ẩn số và phát triển bài tậptheo phương án 1 (hoán vị BT) Học sinh tự đặt BT theo phương án 1và giải các

1.2.7.2 Bài học ôn tập tổng kết

Trong tiết ôn tập tổng kết giải bài tập cần sử dụng các bài tập cho phép kháiquát hóa nội dung các bài tập giúp học sinh nắm vững kiến thức đã học, khắcsâu thêm kiến thức, hệ thống hóa các khái niệm, các công thức, các định luật

để từ đó áp dụng chúng

Các bước tiến hành tương tự như hình thức luyện tập giải bài tập nhưng ởđây không chỉ dừng lại ở việc phát triển BT đến phương án 2 mà có thể pháttriển BT theo phương án 3, phương án 4, phương án 5 Đặc biệt lưu ý từ BT

cơ bản lớn sau khi phát triển BT thì tổng hợp được một chuỗi các BTCB kháctrong chương

1.2.7.3 Bài học kiểm tra, đánh giá.

Bài học kiểm tra đánh giá là hình thức để đánh giá mức độ nắm vững kiếnthức, khả năng vận dụng kiến thức của học sinh Thông qua các bài tập cơ bản

và phát triển BTCB theo lý thuyết phát triển DHVL có thể kiểm tra được: mức

độ nắm vững kiến thức; kiểm tra được kỹ năng phát triển BT; kỹ năng thiết kếbài tập

1.2.7.4 Tự học ở nhà

Thông qua các bài tập luyện tập ở lớp, học sinh có thể tự học ở nhà để củng

cố thêm kiến thức đã học Các em về nhà có thể giải BT tương tự như giáoviên đã hướng dẫn Đồng thời về nhà các em tự đặt bài tập: tự đặt BTCB, sau

đó đặt các BT theo hướng phát triển bài tập lần lượt theo các phương án 1,phương án 2 phương án 3, phương án 4, phương án 5 và tự giải BT

1.2.7.5 Bài học tự chọn (bồi dưỡng HS khá giỏi, phụ đạo HS yếu)

Dạy học BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL là hình thức hữu hiệu đểphát hiện và tuyển chọn các học sinh khá giỏi về vật lí để bồi dưỡng học sinhkhá giỏi Thông qua giải BTCB và phát triển bài tập theo các phương án của

lý thuyết phát triển bài tập có thể phụ đạo thêm cho học sinh yếu kém thôngqua PA1, phát triển bài tập theo PA3, PA4, PA5 có mức độ khó tăng dần lên,bồi dưỡng học sinh khá giỏi Để giải bài tập đòi hỏi học sinh phải đề xuất cácphương án giải hay, hoặc nhiều cách giải và thực hiện các phương án đó Bồidưỡng học sinh giỏi theo quy trình sau:

GV đưa ra mô hình BTCB, yêu cầu học sinh đặt đề bài tập cho BTCB vàgiải bài tập đó

GV phân tích, mô hình hóa BTCB cơ bản để xác định dự kiện, ẩn số vàphát triển bài tập theo PA3, tường minh quá trình giải BT Học sinh đặt BT vàhọc sinh phát triển đề bài tập theo PA3 để BT mới ở mức độ khó và giải BTmới

Sau đó, GV phát triển BT theo phương án 4 và tường minh quá trình giải

BT Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 4 và giải BTmới

Cuối cùng GV phát triển BT theo phương án 5 và tương minh quá trình giải

BT Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 5 và giải BTmới

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Trong quá trình DHVL, các BTVL có tầm quan trọng đặt biệt Chúng được

sử dụng theo các mục đích khác nhau BTVL được hiểu là một vấn đề đặt rađòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy nghĩ lôgic, những phép toán và thínghiệm trên cơ sở định luật và các phương pháp vật lí BTVL có vai trò quantrọng trong DHVL: là phương tiện ôn tập, đào sâu, củng cố và mở rộng kiếnthức; là một phương tiện giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỷ xảo vận dụng líthuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát; là mộtphương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong rèn luyện tư duy, bồi dưỡngphương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh Giải bài tập: là một hình thứclàm việc tự lực căn bản của học sinh; là một hoạt động có hiệu quả để giáodục tình yêu lao động, tinh thần tự lập, ý chí kiên trì vượt khó của học sinh; làmột phương tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức của học sinh

BTVL rất phong phú và đa dạng, có thể là bài tập định tính, có thể là bàitập tính toán, có thể là bài tập thí nghiệm, có thể là bài tập đồ thị Vì thếkhông thể có phương pháp chung để giải mọi bài tập vật lí cụ thể

Vận dụng lí thuyết phát triển bài tập vào dạy học vật lí, có tác dụng tíchcực không chỉ đối với hoạt động học của HS mà còn cả đối với hoạt động dạycủa GV

- Đối với GV: Nhờ lí thuyết phát triển bài tập mà nâng cao được nănglực:Lựa chọn hệ thống bài tập vào dạy học có hiệu quả, có khả năng xây dựngnhững bài tập mới có nội dụng phong phú và phức tạp, có phương pháp rènluyện kĩ năng –kĩ xảo cho HS trong quá trình dạy học …

- Đối với HS: Lí thuyết phát triển BTVL giúp cho HS nắm vững, khắc sâukiến thức vật lí; hiểu biết và ghi nhớ mối quan hệ hàm số giữa các đại lượngvật lí; hình thành và phát triển việc sử dụng thành thạo các phương pháp phân

tích và phân tích -tổng hợp trong hoạt động giải BTVL ở trường phổ thông.

Đó chính là sự phát triển tư duy khoa học và năng lực sáng tạo của HS trongquá trình học tập vật lí Nhờ đó, HS có năng lực tự phát hiện vấn đề và giảiquyết vấn đề của thực tiễn cuộc sống

Phát triển BTCB thành BTTH giúp cho học sinh không chỉ nắm được mộtbài tập mà thông quá đó nắm được nhiều bài tập nữa, học sinh không nhữngnắm kiến thức một cách chắc chắn và sâu sắc mà còn làm tăng sự hứng thú,năng lực làm việc độc lập, tích cực nhận thức của học sinh Vì ở đây học sinhvừa cố gắng hoàn thành nhiệm vụ cho mình bằng cách tự đặt ra các đề bài tập.Lúc này giáo viên chỉ đóng vai trò làm trọng tài và cố vấn là chủ yếu

Phát triển BTVL vừa thực hiện tốt chức năng vai trò của BTVL, vừa gópphần phát triển năng lực tư duy ( tư duy logic, tư duy biện chứng, tư duy sángtạo) của học sinh, vừa phát triển năng lực diễn đạt ngôn ngữ của HS Việc họcsinh tự đặt các đề bài tập để phát triển BTVL (sáng tạo các bài tập mới trên cơ

sở BTCB) là biện pháp biến học sinh từ thụ động giải bài tập thành chủ động giải

BT biết hệ thống hóa BT, biến học thành tự học, hạn chế việc học sinh đến cáclớp học thêm, lò luyện thi vừa tốn công sức tiền của vừa không phát huy nănglực tự học của học sinh

Chương “ Động lực học chất điểm” nói riêng và phần cơ học lớp 10 nóichung là nền tảng để học sinh đi đến và tiếp cận với chương “ Động lực họcvật rắn” và chương “Dao động cơ ” ở chương trình vật lí 12 sau này Sự sắpxếp này có tính kế thừa, phù hợp với lôgic nội dung của chương trình.

Đầu tiên SGK ôn tập lại khái niệm lực và lực cân bằng mà HS đã đượchọc ở THCS

Tiếp theo trình bày phép tổng hợp và phân tích lực, mối qua hệ của chúngvới nhau Thông qua các thí nghiệm được tiến hành ở lớp để xây dựng phéptổng hợp lực

_ Định luật II,III Niutơn được đưa ra dưới hình thức thông báo( không đặtnặng vấn đề xác định định luật như SGK cũ) dựa vào vốn kiến thức vốn có vàkinh nghiệm của người học

_ Từ khái niệm quán tính và định luật II Niutơn hướng dẫn người học tìmđịnh nghĩa khối lượng, trọng lực và trọng lượng

_ Từ định luật III Niutơn xây dựng các khái niệm lực và phản lực với đầy

đủ ý nghĩa và đặc điểm của nó

_ Sau khi đã trình bày xong các định luật Niutơn thì vận dụng các định đểtìm hiểu các lực cơ học

_ Với cách xây dựng như các định luật Niutơn thì khái niệm lực hấp dẫn vàđịnh luật vạn vật hấp dẫn cũng dùng hình thức thông báo và coi nó như là mộtđịnh luật thực nghiệm

_ Lực đàn hối và định luật Húc được xây dựng từ vốn kinh nghiệm trongđời sống kết hợp với phương pháp TN để xây dựng định luật

_ Lực ma sát được hình thành từ kế thừa những hiểu biết của HS từ THCS

và vốn kinh nghiệm thực tiễn của HS

_ Lực hướng tâm được tiếp cận giống như SGK cũ trên cơ sở HS đã có kiếnthức về chuyển động tròn đều, gia tốc hướng tâm kết hợp với định luật IINiutơn

_ Cách định luật Niutơn được nghiệm đúng trong hệ quy chiếu quán tính.Trong nhiều bài toán ta đã coi một cách gần đúng hệ quy chiếu gắn với mặtđất là hệ quy chiếu quán tính Trong hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc sovới mặt đất các định luật Niutơn vẫn đúng nếu lúc này coi vật chịu thêm mộtlực gọi là lực quán tính

Nhìn chung kiến thức của chương này được hình thành từ sự kế thừa kiếnthức HS đã có từ THCS và vốn kiến thức trong thực tiễn đời sống, đồng thời

có những thí nghiệm đơn giản trên lớp và có kết hợp kiến thức thông báo Từ

đó GV chỉ đóng vai trò trợ giúp khi cân thiết để HS hình thành kiến thức mới.Tóm lại: SGK vật lí 10- Nâng cao và nội dung chương trình chương “ Độnglực học chất điểm” cơ bản đã tạo ra các điều kiện để GV tiến hành tổ chức cáctiết học với việc hướng các hoạt động dạy học vào HS, phát huy tính tích cực ,chủ động và sáng tạo cho HS trong học tập Tuy nhiên GV cần phải tiếp cậnđổi mới PPDH để đạt được các mục tiêu đã xác định

Do vậy chương “ Động lực học chất điểm” có vị trí rất quan trọng trongchương trình vật lí phổ thông nói chung

2.1.2 Mục tiêu day học chương “ Động lực học chất điểm”

Mục tiêu dạy học được trình bày trong “ chuẩn kiến thức kĩ năng” của chươngtrình

a) Kiến thức:

_ Phát biểu được định nghĩa của lực và nêu được lực là một đại lượngvectơ.

_ Phát biểu được quy tắc tổng hợp các lực cùng tác dụng lên một chất điểm

và phân tích một lực thành hai lực theo các phương xác định

tính

_ Phát biểu được các định luật Niutơn

_ Nêu được mối quan hệ giữa lực , khối lượng và gia tốc được thể hiện trongđịnh luật II Niutơn và viết được hệ thức của định luật này

_ Nêu được khái niệm khối lượng là số đo mức quán tính của vật

_ Phát biêu được định luật III Niutơn và viết được hệ thức của định luật này _ Nêu được các đặc điểm của lực và phản lực tác dụng

_ Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn, viết được hệ thức của định luậtnày

_ Nêu được gia tốc rơi tự do là do tác dụng của trọng lực và viết được hệthức Pm g

_ Nêu được ví dụ về lực đàn và những đặc điệm của lực đàn hồi của lò xo ( điểm đặt, phương và chiều)

_ Phát biểu được định luật Húc viết được hệ thức của định luật này đối với

độ biến dạng của lò xo

_ Nêu được đặc điểm của ma sát nghỉ, ma sát trượt và ma sát lăn Viết đượccông thức tính lực ma sát nghỉ cực đại và ma sát trượt

_ Nêu được lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều là tổng hợp các lực

tác dụng lên vật và được viết m r

r mv

F ht  2   2

_ Nêu được khái niệm hệ quy chiếu phi quán tính và các đặc điểm của nó.Viết được công thức tính lực quán tính đối với vật đứng yên trong hệ quychiếu phi quán tính.

b) Kỹ năng:

_ Vận dụng được định luật Húc để giải các bài tập về sự biến dạng của lò xo _ Vận dụng công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập

_ Vận dụng công thức của lực ma sát để giải các bài tập

_ Biểu diễn được các vectơ lực và phản lực trong một số ví dụ cụ thể

_ Vận dụng được các định luật I, II, III Niu tơn để giải được các bài toán đốivới một vật, hệ hai vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, nằm nghiêng _ Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật đểgiải thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống kĩ thuật

_ Vận dụng quy tắc tổng hợp lực và phân tích lực để giải bài tập đối với vậtchịu tác dụng của 3 lực đồng quy

_ Giải được bài toán về chuyển động của vật bị ném ngang, ném xiên

_ Giải được các bài tập liên quan đến sự tăng , giảm và mất trọng lượng củavật

_ Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán chuyển động tròn đềucủa vật khi chịu tác dụng của một hoặc hai lực

_ Giải thích được các hiện tượng liên quan đến lực quán tính li tâm

_ Xác định được hệ số ma sát trượt bằng thí nghiệm

c) Thái độ:

_ Có lòng yêu thích khoa học, kích thích tính tò mò giải quyết những vấn đề

về nguyên nhân gây ra chuyển động

_ Có ý thức chủ động, xây dựng và nắm bắt nội dung kiến thức mới, có tinhthần hợp tác trong việc học tập môn vật lí nói chung và kiến thức “ Động lựchọc chất điểm” nói riêng.

_ Có ý thức vận dụng những hiểu biết chương “ Động lực học chất điểm”vào đời sống thực tiễn, nhằm giải thích các hiện tượng vật lí liên quan, tạo nêntính trung thực, nghiêm túc, thận trọng trong khoa học

2.1.3 Nội dung dạy học chương“ Động lực học chất điểm”

Phần này trình bày 3 định luật Niu tơn, sau khi trình bày quy tắc về phép tổng hợp

và phân tích lực Ba định luật Niu tơn là cơ sở của toàn bộ cơ học, là kết quả của hàng loạt quan sát và tư duy khái quát hóa Vì vậy SGK không đưa ra 3 định luật này bằng con đường quy nạp thực nghiệm Ở mỗi định luật sách nêu lên những hiện tượng có tính chất gợi mở để dẫn tới định luật, sau đó dùng thí nghiệm để minh họa hoặc kiểm chứng Hai khái niệm rất cơ bản được đề cập đến ở phần này đó là lực và khối lượng đã được học ở THCS nhưng hoàn thiện hơn đó là thiết lập được mối quan hệ giũa khối lượng và quán tính, thước đo định lượng và định nghĩa chính thức đơn vị Niu tơn Ngoài ra phần này còn nghiên cứu về các loại lực cơ học( lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát) các kết luận về đặc điểm của các lực( phương , chiều và độ lớn) đều rút ra bằng con đương quy nạp thực nghiệm Riêng bài lực hấp dẫn không thể làm làm TN nhưng bằng những quan sát thực nghiệm và tư duy Niu tơn đã dẫn tới định luật này Trong phần này SGK lớp 10 _ Nâng cao đưa thêm vào khái niệm lực quán tính( SGK 10 CCGD không có ) nhằm áp dụng các định luật Niu tơn trong hệ quy chiếu phi quán tính Có thể trực quan hóa logic xây dựng các đơn

vị kiến thức cơ bản của chương bằng sơ đồ sau

2.2 Cơ sở thực tiễn xây dựng hệ thống bài tập chương“ Động lực học chất

điểm”

2.2.1 Thực trạng tài liệu về bài tập vật lí

Tài liệu về bài tập vật lí rất phong phú và đa dạng Có rất nhiều sách củanhiều tác giả được nhiều nhà xuất bản ấn hành… Về nội dung phần lớn cácsách có nội dung hay bài tập đa dạng, có cả bài tập định tính lẫn bài tập địnhlượng Bài tập định tính bao gồm những ccau hỏi yêu cầu giait thích các hiệntượng vật lí trong tự nhiên, các câu hỏi trắc nghiệm Bài tập định tính giúp HSnắm vững lí thuyết, ứng dụng các kiến thức đã học vào thực tiễn từ đó tạo nênhứng thú trong học tập vật lí Bài tập định lượng bao gốm các bài tập yêu cầu

HS sử dụng các kiến thức vật lí cùng các công cụ toán học để giải bài tập Đây

là dạng bài tập chủ yếu được nhiều bộ sách giới thiệu nó giúp kích thích khảnăng sáng tạo của học sinh Bên cạnh đó còn có bài tập thí nghiệm Về hìnhthức sách được các tác giả viết súc tích ngắn gọn, bài tập lựa chọn kĩ càng,trình bày đẹp

Các GV khi lên lớp thường sử dụng các bài tập trong SGK vật lí Nâng cao và sách bài tập vật lí 10 – Nâng cao Ngoài ra còn sử dụng bài tập

10-3 định luật

Niutơn

Các lực cơ học

Ứng dụng các định luật Niu tơn

và các lực cơ học

Lực hấp dẫn Lực đàn hồi

Lực ma sát

trong một số sách Bồi dưỡng năng lực tự học Vật lí 10 của nhóm tác giảPGS.TS Đặng Đức Trọng- Nguyễn Đức Tấn-Vũ Minh Nghĩa( chủ biên)- NXBĐại học quốc gia TP CHM; 400 bài toán nâng cao Vật lí 10 của tác giả TrầnTrọng Hưng- NXB Đại học quốc gia HN; Ôn tập và kiểm tra vật lí 10 củaNguyễn Thanh Hải – NXB ĐHSP…

Nhìn chung tài liệu về bài tập dùng cho chương“ Động lực học chất điểm” rất phong phú đáp ứng được nhu cầu nghiên cứu và học tập của giáo

viên cũng như học sinh Tuy nhiên nội dung bài tập trong các sách tham khảothường được biên soạn theo chủ đề không theo định hướng phát triển bài tập

Vì vậy khi giảng dạy GV khi sử dụng sách để ra bài tập nên đọc kĩ đề để cónhững sự điều chỉnh cần thiết phù hợp với phương pháp bài tập theo hướngphát triển bài tập

2.2.2 Thực trạng dạy và học bài tập vật lí

Hầu hết các GV đều cho rằng bài tập phần cơ học lớp 10 nói chung và

bài tập chương“ Động lực học chất điểm” là rất quan trọng, đóng vai trò nền

tảng cho chương trình vật lí phổ thông Các GV khi dạy thường ưu tiên các bàitập định lượng và xem nhẹ bài tập định tính, bài tập đồ thị và bài tập thínghiệm Hầu hết các tiết dạy GV thường đưa ra các bài tập mẫu cho HS làmsau đó chữa, HS xem bài tập mẫu rồi giải các bài tập tương tự Đây là mộtcách dạy tốt, trong giờ dạy GV có thể dạy được nhiều dạng bài tập nhưng cáchdạy này không kích thích được khả năng sáng tạo của HS, tạo cho HS cáchhọc thụ động

Số lượng GV tự biên soạn bài tập để phục vụ cho dạy học vật lí là rất ít,hầu hết các GV thường lấy các bài tập trong các sách giáo khoa, sách bài tập

và sách tham khảo Nếu có thể tự biên soạn thì thường thay đổi số liệu của bài