xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương Dao động cơ lớp 12 nâng cao nhằm phát triển tư duy của học sinh

Vì vậy, việc dạyhọc theo định hướng phát triển tư duy của học sinh để học sinh quen dần các thao tácgiải bài tập, rèn luyện khả năng tự học, tư duy linh hoạt, nhạy bén, mềm dẻo cho họcsi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

-NGUYỄN DUY THÀNH

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” LỚP 12 NÂNG CAO NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Vật lý

Mã số : 60.14.10

Vinh, năm 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

-NGUYỄN DUY THÀNH

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” LỚP 12 NÂNG CAO NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ DUY CỦA HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Chuyên ngành : Lý luận và phương pháp dạy học Vật lý

Mã số : 60.14.10Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Đình Thước

Vinh, năm 2012

Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, những người thân yêu

đã động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này Do thời gian không nhiều, trình độ và khả năng còn nhiều hạn chế, luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, tác giả mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp chân thành của các thầy giáo,

cô giáo cùng các bạn đồng nghiệp

Tác giả

Nguyễn Duy Thành

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

Bảng viết tắt

Mở đầu trang 1Chương 1 Dạy học giải BTVL ở trường THPT trang 41.1 Vận dụng lý thuyết hoạt động trong dạy học trang 41.2 Định hướng hoạt động trong DHVL trang 61.2.1 Định hướng tái tạo trang 61.2.2 Định hướng tìm tòi trang 71.2.3 Định hướng khái quát chương trình hóa trang 71.2.4 Câu hỏi định hướng hành động trang 81.3 Hướng dẫn HS giải BTVL trang 81.3.1 Hoạt động giải BTVL trang 81.3.2 Cơ sở định hướng việc hướng dẫn HS giải BTVL trang 91.4 Bài tập Vật lý trang 101.4.1 Khái niệm BTVL trang 101.4.2 Ý nghĩa, tác dụng của BTVL trang 111.4.3 Vai trò của BTVL trang 121.5 Phân loại các BTVL trang 131.5.1 Nguyên tắc, yêu cầu của việc phân loại BTVL trang 131.5.2 Phân loại BTVL trang 151.6 Các hình thức dạy học BTVL trang 171.6.1 Dạy học BTVL trong tiết học tài liệu mới trang 171.6.2 Dạy học BTVL trong tiết học làm bài tập trang 171.6.3 Dạy học BTVL trong tiết ôn tập trang 181.6.4 Dạy học BTVL trong tiết kiểm tra trang 191.6.5 Dạy học BTVL để phát hiện ra HS có năng khiếu về vật lý trang 191.6.6 Dạy học BTVL trong bài học ngoại khóa trang 191.7 Xu hướng phát triển của BTVL trang 201.8 Quan hệ giữa hoạt động giải BTVL và phát triển tư duy trang 211.9 Tình hình sử dụng BTVL để phát triển tư duy cho HS hiện nay trang 22Kết luận chương 1 trang 24Chương 2 Xây dựng hệ thống bài tập chương “Dao Động Cơ” –

Vật lý 12 nâng cao THPT trang 252.1 Hệ thống bài tập trang 252.1.1 Hệ thống bài tập tự luận trang 252.1.2 Hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan trang 502.2 Thiết kế một số tiến trình dạy học chương dao động cơ trang 502.2.1 Giáo án 1 trang 502.2.2 Giáo án 2 trang 52Kết luận chương 2 trang 58Chương 3: Thực nghiệm sư phạm trang 593.1 Mục đích thực nghiệm trang 593.2 Nhiệm vụ thực nghiệm trang 59

3.3 Nội dung thực nghiệm trang 593.4 Phương pháp thực nghiệm trang 593.4.1 Kế hoạch thực nghiệm trang 593.4.2 Tiến trình thực nghiệm trang 603.4.3 Kết quả thực nghiệm trang 613.5 Xử lý kết quả thực nghiệm trang 613.5.1 Lập bảng phân phối : tần suất, tần suất luỹ tích trang 613.5.2 Vẽ đồ thị đường luỹ tích theo bảng phân phối tần suất luỹ tích trang 613.5.3 Tính các tham số đặc trưng thống kê trang 623.6 Phân tích kết quả thực nghiệm trang 64Kết luận chương 3 trang 66Kết luận chung và kiến nghị trang 67Tài liệu tham khảo trang 69Phụ lục

Phụ lục 1 trang P1Phụ lục 2 trang P26Phụ lục 3 trang P27

PHẦN I: MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Chúng ta đang sống trong thế kỉ XXI, thế kỉ của trí tuệ sáng tạo Đất nước ta đangbước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa Sự nghiệp giáo dục đào tạo phải gópphần quyết định vào việc bồi dưỡng trí tuệ khoa học, năng lực sáng tạo cho thế hệ trẻ.Mục tiêu của giáo dục hiện nay là cần một người năng động, sáng tạo, tự chiếm lĩnhtri thức Chính vì thế, việc tự học của học sinh được đặt lên hàng đầu

Do lượng kiến thức phong phú, giờ học lý thuyết trên lớp chiếm nhiều so với giờhọc sinh luyện tập nên khả năng giải bài tập của học sinh còn yếu Có học sinh giảiđược nhiều bài tập cơ bản, tổng hợp nhưng chưa nhận ra được các bài tập cơ bảntrong một bài tập tổng hợp và chưa thể từ bài tập tổng hợp đó phân tích dưới nhiềugóc độ khác nhau để rút ra kết luận cho hàng loạt các bài tập khác Vì vậy, việc dạyhọc theo định hướng phát triển tư duy của học sinh để học sinh quen dần các thao tácgiải bài tập, rèn luyện khả năng tự học, tư duy linh hoạt, nhạy bén, mềm dẻo cho họcsinh là rất cần thiết, đặc biệt là chương “ Dao động cơ” Mặt khác, vì đây là phần đầucủa chương trình nên nếu nắm được việc dạy học theo định hướng phát triển tư duycủa học sinh vào dạy học bài tập vật lý sẽ giúp học sinh củng cố kiến thức và bồidưỡng tư duy linh hoạt, sáng tạo, có cái nhìn rõ ràng cho từng phần tiếp theo

Với lí do trên, tôi chọn đề tài: xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương

Dao động cơ 12 nâng cao nhằm phát triển tư duy của học sinh.

II Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập chương Dao động cơ, lớp 12 nâng caotrường THPT và sử dụng hệ thống bài tập đó trong dạy học để phát triển tư duy của họcsinh

III Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu:

Bài tập vật lý trong quá trình dạy học vật lý ở trường phổ thông

3.2 Phạm vi nghiên cứu:

Bài tập chương Dao động cơ, vật lý lớp 12 nâng cao

IV Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được một hệ thống BTVL chương Dao động cơ, lớp 12 nâng caobảo đảm tính khoa học và vận dụng vào quá trình dạy học một cách hợp lý thì có thểgóp phần phát triển được tư duy của HS và nâng cao chất lượng học tập.

V Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu lý luận về hoạt động tư duy của HS trong quá trình dạy học ở trường

THPT và vai trò, chức năng của BTVL trong dạy học

5.2 Xây dựng hệ thống BT dạy học chương Dao động cơ, lớp 12 chương trình nâng

cao

5.3 Thiết kế một số tiến trình dạy học sử dụng bài tập dạy học chương Dao động cơ 5.4 Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng kết quả nghiên cứu

VI Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận.

Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Tìm hiểu thực trạng sử dụng bài tập trong quá trình dạy học vật lý ở trường THPT Thực nghiệm sư phạm

6.3 Phương pháp thống kê toán học.

Xử lý các số liệu điều tra và TNSP

VII Đóng góp mới của đề tài

Hệ thống cơ sở lý luận để xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vào quá trình dạyhọc vật lý nhằm phát triển tư duy của học sinh

Xây dựng hệ thống bài tập dạy học chương Dao động cơ – vật lý 12 nâng cao

VIII Cấu trúc luận văn.

Ngoài phần mở đầu, tài liệu tham khảo và phụ lục luận văn được chia làm 3 chương:Chương 1 Dạy học giải bài tập vật lý ở trường THPT

Chương 2 Xây dựng hệ thống bài tập chương Dao động cơ – vật lý 12 nâng caoTHPT

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

- Tài liệu tham khảo.

- Phụ lục

CHƯƠNG I DẠY HỌC GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT

1.1 Vận dụng lý thuyết hoạt động trong dạy học [15], [19].

Theo quan điểm tâm lý học tư duy thì sự học là một sự phát triển về chất của cấutrúc hành động Cùng một biểu hiện hành vi bên ngoài giống nhau nhưng chất lượnghiệu quả của sự học ( mức độ lĩnh hội kiến thức cũng như đối với sự phát triển nănglực của HS) là khác nhau, tùy thuộc vào cấu trúc của hành động học cụ thể Ở đâyhành vi được xem như biểu hiện ra ngoài của kết quả hành động, còn cách thức để đạttới kết quả đó được xem như cấu trúc bên trong của hành động

Như vậy, sự học phải là quá trình hình thành và phát triển của các dạng hành độngxác định, là sự thích ứng của chủ thể

Hoạt động của chủ thể tồn tại tương ứng với động cơ thúc đẩy hoạt động đó Động

cơ là một cái khách quan hàm chứa nhu cầu Cái khách quan ấy làm cho hoạt động cóđối tượng và là cái hướng hoạt động (mục đích) vào một kết quả nhất định.Khi đóhoạt động của con người là hoạt động của chủ thể có ý thức bao gồm một hệ thốngcác hành động tương ứng với các điều kiện và phương tiện hành động

Lý thuyết hoạt động được hình thành và phát triển kết hợp với tâm lý học nhậnthức, tâm lý học phát triển trí tuệ, những quan điểm mới về dạy học được hình thành.Các cuộc cách mạng về tư duy đã được vận hành trong việc xây dựng chương trìnhxác định nội dung, phương pháp và tổ chức hoạt động dạy học trong nhà trường Theo quan điểm dạy học hiện đại: dạy học vật lý là tổ chức, hướng dẫn học sinhthực hiện các hành động nhận thức, kinh nghiệm xã hội và biến chúng thành vốnriêng của mình, đồng thời làm biến đổi về chất trong mỗi học sinh, đó là phát triển tư

duy, phẩm chất, năng lực học tập và làm việc trong một xã hội hiện đại Chỉ có: Học

trong hoạt động, học bằng hoạt động mới đạt được quan điểm mục tiêu đó Lý thuyết

hoạt động, có 6 thành tố cấu thành, giữ các thành tố có mối quan hệ hữu cơ tác độnglẫn nhau

Cấu trúc của lý thuyết hoạt động được xây dựng theo sơ đồ sau:

ở trên có một số điều cần hiểu:

- Học là hành động của chủ thể thích ứng với tình huống, qua đó chủ thể chiếmlĩnh tri thức, hình thành và phát triển nhân cách cá nhân Mỗi tri thức mới học đượccủa người học là sản phẩm hoạt động xây dựng tri thức mới

- Dạy học là dạy hành động (hành động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụngtri thức) vì thế trong dạy học GV cần tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi sự thíchứng của HS để qua đó HS chiếm lĩnh được tri thức đồng thời phát triển trí tuệ và nhâncách của mình

Có 4 trình độ nắm tri thức:

1 Trình độ ghi nhận, tái tạo (trình độ biết) HS thể hiện ra ở khả năng nhận ra được,

phát ngôn lại được đúng với sự trình bày tri thức đã cho; thực hiện lại được đúng quitắc đã cho

2 Trình độ áp dụng được vào tình huống quen thuộc (trình độ hiểu, áp dụng) HS thể

hiện ra ở khả năng thuyết minh, xử lý, vận dụng tri thức trong tình huống tương tựvới tình huống đã biết (theo angôrit đã biết)

3 Trình độ vận dụng được trong tình huống mới (trình độ vận dụng linh hoạt) HS

thể hiện ra ở khả năng thuyết minh, xử lý, vận dụng tri thức trong tình huống biếnđổi, không phải là tình huống tương tự với tình huống đã biết, minh chứng cho khảnăng vận dụng linh hoạt

Điều kiện, phương tiệnThao tác

4 Trình độ sáng tạo (trình độ đánh giá, đề xuất riêng) HS thể hiện ra khả năng đề

xuất vấn đề, xây dựng, đánh giá, phê phán phát triển tri thức khoa học

1.2 Định hướng hoạt động trong dạy học vật lý

Nghiên cứu sự định hướng hoạt động nhận thức của HS trong dạy học, tương ứngvới mục tiêu rèn luyện khác nhau ta có thể có ba kiểu định hướng được áp dụng trongquá trình dạy học cụ thể:

1.2.1 Định hướng theo mẫu (Định hướng Algôrit)

Sự định hướng hành động theo một mẫu đã có được gọi là định hướng Algôrit.Thuật ngữ Algôrit được dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành động hay một chươngtrình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, chỉ cần thựchiện những hành động theo trình tự mà quy tắc đã chỉ ra thì chắc chắn sẽ đi đến kếtquả

Định hướng Algôrit là sự định hướng chỉ rõ cho HS những hành động cụ thể vàtrình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn Những hành độngnày được coi là hành động sơ cấp phải được HS hiểu một cách đơn giản và HS đãnắm vững

Kiểu định hướng Algôrit đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việc giải

BT để xác định được một trình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thựchiện để giải được BT, tức là xây dựng được Algôrit giải BT GV đảm bảo cho cáchành động đó là hành động sơ cấp đối với HS

Ưu điểm: kiểu định hướng Algôrit chỉ đòi hỏi HS chấp hành các hành động đãđược GV chỉ ra, cứ theo đó HS sẽ diễn đạt được kết quả, sẽ giải được BT đã cho.Phương thức này đảm bảo cho HS giải được BT đã giao một cách chắc chắn, nó giúpcho việc rèn luyện kỹ năng giải BT của HS có hiệu quả Tuy nhiên, kiểu Algôrit tạonên thói chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo một mẫu có sẵn

1.2.2 Định hướng tìm tòi (định hướng ơrixtic)

Định hướng tìm tòi là kiểu định hướng mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìmtòi phát hiện cách giải quyết vấn đề Ở đây, GV chỉ gợi mở để HS tự tìm cách giảiquyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả

Kiểu định hướng tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ cho HS vượt qua khó khăn

để giải được BT, đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy của HS, tạođiều kiện để HS tự lực tìm tòi cách giải quyết

Ưu điểm: tránh được tình trạng GV làm thay HS trong việc giải BT Vì thế, HSphải tự lực tìm tòi cách giải BT chứ không phải chỉ chấp hành các hành động theomẫu đã được chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng đảm bảo cho HS giải được BT mộtcách chắc chắn Do đó, GV phải định hướng sao cho không đưa HS đến angôrit giải

BT Sự định hướng đó phải tập trung hướng tư duy HS vào phạm vi cần tìm tòi pháthiện cách giải BT

1.2.3 Định hướng khái quát chương trình hoá

Định hướng khái quát chương trình hoá là sự định hướng cho HS tự tìm tòi cáchgiải BT GV hướng hoạt động tư duy của HS theo đường lối khái quát của việc giải

BT Quá trình này qua các bước sau:

Bước 1: Ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải BT của HS

Bước 2:Nếu yêu cầu HS ở bước 1 không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của

GV là gợi ý thêm cho HS để thu hẹp phạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho vừa sức với

HS

Bước 3:Nếu sự định hướng HS ở bước 2 vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi giải

quyết thì GV định hướng theo mẫu để đảm bảo cho HS hoàn thành được yêu cầu đặt

ra, sau đó yêu cầu HS tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo

Bước 4:Nếu cần GV giúp đỡ thêm cho đến khi giải xong BT.

Kiểu định hướng này được áp dụng khi có điều kiện định hướng tiến trình hoạtđộng giải BT của HS, nhằm giúp HS tự giải được BT đã cho, đồng thời dạy cho HScách suy nghĩ trong quá trình giải BT

Ưu điểm: kết hợp được việc thực hiện các yêu cầu:

+ Rèn luyện tư duy của HS trong quá trình giải BT

Phương thức định hướng khái quá chương trình hóa đòi hỏi GV phải căn cứ vàotrình độ nhận thức của HS để có sự điều chỉnh thích hợp với từng đối tượng HS đồngthời phải theo sát tiến trình hoạt động giải BT của HS.

Tóm lại: Trong dạy học BTVL điều quan trọng là người GV phải biết phối hợp để

phát huy ưu điểm đồng thời hạn chế khó khăn hay nhược điểm của từng kiểu địnhhướng trên sao cho việc giải BT của HS có hiệu quả nhất

1.2.4 Câu hỏi định hướng hành động

Phương tiện quan trọng để GV định hướng hành động nhận thức của HS là câuhỏi Để cho câu hỏi thực hiện chức năng định hướng hành động nhận thức của HS,phải đáp ứng được những yêu cầu cơ bản, cũng là những điều tiêu chuẩn chung đểđánh giá chất lượng câu hỏi

Tiêu chuẩn câu hỏi:

- Câu hỏi phải được diễn đạt chính xác về ngữ pháp và về nội dung khoa học;

- Câu hỏi phải diễn đạt chính xác điều định hỏi;

- Nội dung của câu hỏi phải đáp ứng đúng đòi hỏi của sự định hướng hành động

HS trong tình huống đang xét;

- Câu hỏi vừa sức HS

1.3 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý, [19]

1.3.1 Hoạt động giải bài tập vật lý

Mục tiêu cần đạt tới khi giải một bài tập vật lý là tìm được câu hỏi đúng đắn, giảiquyết được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học

Quá trình giải một bài tập vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bàitập, xem xét hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trên kiến thức vật lý toán để nghĩtới những mối quan hệ có thể có của cái đã cho và cái phải tìm, sao cho có thể thấyđược cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho Từ đó tìm ra mốiliên hệ tường minh giữa cái cần tìm với cái đã biết, tức là tìm được lời giải đáp Bài tập vật lý đa dạng và phong phú có nhiều cách phân loại khác nhau (Bài tậpđịnh tính, Bài tập định lượng, Bài tập thí nghiệm, Bài tập ngụy biện,…) Dựa vàocách đặt vấn đề, về tiêu chí giải mà người ta phân loại các dạng bài tập vật lý

Cũng khó có thể đưa ra một phương pháp chung để giải bài tập vật lý có tính vạnnăng để áp dụng cho việc giải một bài tập cụ thể.Ở đây chỉ đưa ra sơ đồ định hướng

chung (gồm các bước) để tiến hành giải một bài tập vật lý (HS đã được làm quen từtrung học cơ sở) Dựa vào các bước để tiến hành giải một bài toán GV có thể kiểm trahoạt động học của HS và giúp HS phát triển năng lực tư duy có hiệu quả.

Bước 1 Tìm hiểu đầu bài

Bước 2 Xác lập các mối liên hệ cơ bản giữa các dự liệu xuất phát và cái cần phảitìm

Bước 3 Rút ra các kết quả cần tìm

Bước 4 Kiểm tra xác nhận kết quả, nhận xét lời giải, tìm lời giải khác (nếu cóthể)

1.3.2 Cơ sở định hướng việc hướng dẫn HS giải bài tập vật lý, [19].

Muốn cho việc hướng dẫn giải bài tập được định hướng một cách đúng đắn GVphải phân tích phương pháp giải bài tập cụ thể bằng cách vận dụng những hiểu biết

để tư duy giải bài tập vật lý Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể củaviệc cho HS giải bài tập để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp Nội dung trên đượcminh họa bằng sơ đồ sau:

Sau đây chúng ta sẽ đề cập đến các kiểu hướng dẫn giải bài tập vật lý theo cácmục đích sư phạm khác nhau

Mức độ 1 Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn angôrit) là sự hướng dẫn chỉ rõ cho

HS những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó đểđạt được kết quả mong muốn Những hành động này được coi là những hành động sơcấp HS phải hiểu một cách đơn giá, HS đã nắm vững, nếu thực hiện theo các bước đãqui định theo con đường đó HS sẽ giải được bài tập đã cho

Kiểu định hướng theo mẫu đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việc giảibài toán, xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng để xây dựng angôrit giải bài tập

Kiểu hướng dẫn theo mẫu nhằm luyện tập cho HS kĩ năng giải một loại bài tậpnào đó Khi xây dựng các angôrit giải cho từng loại bài tập cơ bản, điển hình nào đó(ví dụ bài tập động học, động lực học,…) thông qua việc giải toán HS nắm được cácangôrit giải cho từng loại bài tập.

Mức độ 2 Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy

nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết, không phải là GV chỉ dẫn cho HS hành độngtheo mẫu đã có mà GV gợi mở để HS tự tìm cách giải quyết, HS tự xác định các hànhđộng cần thực hiện để đạt được kết quả Kiểu định hướng này đảm bảo yêu cầu pháttriển tư duy của HS, tạo điều kiện để HS tự lực tìm tòi cách giải quyết

Khó khăn của kiểu định hướng tìm tòi chính là ở chỗ hướng dẫn của GV phải làmsao không đưa HS thực hiện các hành động theo mẫu mà phải có tác dụng hướng tưduy của HS vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết vấn đề củabài tập

Mức độ 3 Định hướng khái quát chương trình hóa là kiểu hướng dẫn HS tự tìm

tòi cách giải quyết Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là GV định hướng hoạtđộng tư duy của HS theo đường lối khái quát hóa giải quyết vấn đề Sự định hướngban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của HS Nếu HS gặp trở ngại không vượtqua được để tìm cách giải quyết thì GV phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụthể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho HS để thu hẹp hơn phạm vi tìm tòi,giải quyết vấn đề Nếu HS vẫn không giải quyết được thì GV chuyển dần hướng dẫntheo mẫu giúp HS hoàn thành yêu cầu của một bước, sau đó yêu cầu HS tự lực, tìmtòi giải quyết bước tiếp theo Cứ như thế cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra.Kiểu hướng dẫn khái quát chương trình hóa trong hoạt động giải bài tập vật lý của

HS nhằm phát huy tính độc lập, tự lực thực hiện các hành động tư duy đồng thời dạycho HS cách tư duy

Như vậy, GV phải có kĩ thuật đặt ra hệ thống câu hỏi chuyển từ mức độ 3 đếnmức độ 1 giúp đỡ học sinh trong quá trình hoạt động giải một bài tập vật lý cụ thể

1.4 Bài tập vật lý

1.4.1 Khái niệm bài tập vật lý

Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề không lớn được giải quyết

nhờ những suy lý logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật

và các phương pháp vật lý là một bài tập vật lý Thật ra, trong các giờ học vật lý, mỗimột vấn đề xuất hiện khi nghiên cứu tài liệu giáo khoa ( bài học xây dựng kiến thứcmới ) là một bài tập đối với học sinh Sự tư duy định hướng một cách tích cực “ luônluôn là việc giải bài tập” hiểu theo nghĩa rộng của mệnh đề đó

Trong những tài liệu sách giáo khoa cũng như những tài liệu phương pháp bộmôn, người ta thường hiểu những bài tập được lựa chọn một cách phù hợp với mụcđích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lý, hình thành các khái niệm, phát triển

tư duy vật lý của HS và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn lànhững bài tập

1.4.2 Ý nghĩa tác dụng của bài tập vật lý, [15]

Trong việc dạy học không thể thiếu bài tập, sử dụng bài tập là một biện pháp hết sứcquan trọng để nâng cao chất lượng dạy học BTVL có những ý nghĩa, tác dụng to lớn

về nhiều mặt

a) Ý nghĩa trí dục

- Làm chính xác hoá các khái niệm vật lý, củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thứcmột cách sinh động, phong phú, hấp dẫn Chỉ khi vận dụng được kiến thức vào việcgiải bài tập, HS mới nắm được kiến thức một cách sâu sắc

- Ôn tập, hệ thống hoá kiến thức một cách tích cực nhất Khi ôn tập, HS sẽkhông tập trung nếu chỉ yêu cầu họ nhắc lại kiến thức Thực tế cho thấy HS chỉ thíchgiải bài tập trong giờ ôn tập

- Rèn luyện các kỹ năng vật lý như giải bài tập, tính toán theo công thức vật lý …Nếu là bài tập thực nghiệm sẽ rèn các kỹ năng thực hành, góp phần vào việc giáo dục

kỹ thuật tổng hợp cho học sinh

- Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, lao động sảnxuất và bảo vệ môi trường

- Rèn luyện kỹ năng sử dụng ngôn ngữ vật lý và các thao tác tư duy

- Làm chính xác hoá các khái niệm, định luật đã học

- Giáo dục đạo đức, tác phong như: rèn luyện tính kiên nhẫn, sáng tạo, chính xác và

phong cách làm việc khoa học Giáo dục lòng yêu thích bộ môn

Nhưng bản thân một BTVL chưa có tác dụng gì cả: không phải một BTVL “hay”thì luôn có tác dụng tích cực! Vấn đề phụ thuộc chủ yếu là “ người sử dụng nó” Làmthế nào phải biết trao đúng đối tượng, phải biết cách khai thác triệt để mọi khía cạnhcủa bài toán, để HS tự mình tìm ra cách giải, lúc đó BTVL mới thật sự có ý nghĩa

- BTVL là phương tiện rèn luyện cho HS kĩ năng kĩ xảo vận dụng kiến thức, liên

hệ lý thuyết với thực tiễn, đời sống Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dungthực tiễn, trong đó yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích cáchiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn owr những điều kiện cho trước

- BTVL là phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư duy, bồidưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS bởi vì giải BTVL là hình thức làmviệc căn bản của HS Trong quá trình giải BTVL học sinh phải phân tích điều kiệntrong đề bài, tự xây dựng những lập luận, thực hiện việc tính toán khi cần thiết phải

tiến hành cả thí nghiệm, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng để kiểm trakết luận của mình Trong những việc làm cụ thể đó tư duy lôgic, tư duy sáng tạo của

HS được nâng cao Có nhiều BTVL không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụngnhững kiến thức đã học mà còn giúp HS bồi dưỡng tư duy sáng tạo Đặc biệt là bàitập giải thích các hiện tượng, bài tập thí nghiệm

- BTVL là phương tiện ôn tập và củng cố kiến thức đã học một cách sinh động và

có hiệu quả

- Thông qua việc giải BTVL có thể rèn luyện được các đức tính tốt như: tính độclập, tính sáng tạo, tính cẩn thận, kiên trì, vượt khó Giải bài tập là một trong nhữnghình thức làm việc tự lực của HS Trong quá trình làm BT, do phải tự mình phân tíchcác điều kiện của đầu bài, tự xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán nhữngkết luận mà HS rút ra được nên tư duy của HS được phát triển, năng lực làm việc của

họ được nâng cao, tính kiên trì được phát triển

- BTVL là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của một HS mộtcách chính xác

1.5 Phân loại bài tập vật lý

1.5.1 Nguyên tắc, yêu cầu của việc phân loại BTVL

Bài tập có công dụng rộng rãi, có hiệu quả sâu sắc trong việc thực hiện mục tiêu đàotạo, trong việc hình thành phương pháp chung của việc tự học hợp lý, trong việc rènluyện kĩ năng tự lực sáng tạo

Muốn khai thác được tối đa tiềm năng trí - đức dục của bài tập, người GV bộmôn cần giải quyết một loạt những vấn đề cơ bản sau đây có liên quan đến hệ thống bàitập của bộ môn mình

1.5.1.1 Xây dựng hệ thống đa cấp những bài tập của bộ môn

Phân loại các bài tập: Trước hết phải tiến hành phân loại các bài tập của bộ môn,sưu tầm, chọn lọc, sắp xếp chúng thành kiểu (cơ bản nhất, điển hình nhất), từ đó phânloại tiếp thành phân kiểu, phân dạng…cho đến những bài tập tổng hợp, phức hợp Phân hóa các bài tập: Ở mỗi kiểu tìm ra quy luật biến hóa từ cái sơ đẳng, cơ bản,điển hình nhất (cái đơn giản coi như xuất phát) đến nhưng bài tập ngày càng phức tạphơn, tổng hợp hơn Đây là chuỗi bài tập theo logic dọc, đồng thời lại tìm ra qui luật liên

kết các bài toán giữa các kiểu với nhau Từ những bài toán điển hình, đơn giản nhất củahai hay nhiều kiểu khác nhau ″lắp ghép″ thành một bài tổng hợp Đây chính là logicngang của sự cấu tạo các bài tập từ nhiều kiểu khác nhau

Nắm được hai quy luật (dọc và ngang) của sự hình thành bài tập, ta có thể sắp xếpchúng theo thứ tự từ bài tập dễ đến bài tập khó Từ đó mà ta có thể tùy từng trình độcủa HS (giỏi, khá, trung bình, yếu) mà chọn mà đưa ra bài tập vừa sức cho HS giải.Đây là dạy học phân hóa bằng những bài tập phân hóa) Dạy học theo tiếp cận này sẽrất hiệu quả vì nó cho phép ta cá thể hóa cao độ việc dạy học cho một lớp có nhiều HS

ở trình độ lĩnh hội khác nhau

1.5.1.2 Biên soạn bài tập mới tùy theo yêu cầu sư phạm định trước

Nếu nắm được sự phân loại các kiểu điển hình và các quy luật biến hóa (dọc vàngang) của bài tập, GV có thể biên soạn những bài tập mới bằng cách vận dụng nhữngquy luật biến hóa trên Tùy theo yêu cầu sư phạm, ta có thể phức tạp hay đơn giản hóabài tập, soạn những bài tập có độ khó tăng dần, có chứa đựng những yếu tố giúp rènluyện những kĩ năng riêng biệt nào đó v.v…Bài tập được xây dựng theo tiếp cận mođun

sẽ đáp ứng được những mục đích nói trên Từ một số bài tập điển hình nhất “lắp ráp”chúng theo nhiều cách khác nhau “tháo gỡ” bài tập phức tạp thành nhiều bài tập đơngiản hơn

1.5.1.3 Bảo đảm các yêu cầu cơ bản trong việc dạy học bằng bài tập

Khi sử dụng bài tập như một phương pháp dạy học, cần lưu ý những yêu cầu sau đây:

* Bảo đảm tính cơ bản gắn liền với tính tổng hợp:

Hệ thống bài tập của bộ môn phải khái quát hết những thông tin cơ bản nhất củachương trình bộ môn Nó buộc HS khi giải hệ thống bài tập đó phải huy động tổng hợpnhững kiến thức cơ bản của toàn bộ chương trình và những kiến thức hỗ trợ liên môn

* Bảo đảm tính hệ thống và tính kế thừa:

Giải bài tập vật lý thực chất là vận dụng các quy luật của vật lý và việc biến đổi bàitập ban đầu thành những bài tập trung gian, sơ đẳng hơn, cơ bản hơn Những bài tập cơbản điển hình (đơn giản nhất của một kiểu nhất định) giữ vai trò rất quan trọng tronghọc vấn của HS vì chúng sẽ là kiến thức công cụ để giúp HS giải được những bài tậptổng hợp Do đó GV phải quy hoạch toàn bộ hệ thống những bài tập ra cho HS

trong toàn bộ chương trình của môn học, sao cho chúng sẽ kế thừa nhau, bổ sung nhau,cái trước chuẩn bị cho cái sau, cái sau phát triển cái trước tất cả tạo nên (cùng với nộidung các lý thuyết khác) một hệ thống toàn vẹn những kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo

* Bảo đảm tính kĩ thuật tổng hợp:

Bài tập phải đóng vai trò cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn, giữa nhà trường vàđời sống sản xuất Nó phải là phương tiện rèn cho HS những kĩ năng chung nhất củaviệc tự học, của việc giải quyết các vấn đề nhận thức Nó cũng góp phần vào việc hìnhthành ở HS những phẩm chất và những nét của văn hóa lao động (trí óc và chân tay)

* Bảo đảm tính phân hóa của hệ thống các bài tập:

Trước hết bài tập ra cho HS phải vừa sức Muốn cho bài tập có khả năng vừa sức với

ba loại trình độ HS trong lớp, người GV phải phân hóa bài tập từ những bài tậptrung bình vừa sức với đại đa số HS, GV phức tạp nó lên để dùng cho một số HS khá,giỏi và đơn giản nó đi để dùng cho HS yếu, kém Có như vậy bài tập mới trở thànhđộng lực thường xuyên của sự học tập tích cực

* Thường xuyên coi trọng việc dạy HS phương pháp giải bài tập:

Dựa vào đặc trưng của bộ môn, GV phát hiện ra đặc trưng của phương pháp giải bàitập bộ môn Trên cơ sở đó GV có kế hoạch rèn luyện cho HS hệ thống kĩ năng và kĩ xảogiải bài tập Phương pháp giải bài tập bộ môn sẽ là cơ sở và điểm xuất phát để hìnhthành và phát triển những phương pháp hợp lý chung nhất của tự học và của hành động

1.5.2 Phân loại BTVL

Hiện nay có nhiều cách phân loại BTVL dựa trên cơ sở khác nhau:

a) Dựa vào mức độ kiến thức:(cơ bản, nâng cao)

b) Dựa vào tính chất bài tập:(định tính, định lượng)

c) Dựa vào hình thái hoạt động của học sinh:(lý thuyết, thực nghiệm)

d) Dựa vào mục đích dạy học:(ôn tập, luyện tập, kiểm tra)

e) Dựa vào kỹ năng, phương pháp giải bài tập:(lập công thức, tính toán…)

f) Dựa vào loại kiến thức trong chương trình:(Dao động, tổng hợp, phân tích )g) Dựa vào cách tiến hành trả lời: BTVL được chia làm 2 loại là bài tập trắc

nghiệm tự luận (thường quen gọi là bài tập tự luận) và bài tập trắc nghiệm khách quan(thường quen gọi là bài tập trắc nghiệm)

* Bài tập tự luận: Là loại bài tập, HS phải tự viết câu trả lời, phải tự trình bày, lýgiải, chứng minh bằng ngôn ngữ của mình

Bài tập tự luận có hai dạng:

+ Bài tập tự luận định tính (bài tập định tính): là các dạng bài tập có liên hệ với sựquan sát để mô tả, giải thích các hiện tượng vật lý Các dạng bài tập định tính:

Bài tập trắc nghiệm có các dạng như: Bài tập điền khuyết; bài tập đúng - sai; bài tậpghép đôi; bài tập nhiều lựa chọn Với dạng bài tập nhiều lựa chọn có thể xây dựng cácbài tập định lượng, yêu cầu HS sử dụng các phương pháp suy luận nhanh để lựachọn kết quả đúng

Bài tập trắc nghiệm khách quan có những ưu điểm nổi bật đó là:

+ Trong một khoảng thời gian ngắn có thể kiểm tra được nhiều nội dung kiếnthức, tránh được tình trạng học tủ, học lệch; việc chấm điểm là khách quan, không phụthuộc vào người chấm nên độ tin cậy cao hơn các phương pháp kiểm tra đánh giá khác.+ Rèn luyện cho HS khả năng nhận biết, khai thác, xử lý thông tin và khả năng tưduy phán đoán nhanh

+ Giúp người học tự kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của mình một cách kháchquan

Tuy nhiên, bài tập trắc nghiệm khách quan cũng có những nhược điểm đáng kể như: + Ít góp phần phát triển ngôn ngữ vật lý

+ Không thể dùng để kiểm tra kĩ năng thực hành vật lý

+ GV chỉ biết kết quả suy nghĩ của HS mà không biết quá trình suy nghĩ, sựnhiệt tình, hứng thú học tập của HS đối với nội dung được kiểm tra Tuy còn có một số nhược điểm nhất định, nhưng bài tập trắc nghiệm được sửdụng rộng rãi ở nhiều nước và đang phát triển nhiều ở nước ta

1.6 Các hình thức dạy học BTVL

1.6.1 Dạy học bài tập vật lý trong tiết học tài liệu mới

Vào đầu tiết học, các bài tập được đưa ra cho học sinh nhằm mục đích kiểm trakiến thức, hoặc để củng cố tài liệu đã học GV thường sử dụng các biện pháp sau:

- Cho học sinh lên bảng và yêu cầu học sinh giải bài tập do giáo viên đưa ra Tùythuộc vào mức độ nội dung của bài tập mà có thể cho học sinh lên bảng lần lượt từng

em hoặc đồng thời vài em

- Cho học sinh giải bài tập vào vở hoặc lên giấy

- Không nên cho học sinh làm các bài kiểm tra viết vào đầu tiết học, nên sử dụngcác bài tập nhằm mục đích khái quát hóa kiến thức đã cho, nêu được vấn đề sắp đượcnghiên cứu trong tiết học Khi nghiên cứu tài liệu mới, tùy theo nội dung càu tài liệu

và phương pháp giảng dạy, các bài tập có thể là một phương tiện đóng vai trò minhhọa cho kiến thức mới hoặc là một phương tiện để rút ra kiến thức mới Ở giai đoạncủng cố tài liệu mới, các bài tập được đưa ra yêu cầu học sinh phải vận dụng kiếnthức mới để giải quyết với thời lượng khoảng 10 phút Ở đây, tốt hơn cả hai là giáoviên phân tích bài tập tạo cho được không khí hứng khởi đối với học sinh để giảiquyết vấn đề bài tập đặt ra

1.6.2 Dạy học bài tập trong tiết học làm bài tập

Vào đầu tiết học làm bài tập hoặc trước khi làm bài tập nào đó, giáo viên phảigiúp học sinh nhớ lại, hệ thống lại các kiến thức lý thuyết đã được học trước đó liênquan đến tiết học

Trong tiết học giải bài tập người ta thường sử dụng chủ yếu hai hình thức làm việccủa lớp học là: Giáo viên làm bài tập trên bảng cho học sinh theo dõi, hoặc là hướng

dẫn học sinh tự làm bài tập trên bảng vào vở Hình thức thứ hai được áp dụng để hìnhthành kĩ năng, kĩ xảo thực hành, để kiểm tra kết quả học tập của cá nhân, của nhómhọc sinh.

Khi trình bày phương pháp giải những bài tập loại mới, giáo viên phải giải thíchcho học sinh nguyên tắc giải, sau đó phân tích một bài tập mẫu làm cho học sinh hiểu

rõ lôgic để từ đó vận dụng vào làm bài thực hành

Có thể vận dụng các biện pháp như:

- Nêu ý nghĩa, mục đích của việc giải bài tập làm cho học sinh thấy được tầmquan trọng của việc luyện tập

- Tổ chức đàm thoại giữa giáo viên và học sinh, hoặc giữa các học sinh với nhau

về nội dung bài tập để đưa ra một giả thuyết hoặc một vài giả định có thể mâu thuẫnnhau làm cho học sinh xem xét, nghiên cứu hiện tượng từ nhiều góc độ khác nhau,chống thói quen suy nghĩ rập khuôn, máy móc

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

- sử dụng các tài liệu trực quan (tranh ảnh, mô hình, các video clip…) và các thínghiệm vật lý

- 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 kiến các cáchgiải theo khả năng tư duy của các em và để cho các em suy nghĩ vài phút Trong quátrình giải bài tập, giáo viên phải luôn lưu ý tới những học sinh còn yếu, nhắc nhở,động viên, khích lệ và đặt ra những câu hỏi nhằm giúp các em gỡ bỏ được nhữngkhúc mắc mà do tâm lý e ngại không dám thể hiện ra

1.6.3 dạy học bài tập trong tiết ôn tập

Trong tiết ôn tập, loại bài tập thường sử dụng là các bài tập có tính phát triển, chophép khái quát hóa nội dung các bài tập tạo điều kiện đi sâu vào giải thích các hiệntượng vật lý Đặc biệt là các bài tập có tính chất tổng hợp giúp học sinh liên hệ rộngtới 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 dụng chúng

1.6.4 Dạy học bài tập kiểm tra

Dạy học bài tập kiểm tra là một hình thức để đánh giá mức độ nắm vững kiếnthức, khả năng vận dụng kiến thức của học sinh Vì khi giải bài tập loại này, học sinh

phải làm việc hoàn toàn độc lập Tùy theo việc đánh giá mà giáo viên có thể vận dụngmột trong hai hình thức sau đây:

- Kiểm tra nhanh: Hình thức này thường dùng để tìm hiểu trình độ, khả năng xuấtphát của học sinh để làm cơ sở cho việc nghiên cứu, chọn lựa nội dung cũng nhưphương pháp giảng dạy cho phù hợp, sát đúng với đối tượng học sinh Hoặc cũngnhằm để đánh giá khả năng nhận thức của học sinh về một khía cạnh của một đề tàinào đó Các bài tập được chọn là những bài để học sinh làm trong thời gian ngắn (từ10-15 phút) Ở đây nên lựa chọn các câu hỏi và các bài tập có nhiều đáp án, buộc họcsinh phải tư duy nhiều hơn để phân tích chọn lựa được phương án đúng (câu hỏi cónhiều lựa chọn)

- Kiểm tra tổng kết: Hình thức này cho phép giáo viên đánh giá nhận thức của họcsinh không phải chỉ một vài khía cạnh mà cả một đề tài nào đó, hoặc cả một phần bàinào đó của tài liệu Các bài tập được chọn là những bài kiểm tra tổng kết phức tạphơn, đòi hỏi học sinh phải hiểu và vận dụng kiến thức ở phạm vi rộng, hoặc phải phântích bài tập để nhận ra được những đặc điểm tinh tế ở trong bài Tuy nhiên, để có tácdụng tốt hơn các bài tập kiểm tra tổng kết phải chọn lựa sao cho vừa sức với học sinh

1.6.5 Dạy học bài tập để phát hiện ra học sinh có năng khiếu về vật lý

Hình thức này nhằm mục đích để phát hiện và tuyển chọn được những học sinhkhá giỏi về vật lý Các bài tập lựa chọn cho mục đích này phải là những bài tập khóđòi hỏi tư duy mức độ cao, buộc học sinh phải đề xuất ra được phương án giải hayhoặc có nhiều phương án trả lời và phải thực hiện các phương án đó

1.6.6 Dạy học bài tập trong bài học ngoại khóa

Giải bài tập vật lý theo nhóm là một hình thức phổ biến của công tác ngoại khóa

về vật lý, nhóm giải bài tập thường là những học sinh có năng lực và rất yêu thíchmôn vật lý Bằng kinh nghiệm và sự sáng tạo của mình, giáo viên có thể tổ chức đượcviệc giải bài tập theo nhóm với nội dung phong phú một cách hào hứng đây là mộtmôi trường học tập hết sức thuận lợi cho cá nhân học sinh, trong các buổi ngoại khóahọc sinh được rèn luyện các kĩ năng giải quyết các bài tập khó, được cung cấp nhữngthông tin hấp dẫn về bộ môn từ phía giáo viên hoặc từ những thành viên khác củanhóm như các bản tổng kết, các báo cáo nêu lên ý nghĩa của các hiện tượng vật lý đãđược nghiên cứu, được thực hành về vật lý nhiều hơn… Như vậy, giải bài tập vật lý

theo nhóm có tác dụng tích cực và trực tiếp đến kết quả học tập của học sinh, pháttriển thế giới quan, bồi dưỡng được phương pháp nhận thức khoa học vật lý, trang bịcác kĩ năng cả về tính toán cho các em.

Các cuộc thi học sinh giỏi vật lý của chúng ta hiện tại là một dạng của ngoại khóavật lý Vì đề thi chưa thể hiện được phần thực hành của học sinh, nên tác dụng giáodục bộ môn này còn hạn chế

Vì vậy, để công tác ngoại khóa vật lý đúng nghĩa của nó, giáo viên nên lập nhómhọc sinh yêu thích môn vật lý, tổ chức cho các em làm việc với bài tập hay và khótuyển chọn từ nhiều nguồn, trong đó phải lưu ý tới các bài tập hay thì mới có thể hiệnđược mục đích của công tác ngoại khóa vật lý

BTVL rất đa dạng và phong phú, mang đầy đủ ý nghĩa giáo dục, phát triển tư duy,giáo dưỡng và giáo dục kĩ thuật tổng hợp Giải BTVL đòi hỏi ở học sinh hoạt động trítuệ tích cực, tự lập và sáng tạo

1.7 Xu hướng phát triển của BTVL

Thực tế giáo dục hiện nay cho thấy có rất nhiều BTVL còn quá nặng về cáchgiải, về thuật toán trong khi đó các kiến thức về vật lý thì ít đưa vào, và không gắnliền với thực tế Khi giải những bài toán này thì mất rất nhiều thời gian, trong khi đókiến thức về vật lý lĩnh hội được từ bài toán đó thì không được bao nhiêu, còn hạnchế khả năng vận dụng các kiến thức vật lý mà HS được học vào đó Những bài tậpnày nhiều khi làm cho các HS học trung bình dễ bị chán nản, thậm chí là cả những HSkhá giỏi nhiều khi cũng như vậy, vì bài tập này đòi hỏi quá nhiều thời gian, đôi khi nóquá khó so với trình độ hiện có của HS

Theo định hướng xây dựng sách giáo khoa mới của Bộ giáo dục và đào tạo(2002), quan điểm thực tiễn và đặc thù của bộ môn vật lý cần được hiểu như sau:

- Nội dung vật lý phải có tính chất gắn liền với thực tiễn đời sống, sản xuất, xã hội

- Nội dung vật lý gắn với thực hành thí nghiệm vật lý

- BTVL phải có nội dung phù hợp

Theo quan điểm đó thì xu hướng phát triển chung của BTVL hiện nay là:

- Nội dung bài tập phải ngắn gọn, súc tích không nặng về tính toán mà tập trung vào

rèn luyện và phát triển các kĩ năng cho HS, các năng lực tư duy của HS

- BTVL phải chú ý tới việc rèn luyện các kĩ năng, thao tác làm thí nghiệm

- BTVL phải chú ý tới việc mở rộng kiến thức, và có sự liên hệ với thực tiễn, có sựứng dụng vào giải quyết các vấn đề thực tiễn

- Các BTVL định lượng được xây dựng trên cơ sở không phức tạp hóa bởi các thuậttoán mà chú trọng tới các phép tính được sử dụng nhiều trong vật lý

- Cần sử dụng bài tập trắc nghiệm khách quan, chuyển các bài tập tự luận, tính toánsang bài tập trắc nghiệm khách quan

- Xây dựng các bài tập về bảo vệ môi trường

- Đa dang hoá các loại bài tập như: Bài tập bằng hình vẽ, bài tập vẽ đồ thị, sơ đồ, lắpdụng cụ thí nghiệm

Như vậy xu hướng phát triển của BTVL hiện nay là tăng cường khả năng tư duy của

HS ở cả 3 phương diện: lý thuyết, thực hành và ứng dụng Những câu hỏi có tính chất

lý thuyết học thuộc sẽ giảm dần thay vào đó là những bài tập có tính chất rèn luyện kĩnăng, phát triển tư duy của HS, phát huy khả năng tìm tòi, sáng tạo, độc lập của HS

1.8 Quan hệ giữa hoạt động giải BTVL với việc phát triển tư duy cho học sinh

Trong học tập vật lý, một trong những hoạt động chủ yếu để phát triển tư duy cho

HS là hoạt động giải bài tập Vì vậy GV cần phải tạo điều kiện để thông qua hoạtđộng này thì năng lực tư duy được phát triển, HS sẽ có những phẩm chất tư duy mớinhư:

- Năng lực phát hiện vấn đề mới

- Tìm ra hướng mới

- Tạo ra kết quả học tập mới

Để có được những kết quả trên, người GV cần ý thức được mục đích của việc giảiBTVL, không phải chỉ tìm ra đáp số đúng mà còn là phương tiện khá hiệu quả để rènluyện tư duy vật lý cho HS BTVL phong phú đa dạng, để giải được BTVL cần phải vậndụng nhiều kiến thức cơ bản, sử dụng các thao tác tư duy so sánh, phân tích, tổng hợp,khái quát hóa, trừu tượng hóa,…Qua đó HS thường xuyên được rèn luyện ý thức tựgiác trong học tập, nâng cao khả năng hiểu biết của bản thân

- Thông qua hoạt động giải bài tập sẽ giúp cho tư duy được rèn luyện và phát triểnthường xuyên, đúng hướng, thấy được giá trị lao động, nâng khả năng hiểu biết thế giớicủa HS lên một tầm cao mới, góp phần cho quá trình hình thành nhân cách toàn diệncủa HS

Quan hệ giữa hoạt động giải bài tập vật lý với phát triển tư duy

1.9 Tình hình sử dụng BTVL để phát triển tư duy cho học sinh hiện nay

Thực tiễn cho thấy BTVL không chỉ có tác dụng ôn tập, củng cố kiến thức đã học màcòn có tác dụng để phát triển kiến thức, phát triển năng lực tư duy và rèn trí thôngminh cho HS Tuy nhiên, việc sử dụng BTVL như là một phương pháp dạy học hiệuquả thì chưa được chú ý đúng mức

- BTVL theo nghĩa rộng để vận dụng khi giải bài mới chưa được nghiên cứu vậndụng

- GV và HS hầu hết đều quan tâm đến kết quả của bài toán nhiều hơn quá trình giảitoán Tất nhiên, trong quá trình giải các thao tác tư duy được vận dụng, các kĩ năng suyluận, kĩ năng tính toán được rèn luyện Thế nhưng, nếu chú ý rèn tư duy cho HS trongquá trình giải thì việc giải để đi đến đáp số của các bài toán sẽ đơn giản hơn rất nhiều

- Từ việc nắm kiến thức trong khi nghiên cứu bài mới không vững chắc, thờigian dành cho luyện tập ít, không có điều kiện phân tích, mổ xẻ bài toán thật chi tiết, để

Hoạt động giải BTVL

Nghiên cứu

đề bài

Xây dựng tiến

Phân tích Tổng hợp, So sánh Khái Trừu tượng Quan Trí Tưởng phê phán quát hóa sát nhớ tượng

Tư duy phát triển

BTVL

hiểu cặn kẽ từng chữ, từng câu, từng điều kiện, từng khái niệm, những kiến thức nàođược vận dụng, những cách giải nào có liên quan Trong mọi trường hợp luôn luôn đặtcâu hỏi "Tại sao ?", phải lý giải và lý giải được, không được bỏ qua một chi tiết nào dù

là nhỏ đến đâu đi nữa Nếu làm được thì kĩ năng suy luận logic, các thao tác tư duy,tổng hợp, khái quát hóa mới thường xuyên được rèn luyện và phát triển

- Đối với cách dạy thông thường thì chỉ cần tổ chức cho HS hoạt động tìm ra đáp

số của bài toán Để phát triển tư duy và rèn trí thông minh cho HS thì làm như thế làchưa đủ, mà phải cho HS trả lời các câu hỏi sau: Thông qua bài này lĩnh hội đượcnhưng kiến thức gì cho mình ? Các "bẫy" đặt ra trong bài toán nhằm phát triển các thaotác tư duy gì ? Nếu thay đổi hoặc bớt một số dữ kiện thì bài toán có giải được không ?Ngoài cách giải trên còn có những cách nào khác ngắn gọn và hay hơn nữa không ? …Chỉ khi nào làm được những điều trên thì HS mới hiểu hết tác dụng của từng bài toán

- Khi giải bài toán, cần tổ chức cho mọi đối tượng HS cùng tham gia tranh luận.Khi nói lên được một ý hay, giải bài toán đúng, với phương pháp hay sẽ tạo ra cho HSniềm vui, một sự hưng phấn cao độ, kích thích tư duy, nỗ lực suy nghĩ tìm ra cách giảihay hơn thế nữa

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Cơ sở lý luận của đề tài đã được hệ thống một số nội dung về dạy học bài tập vật lý ởtrường THPT

Một trong những hướng quan trọng nhằm phát triển tư duy và năng lực sáng tạo cho

HS là sử dụng bài tập làm phương tiện dạy học để tích cực hóa hoạt động nhận thức.Vận dụng lý thuyết hoạt động vào dạy học vật lý, dạy cho học sinh hành động họcthông qua hệ thống câu hỏi định hướng tư duy là một biện pháp quan trọng để phát triển

tư duy của học sinh trong dạy hoc BTVL

BTVL đa dạng và phong phú về nội dung, thể loại là một phương tiện hữu hiệu, thựchiện tốt các nhiệm vụ của dạy học vật lý đặc biệt là nhiệm vụ phát triển trí tuệ cho HS Nóđược sử dụng ở mọi giai đoạn của quá trình dạy học và vào các hình thức tổ chức dạy họctrong nhà trường

CHƯƠNG II XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG

DAO ĐỘNG CƠ VẬT LÝ 12 NÂNG CAO THPT

Sau khi nghiên cứu các nội dung chương trình SGK mới, chuẩn kiến thức, kỹnăng chương Dao động cơ lớp 12 nâng cao trường THPT và qua các tài liệu thamkhảo Chúng tôi tiến hành tuyển chọn, xây dựng hệ thống bài tập tự luận chương Daođộng cơ lớp 12 nâng cao, dùng để phát triển tư duy cho HS như sau:

2.1 Hệ thống bài tập

2.1.1 Bài tập tự luận

* Chủ đề 1: Tìm các đại lượng đặc trưng trong dao động điều hòa

* Kiến thức liên quan

+ Chuyển động của vật qua lại quanh vị trí cân bằng gọi là dao động cơ Vị trí cânbằng là vị trí của vật khi đứng yên

+ Khi vật dao động, nếu sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kỳ, vậttrở lại vị trí cũ theo hướng cũ thì dao động của vật gọi là dao động tuần hoàn

+ dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin)của thời gian

+ Phương trình dao động điều hòa x A cos   t 

Trong đó A, ,  là những hằng số

x là li độ dao động, xmax = A

A là biên độ dao động, A > 0

  t  là pha của dao động tại thời điểm t (rad)

 là pha ban đầu (rad)

+ Tần số là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây Kí hiệu f, đơn

Với n là số dao động toàn phần thực hiện được trong khoảng thời gian  t

+ Vận tốc: v x '  A sin( t  ) Hay: v A cos t

+ Vận tốc trung bình: tb

xv

và ngược pha so với li

độ Gia tốc luôn luôn trái dấu với li độ Vectơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng.+ Gia tốc ở li độ x: a 2x + Gia tốc cực đại: 2

Dựa vào các điều kiện bài toán cho và các công thức liên quan để tìm ra các giá trị

cụ thể rồi thay vào phương trình dao động

Lưu ý: Sau khi giải một số bài toán cơ bản về dạng này ta rút ra một số kết luận

dùng để giải nhanh một số câu trắc nghiệm dạng viết phương trình dao động

*Bài tập minh họa ,[17].

Bài tập 1 Phương trình dao động của một vật là: x = 6cos(4t +

6



) (cm), với xtính bằng cm, t tính bằng s Xác định li độ, vận tốc của vật khi t = 0,25 s

HD giải: Bài toán cơ bản, ta biết x, v phụ thuộc thời gian t nên chỉ cần thay t vàocác phương trình tương ứng

Bài tập 2 Một vật nhỏ khối lượng 100 g dao động điều hòa trên quỹ đạo thẳng dài

20 cm với tần số góc 6 rad/s Tính vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của vật

HD giải: Chú ý đổi các đại lượng về đơn vị chuẩn

Bài tập 3 Một vật dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 40 cm Khi ở vị trí có li độ

x = 10 cm vật có vận tốc 20 3cm/s Tính vận tốc và gia tốc cực đại của vật

HD giải: Dùng công thức liên hệ tính được  trở về BT2

Bài tập 4 Một chất điểm dao động điều hoà với chu kì 0,314 s và biên độ 8 cm.

Tính vận tốc của chất điểm khi nó đi qua vị trí cân bằng và khi nó đi qua vị trí có li

Bài tập 5 Một vật dao động điều hòa với phương trình: x = 5cos(4t + ) (cm)

Vật đó đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương vào những thời điểm nào?

Véc tơ a luôn hướng về vị trí cân bằng

Khi tính lực chú ý đơn vị F = m.a = - 10 (N) Dấu – chỉ lực kéo về luôn hướng về

HD giải: Lúc t = 0 vật đang ở vị trí cân bằng, biên độ A = 10 cm Có thể dùngbảng vòng tròn lượng giác để giải bài này

* Chủ đề 2: Các bài toán liên quan đến đường đi, vận tốc trung bình của vật dao động điều hòa.

* Kiến thức liên quan:

Trong một chu kỳ vật dao động điều hoà đi được quãng đường 4A Trong nửa chu

kì vật đi được quãng đường 2A Trong một phần tư chu kì tính từ vị trí biên hay vị trícân bằng thì vật đi được quãng đường A, còn từ các vị trí khác thì vật đi được quãngđường khác A

Càng gần vị trí cân bằng thì vận tốc tức thời của vật có độ lớn càng lớn (ở vị trícân bằng vận tốc của vật có độ lớn cực đại vmax = A), càng gần vị trí biên thì vận tốctức thời của vật có độ lớn càng nhỏ (ở vị trí biên v = 0); do đó trong cùng một khoảngthời gian, càng gần vị trí cân bằng thì quãng đường đi được càng lớn còn càng gần vịtrí biên thì quãng đường đi được càng nhỏ

Càng gần vị trí biên thì gia tốc tức thời của vật có độ lớn càng lớn (ở vị trí biên giatốc của vật có độ lớn cực đại amax = 2A), càng gần vị trí cân bằng thì gia tốc tức thờicủa vật có độ lớn càng nhỏ (ở vị trí cân bằng a = 0); do đó càng gần vị trí biên thì độlớn của lực kéo về (còn gọi là lực hồi phục) càng lớn còn càng gần vị trí cân bằng thì

- Xác định vị trí của vật trên đường tròn tại thời điểm t1 và vị trí của vật sau

khoảng thời gian

2

T

khoảng thời gian t’ còn lại Sau đó tính tổng: S = S1 + S2

+ Tính vận tốc trung bình của vật dao động điều hòa trong một khoảng thời gian

t: Xác định góc quay được trong thời gian t trên đường tròn từ đó tính quãng

đường S đi được và tính vận tốc trung bình theo công thức: vtb = S

t

 + Tính quãng đường lớn nhất hay nhỏ nhất vật đi được trong khoảng thời gian

* Bài tập minh họa ,[17],[21].

Bài tập 9 Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T = 2 s, biên độ A = 4 cm.

Tính vận tốc trung bình của vật trong khoảng thời gian ngắn nhất khi đi từ vị trí có li độ

Bài tập 10 Một chất điểm dao động theo phương trình x = 2,5cos10t (cm)

Tính vận tốc trung bình của dao động trong thời gian

Thời gian vật đi t = T/8 = 0,025 (s).

HD giải: Chu kì của vật T 2 0, 2( )s

Bài tập 12 Một vật dao động điều hòa theo phương trình: x = 5cos(2t ) cm Tính

vận tốc trung bình trong khoảng thời gian từ t1 = 0 s đến t2 = 1,5 s



  Tại t1 = 0 s vật ở biên, vậy sau thời gian t2

= 1,5 s vật đi được quãng đường là S = 6.A = 30 (cm)

* Chủ đề 3 Viết phương trình dao động của vật nhỏ, của con lắc lò xo và con lắc đơn.

A =

2 0 2

; (lấy nghiệm "-" khi v0 > 0; lấy nghiệm

"+" khi v0 < 0); với x0 và v0 là li độ và vận tốc tại thời điểm t = 0

+ Phương trình dao động của con lắc đơn: s = S0cos(t + )

S ; (lấy nghiệm "-" khi

v > 0; lấy nghiệm "+" khi v < 0); với s = l ( tính ra rad); v là li độ; vận tốc tại thời

điểm t = 0

+ Phương trình dao động của con lắc đơn có thể viết dưới dạng li độ góc:

 = 0cos(t + ); với s = l; S0 = 0l ( và 0 tính ra rad)

* Phương pháp giải:

Dựa vào các điều kiện bài toán cho và các công thức liên quan để tìm ra các giá trị

cụ thể của tần số góc, biên độ và pha ban đầu rồi thay vào phương trình dao động

Lưu ý: Sau khi giải một số bài toán cơ bản về dạng này ta rút ra một số kết luận

dùng để giải nhanh một số câu trắc nghiệm dạng viết phương trình dao động:

+ Nếu kéo vật ra cách vị trí cân bằng một khoảng nào đó rồi thả nhẹ thì khoảngcách đó chính là biên độ dao động Nếu chọn gốc thời gian lúc thả vật thì:  = 0 nếukéo vật ra theo chiều dương;  =  nếu kéo vật ra theo chiều âm

+ Nếu từ vị trí cân bằng truyền cho vật một vận tốc để nó Dao động điều hòa thì

vận tốc đó chính là vận tốc cực đại, khi đó: A = vmax

 , (con lắc đơn S0 = vmax

 ) Chọn