PHƯƠNG PHÁP GIẢI VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ LỚP 10 NÂNG CAO THEO HƯỚNG RÈN LUYỆN VÀ PHÁT HUY

Qua tìm hiểu, tác giả nhận thấy: đã có một số luận văn thạc sĩ nghiên cứu về bài tập nhằm phát huy tính tích cực, tự học và khả năng sáng tạo của HS như: “Phát triển các phương pháp giải

ơn iiiMục

lục 1Danh mục các chữ viết

1.2 Tổng quan về BTVL và các hình thức dạy BTVL ở trường phổ thông 17

1.3 Một số hình thức giải BTVL ở trường phổ thông

22

1.4 Kết luận chương

1 27

Chương 2 TUYỂN CHỌN, GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP GIẢI VÀ

SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ LỚP 10 NÂNG CAO THEO HƯỚNG RÈN

TÀI LIỆU THAM

KHẢO 85

PHỤ

LỤC 87

DANH MôC C¸C CH÷ VIÕT T¾T

Viết tắt Viết đầy đủ là…

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước đòi hỏi ngành giáo dục phải “đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục- đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học”[6]

Để đạt được mục đích đó, một trong những nhiệm vụ quan trọng mà nhà trường phải quan tâm là đổi mới phương pháp dạy học Về vấn đề này,

“Chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010” nêu: “Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo dục, chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động, thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống và có tư duy phân tích, tổng hợp, phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động, tính tự chủ của HS trong quá trình học tập…” Nói cách khác, để có thể tạo ra những con người lao động mới thông minh, năng động và sáng tạo, thích ứng với nền kinh tế toàn cầu của xã hội, chúng ta cần đưa HS vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức, thông qua hoạt động tự lực của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, phát triển năng lực trí tuệ

Điều 28, mục 2 của Luật Giáo dục (2005) cũng quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của HS, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS ”

Để bồi dưỡng năng lực tự học, phát huy tính tích cực, tự lực, chủ động, sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí thì việc GV sử dụng hệ thống bài tậpmột cách hợp lý và khoa học cũng có thể coi là một trong những biện pháp quan trọng, vì nó tạo ra được sự chuyển biến từ học tập thụ động sang học tập chủ động cho HS

Bài tập vật lí ở trường phổ thông có ý nghĩa quan trọng trong việc củng

cố, đào sâu, mở rộng, hoàn thiện kiến thức lí thuyết và rèn luyện cho HS khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp Giải BTVL đòi hỏi ở HS sự hoạt động trí tuệ tích cực, tự lực và sáng tạo Vì vậy có tác dụng tốt đối với sự phát triển tưduy của HS

Tuy nhiên, việc dạy BTVL ở phổ thông hiện nay còn chưa được chú trọng và đầu tư đúng mức, mặt khác, do số lượng của các tiết bài tập trong chương trình quá ít, thời lượng của các tiết dạy lí thuyết cũng không

đủ để GV có thể giúp HS củng cố hết các kiến thức đã học thông qua việcgiải các bài tập, vì vậy mà chưa phát huy được hết vai trò của BTVL trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều sách viết về BTVL, trên mạng internet cũng đang ngày càng xuất hiện nhiều trang web, nhiều website

cung cấp các bài tập để phục vụ cho việc học của HS và việc dạy của GV.Đây cũng là thuận lợi, đồng thời cũng là khó khăn không nhỏ, nhất là đối với các HS mà sức học còn non yếu, bởi các em sẽ thấy choáng ngợp trước cả “núi” bài tập đồ sộ và “hỗn độn” đó Vì vậy mà việc tuyển chọn các bài tập sao cho phù hợp với nhiều đối tượng HS, phân loại bài tập theo từng dạng để HS có thể dễ dàng luyện tập nhằm góp phần rèn luyện

và phát huy tính tích cực, tự lực của HS đang là vấn đề hết sức cần thiết Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi chọn đề tài : “Tuyển chọn và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương “Chất khí”, Vật lí 10 nâng cao theo hướng rèn luyện và phát huy tính tích cực, tự lực của HS” để làm luận văn Thạc sĩ giáo dục chuyên ngành Lí luận và PPDH Vật lí

2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Đối với các môn học, nhất là các môn khoa học tự nhiên nhưToán, Lý, Hoá thì bài tập đóng vai trò rất quan trọng, đặc biệt là trong cácbài kiểm tra, thi học kì, thi tốt nghiệp, thậm chí là trong các kì thi tuyển sinh CĐ, ĐH, song, việc nghiên cứu và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học nhằm nâng cao chất lượng học tập của HS chưa được quan tâm thích đáng; số lượng các công trình nghiên cứu, các luận văn thạc sĩ, luận

án tiến sĩ đề cập đến vấn đề này cũng chưa nhiều

Qua tìm hiểu, tác giả nhận thấy: đã có một số luận văn thạc sĩ nghiên cứu về bài tập nhằm phát huy tính tích cực, tự học và khả năng sáng tạo của HS như: “Phát triển các phương pháp giải các bài toán hoá học nhằm phát huy tính tích cực, tự lực sáng tạo của HS trong dạy học hoá học ở trường phổ thông” của Phan Văn Kim Đồng, “Bồi dưỡng năng lực tự học của HS THPT khối chuyên hoá thông qua bài tập hoá học” củaNguyễn Thị Hương, “Khai thác sử dụng bài tập thí nghiệm nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS trong dạy học phần “Quang học” lớp 7THCS” của Nguyễn Thị Liên, song, chưa thấy có công trình nào nghiên cứu đến việc phân loại và sử dụng hệ thống BTVL (nhất là đối với

chương “Chất khí”- Vật lí lớp 10 Nâng cao) trong dạy học nhằm góp phần nâng cao chất lượng học tập của HS

Trên cơ sở kế thừa những kết quả của các công trình nghiên cứu liên quan đến cơ sở lí luận của đề tài, chúng tôi sẽ tiến hành tuyển chọn, phân loại và sử dụng hệ thống bài tập chương “Chất khí” trong dạy học Vật lí 10 Nâng cao nhằm góp phần rèn luyện và phát huy tính tích cực, tự lực của HS

3 Mục tiêu nghiên cứu

 Hệ thống hoá được cơ sở lí luận về tính tích cực, tự lực nhận thức của HS trong quá trình học tập, về BTVL và tìm hiểu được thực trạng củaviệc dạy học về bài tập vật lí ở trường THPT

 Tuyển chọn được một hệ thống các BTVL chương “Chất khí”- Vật

lí 10 nâng cao

 Giới thiệu được phương pháp giải chung cho các BTVL và áp dụngcho bài tập của chương “Chất khí”

 Thiết kế được giáo án cho một số tiết dạy trong chương “Chất khí”

có vận dụng hệ thống bài tập nói trên nhằm góp phần rèn luyện và phát huy tính tích cực, tự lực của HS

4 Giả thuyết khoa học

Trong dạy học vật lí, bài tập đóng vai trò rất quan trọng và ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả học tập của HS Vì vậy, nếu tuyển chọn, phân loại

và sử dụng một cách khoa học hệ thống các BTVL trong dạy học thì sẽ giúp HS rèn luyện và phát huy được tính tích cực, tự lực trong học tập, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học vật lí lớp 10 THPT nói chung

và vật lí lớp 10 nâng cao nói riêng

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để thực hiện được đề tài này, chúng tôi vạch ra các nhiệm vụ nghiên cứu sau:

 Nghiên cứu cơ sở lí luận về tính tích cực, tự lực nhận thức của HS trong quá trình học tập, về BTVL và tìm hiểu thực trạng của việc dạy học

 Tiến hành TN sư phạm để đánh giá hiệu quả của đề tài

6 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy và học khi sử dụng hệ thống BTVL chương “Chất khí” Vật lí 10 nâng cao đã được tuyển chọn và phân thành từng loại cụ thể

7 Phạm vi nghiên cứu

Về kiến thức: tập trung nghiên cứu hệ thống BTVL chương “Chất khí” thuộc chương trình vật lí lớp 10 nâng cao

Về địa bàn: TN sư phạm tại trường THPT Hai Bà Trưng

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Nghiên cứu những văn kiện của Đảng ; các Chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo; các sách, bài báo, tạp chí chuyên ngành về dạy học và đổi mới PPDH để nâng cao chất lượng dạy học ở trường THPT

Nghiên cứu các luận văn có liên quan đến đề tài

Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách bài tập, các tài liệu tham khảo liên quan đến lý thuyết và bài tập chương “Chất khí”, thuộc chương trình vật lí lớp 10 THPT

Tham khảo các tài liệu đáng tin cậy trên mạng internet, các website về BTVL liên quan đến đề tài

8.2 Phương pháp điều tra

Điều tra bằng phiếu thăm dò về tình hình dạy và học BTVL đối với HS ở một số trường phổ thông trên địa bàn thành phố Huế

8.3 Phương pháp TN sư phạm

Tiến hành TN sư phạm có ĐC tại trường THPT Hai Bà Trưng

Kiểm tra đánh giá chất lượng học tập của HS sau khi đã tổ chức dạy học

có sử dụng hệ thống các bài tập chương “Chất khí”, vật lí 10 nâng cao đã được tuyển chọn và phân thành từng loại cụ thể

8.4 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí các kết quả TN sư phạmnhằm kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệt trong kết quả học tập của hai nhóm đối tượng (TN và ĐC)

9 Cấu trúc luận văn

Chương 3: TN sư phạm

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

10 Đóng góp của luận văn

+ Hệ thống bài tập chương “Chất khí” đã được tuyển chọn và phân loại thành từng dạng cụ thể sẽ góp phần hỗ trợ cho:

 Giáo viên trong quá trình dạy học, đặc biệt là dạy học về bài tập đối với chương “Chất khí”, vật lí 10 THPT

 Học sinh trong quá trình học tập ở trên lớp và tự học ở nhà: giúp

HS nắm được phương pháp giải các bài tập vật lí, giúp HS củng cố, hệ thống hóa được các kiến thức đã học, đồng thời, góp phần phát huy tính tích cực, tự lực học tập và khả năng sáng tạo cho các em

+ Có thể sử dụng hệ thống bài tập này trong quá trình kiểm tra thường xuyên hay kiểm tra định kỳ, với sự hỗ trợ của máy vi tính

là mục đích hoạt động, vừa là phương tiện và điều kiện để đạt được mục đích, vừa là kết quả của hoạt động Nó là phẩm chất hoạt động của cá nhân” [1]

Nói một cách dễ hiểu, theo tác giả Thái Duy Tuyên: tính tích cực nhận thức là tính tích cực xét trong điều kiện phạm vi của quá trình dạy học và chủ yếu được áp dụng trong quá trình nhận thức của HS

Theo lí thuyết phản ánh, tính tích cực nhận thức bao gồm: sự lựa chọn đối tượng nhận thức, sau đó là đề ra cho mình mục đích và nhiệm

vụ cần phải giải quyết nhằm cải tạo nó Tính tích cực trong hoạt động cải tạo đòi hỏi phải có sự thay đổi trong ý thức và hành động của chủ thể nhận thức được thể hiện bằng nhiều dấu hiệu như sự tập trung chú ý, sự tưởng tượng mạnh mẽ, sự phân tích, tổng hợp sâu sắc, [18] Cụ thể, trong hoạt động học tập, tính tích cực nhận thức của HS được thể hiện ở

sự chủ động, độc lập trong việc tiếp nhận và giải quyết các nhiệm vụ học tập HS có tính tích cực luôn luôn chủ động tìm kiếm kiến thức để nâng cao sự hiểu biết của mình

Có thể phân chia sự phát triển của tính tích cực nhận thức làm ba mức độ:

• Tính tích cực tái hiện

Đây là mức độ thấp của tính tích cực, chủ yếu dựa vào trí nhớ để tái hiện những điều nhận thức được Tích cực mô phỏng, bắt chước cũng

là một dạng của tích cực tái hiện Thông qua việc mô phỏng và bắt chước,

HS sẽ tích lũy được kiến thức và kinh nghiệm của các thế hệ trước

• Tính tích cực sử dụng

Đây là sự phát triển tính tích cực ở mức độ cao hơn Qua việc vận dụng các công cụ, các khái niệm, định lí, định luật, để giải quyết một nhiệm vụ nào đó, HS phải phân tích, suy nghĩ, tìm tòi để có thể tự lực đưa

ra những phương án khác nhau nhờ đó mà nhu cầu, hứng thú nhận thức

và óc sáng tạo phát triển

• Tính tích cực sáng tạo

Đây là mức độ phát triển cao nhất của tính tích cực Tính tích cực sáng tạo được đặc trưng bằng sự khẳng định con đường riêng của mình, không giống với con đường mà mọi người đã thừa nhận, đã trở thành chuẩn hóa, để đạt được mục đích Nó tạo điều kiện cho sự phát triển các khả năng và tiềm năng sáng tạo của cá nhân; đồng thời nó hướng đến việcứng dụng những thủ thuật mới, những phương pháp mới để giải quyết vấn đề nhằm tạo ra những phát minh mới bất ngờ và có giá trị cho cuộc sống

Tính tích cực sáng tạo không phải là một nét riêng của tính cách cá nhân mà là một tập hợp những dấu hiệu đặc trưng của một con người b) Tính tự lực nhận thức

Tính tự lực nhận thức là hạt nhân của tính tự lực Nó có bản chất là

sự sẵn sàng về mặt tâm lí cho sự tự học thể hiện sự thống nhất giữa phẩm chất và năng lực, giữa ý thức, tình cảm và hành động, giữa động cơ, tri thức và phương pháp hoạt động tự lực

1.1.2 Đặc điểm và các biểu hiện của tính tích cực

Tính tích cực nhận thức của HS thể hiện ở hai mặt, đó là: mặt tự phát và mặt tự giác

Mặt tự phát của tính tích cực là những yếu tố tiềm ẩn, bẩm sinh thể hiện ở tính tò mò, hiếu động, sôi nổi, hoạt bát trong hành vi mà mỗi đứatrẻ đều có, tuy ở mức độ khác nhau Trong quá trình dạy học, người GV cần phải coi trọng, nuôi dường và phát triển những yếu tố tự phát này của

HS

Mặt tự giác của tính tích cực thể hiện ở tính chủ động trong quan sát, nhận xét phân tích và chiếm lĩnh đối tượng, đồng thời nó còn biểu hiện ở sự sẵn sàng của tư duy

Để khơi dậy mặt tự phát và khuyến khích mặt tự giác của tính tích cực trong dạy học, người GV cần phải tiến hành tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS nhằm thay đổi vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức đểnâng cao hiệu quả dạy học Tuy nhiên, muốn tích cực hóa hoạt động nhậnthức của HS được thì trước hết người GV phải nắm được thực trạng của tính tích cực nhận thức dựa vào những dấu hiệu, những biểu hiện cụ thể sau đây:

 Thứ nhất là những dấu hiệu bề ngoài qua thái độ, hành vi và hứng thú.

Hứng thú nhận thức là thái độ, là sự lựa chọn của cá nhân về nhữngđặc điểm bên ngoài lẫn các thuộc tính bên trong của đối tượng nhận thức

Nó là động cơ quan trọng của quá trình nhận thức, thường biểu lộ ra ngoài dưới dạng tính tò mò, lòng khao khát cái mới, Dưới ảnh hưởng của hứng thú nhận thức, HS sẽ tích cực tri giác hơn, tri giác sâu sắc, tinh

tế hơn, tưởng tượng trở nên sáng tạo và có hiệu quả hơn, Nói cách khác,nhờ có hứng thú nhận thức mà hoạt động nhận thức của HS được diễn ra thuận lợi hơn, lâu hơn và có hiệu quả hơn Việc thỏa mãn hứng thú nhận thức còn tạo ra hứng thú mới, nâng cao mức độ hoạt động nhận thức

Nhu cầu nhận thức được hiểu là lòng ham thích, sự mong muốn tìmhiểu và nhận thức thế giới xung quanh, được tạo ra bởi những đòi hỏi tất yếu của cá nhân để tồn tại và phát triển; là động lực tích cực của cá nhân đối với việc cải tạo hoàn cảnh xung quanh Nhu cầu nhận thức vừa là tiền

đề, vừa là kết quả của quá trình nhận thức Do đó, muốn hình thành tính tích cực nhận thức trước hết cần hình thành cho trẻ lòng ham muốn, sự say mê và ý chí nổ lực vượt qua khó khăn để hoàn thành nhiệm vụ nhận thức

Theo tác giả Thái Duy Tuyên: nhu cầu và hứng thú nhận thức của

HS được thể hiện bằng các dấu hiệu cụ thể sau:

• HS thích thú, chủ động tiếp xúc với đối tượng

Điều này được thể hiện qua việc các em hay đặt ra những câu hỏi, nêu những thắc mắc của mình với GV và yêu cầu được giải thích cặn kẽ,

rõ ràng Việc đặt câu hỏi hay nêu thắc mắc này thể hiện lòng mong muốn được hiểu biết nhiều hơn, sâu sắc hơn về những đối tượng mà các em đang được tiếp xúc Những HS học tập thụ động, không tích cực thường không có những biểu hiện này

• HS chú ý quan sát, chăm chú lắng nghe và theo dõi những gì thầy

 Thứ hai là những dấu hiệu bên trong như sự căng thẳng trí tuệ, sự

nổ lực hoạt động, sự phát triển của tư duy, ý chí, xúc cảm, Thật ra, người GV chỉ có thể phát hiện được những dấu hiệu bên trong này thông qua những dấu hiệu bên ngoài sau khi đã tích lũy và xử lí được một lượngthông tin đủ lớn, cụ thể là:

• HS tích cực sử dụng các thao tác nhận thức, đặc biệt là các thao tác

tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, vào việc giải quyết các nhiệm vụ nhận thức

• Tích cực vận dụng vốn kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vào việc giải quyết các tình huống mới, các bài tập khác nhau,

• Phát hiện nhanh chóng, chính xác những nội dung được quan sát

• Có những biểu hiện của tính độc lập, sáng tạo và của ý chí như sự

nổ lực, cố gắng khắc phục và vượt qua các khó khăn trong quá trình giảiquyết các nhiệm vụ nhận thức

 Thứ ba là kết quả học tập

Đây là một dấu hiệu quan trọng và có tính chất khái quát của tính tích cực nhận thức Chỉ những HS tích cực học tập một cách thường xuyên, liên tục, tự giác mới mong đạt kết quả học tập tốt được

1.1.3 Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của HS trong dạy học vật lí

Phát huy tính tích cực nhận thức của HS không phải là vấn đề mới Cho đến nay, đã có nhiều nhà giáo dục học, nhiều nhà sư phạm lỗi lạc quan tâm và nghiên cứu việc tìm kiếm con đường để tích cực hóa hoạt động nhận thức cho HS

Trong dạy học vật lí, để góp phần nâng cao tính tích cực nhận thức cho HS, người GV có thể quan tâm đến các biện pháp sau đây: [10]

 Tạo ra và duy trì không khí dạy học trong lớp

Không khí dạy học là một yếu tố tâm lý ảnh hưởng đến tinh thần vàthái độ học tập của HS Vì vậy, tạo được không khí dạy học trong lớp sẽ

là tiền đề quan trọng cho việc tổ chức hoạt động nhận thức của HS

 Định rõ mục đích giờ học, cần làm cho HS thấy được ý nghĩa và tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu đối với thực tiễn và cuộc sống

 Vận dụng và phối hợp nhiều phương pháp dạy học, trong đó chú trọng đến một số phương pháp dạy học tích cực như: phương pháp thực nghiệm, phương pháp dạy học giải quyết vấn đề, phương pháp dạy học kiến tạo phương pháp dạy học tương tác,…

 Tăng cường sử dụng thí nghiệm và các phương tiện trực quan, đặc biệt là các phương tiện nghe nhìn

 Tổ chức các hoạt động tham quan, dã ngoại, ngoại khoá,…

1.1.4 Các biện pháp đảm bảo cho HS tự lực hoạt động nhận thức có kết quả

Để có thể giúp HS khám phá ra những tính chất, những định luật đã

có sẵn trong kho tàng kiến thức của nhân loại cho chính bản thân mình trong điều kiện thời gian rất ngắn của các tiết học và với những dụng cụ học tập đơn giản, GV cần phải tổ chức quá trình học tập của HS tương tự như quá trình nghiên cứu của các nhà khoa học Nói cách khác, GV cần

phải tập cho các em làm quen dần với cách suy nghĩ khoa học, tạo ra những yếu tố ban đầu của hoạt động sáng tạo Tuy nhiên, năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng không phải là bẩm sinh mà được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể Vì vậy, muốn hình thành cho HS khả năng tự lực và năng lực học tập sáng tạo, phải chuẩn bị cho các em những điều kiện cần thiết, bao gồm:

 Đảm bảo cho HS có điều kiện tâm lí thuận lợi để tự lực hoạt động bằng cách:

• Tạo mâu thuẩn nhận thức, gợi động cơ, hứng thú (hay còn gọi là xây dựng tình huống có vấn đề) bằng các tác động bên ngoài như khen thưởng, hứa hẹn một viễn cảnh tươi đẹp, và bằng các tác động bên trong bằng mâu thuẩn nhận thức, mâu thuẩn giữa nhiệm vụ mới phải giải quyết và khả năng hiện có của HS còn bị hạn chế, chưa đủ, cần phải cố gắng vươn lên tìm kiếm một giải pháp mới, kiến thức mới Việc thường xuyên tham gia vào giải quyết những mâu thuẩn nhận thức này sẽ tạo ra thói quen, lòng ham thích hoạt động trí óc có chiều sâu, tính tự giác, tích cực cho HS

• Tạo môi trường sư phạm thuận lợi HS lâu nay quen học thụ động,

ít tự lực suy nghĩ, cho nên, trong thời gian đầu thường rụt rè, lúng túng, chậm chạp và hay phạm sai lầm khi thực hiện các hành động học tập Để khắc phục tình trạng này, GV cần phải biết chờ đợi, động viên, giúp đỡ

và tổ chức lớp học sao cho các HS phát huy được vai trò chủ thể của hoạt động nhận thức bằng cách mạnh dạn tham gia thảo luận, phát biểu ý kiến của riêng mình, nêu thắc mắc, lật ngược vấn đề chứ không chỉ chờ đợi sự phán xét của GV Đặc biệt, GV cần dành nhiều thời gian, tạo điều kiện đểcho HS phát biểu và tự lực làm việc

 Tạo điều kiện để HS có thể giải quyết thành công những nhiệm vụ được giao, bằng cách:

• Lựa chọn một logic nội dung bài học thích hợp Hiện nay, chương trình vật lí ở trường phổ thông còn khá nặng, nhiều khi GV thuyết trình cũng không đủ thời gian, vì thế, để có thể tạo điều kiện giúp HS phát huy vai trò chủ thể của hoạt động nhận thức và tự lực chiếm lĩnh kiến thức,

GV cần phải phân chia bài học thành những vấn đề nhỏ và lựa chọn kỹ lưỡng một số vấn đề vừa sức để giao cho HS tự lực giải quyết đồng thời xác định mức độ mà HS có thể tham gia trong việc giải quyết từng vấn đề

cụ thể đó

• Rèn luyện cho HS kỹ năng thực hiện một số thao tác cơ bản bao gồm các thao tác chân tay (như quan sát, sử dụng các thiết bị để đo lường một số đại lượng cơ bản, lắp ráp thí nghiệm, ) và các thao tác tư duy (như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa, ) bằng cách GV đưa ra những câu hỏi mà muốn trả lời được HS phải thực hiện một vài thao tác nào đó Căn cứ vào kết quả trả lời mà GV biết được HS đã thực hiện đúng hay không đúng

• Cho HS làm quen với các phương pháp nhận thức vật lí được sử dụng phổ biến Muốn cho HS làm quen dần với phương pháp đi tìm chân

lí mới trong quá trình học tập, nhất thiết phải dạy cho họ các phương pháp nhận thức phổ biến mà đối với bộ môn vật lí, người ta gọi là các phương pháp nhận thức vật lí Trong trường phổ thông hiện nay, các phương pháp nhận thức vật lí phổ biến hay dùng là: phương pháp tương

tự, phương pháp TN, phương pháp mô hình, [15]

1.1.5 Mối liên hệ giữa tính tích cực và tính tự lực nhận thức của HS

Tính tích cực nhận thức và tính tự lực nhận thức là hai khái niệm không thể đồng nhất với nhau và giữa chúng có mối liên hệ mật thiết, bổ sung, hỗ trợ cho nhau, cụ thể là: tính tích cực nhận thức là điều kiện cần thiết của tính tự lực nhận thức và không thể nào có được tính tự lực nhận thức nếu thiếu đi tính tích cực nhận thức

Tính tích cực nhận thức còn là kết quả và là biểu hiện của sự nảy sinh và phát triển của tính tự lực nhận thức

Tính tự lực nhận thức thể hiện tính tích cực nhận thức Hơn thế nữa, trong sự thể hiện này lại có tác dụng hướng cá nhân đến tính tự lực nhận thức ở mức độ cao hơn [1]

1.2 Tổng quan về bài tập vật lí và các hình thức dạy bài tập vật lí ở

trường phổ thông

1.2.1 Khái niệm bài tập vật lí

Theo tác giả Thái Duy Tuyên: bài tập là một hệ thông tin xác định bao gồm những điều kiện và những yêu cầu được đưa ra trong quá trình dạy học, đòi hỏi người học một lời giải đáp mà lời giải đáp này về toàn bộhoặc từng phần không ở trạng thái có sẵn của người giải tại thời điểm mà bài tập được đặt ra [18]

Ở đây, “những điều kiện” chính là tập hợp những dữ liệu xuất phát,diễn tả trạng thái ban đầu của bài tập, từ đó tìm ra phép giải; theo ngôn ngữ thông dụng thì đó là “cái cho” (trong toán học thường gọi là giả thiết)

Còn “những yêu cầu” chính là trạng thái mong muốn đạt tới, theo ngôn ngữ thông dụng thì đây là “cái phải tìm” (trong toán học thường gọi

cơ sở các định luật, các phương pháp vật lí [17]

1.2.2 Phân loại bài tập vật lí

Có nhiều cách phân loại BTVL Người ta có thể phân loại BTVL theo nhiều đặc điểm: theo nội dung, theo độ khó, theo các bước của quá trình dạy học, theo phương thức cho điều kiện hay phương thức giải, theo

yêu cầu luyện tập kỹ năng hay phát triển tư duy sáng tạo của HS trong quá trình dạy học, Tuy nhiên, theo chúng tôi, cách phân loại BTVL dựa vào phương thức cho điều kiện hay phương thức giải là rõ ràng nhất Theo cách phân loại này, BTVL có thể được chia thành bốn loại sau đây:

1 Bài tập định tính (còn gọi là bài tập bằng lời [17]):

Theo một số tác giả như Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Văn Đồng: Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải, HS không phải thực hiện những phép tính phức tạp hay chỉ phải làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được [16], [8]

Với cách hiểu này thì việc phân biệt giữa bài tập định tính và bài tập định lượng trở nên khá khó khăn, dễ gây tranh cãi và nhầm lẫn cho cả

GV lẫn HS, bởi lẽ phép tính thế nào thì được gọi là đơn giản? là phức tạp?

Để giải quyết vấn đề này, theo chúng tôi, chúng ta nên sử dụng khái niệm bài tập định tính như cách sử dụng của tác giả Thái Duy Tuyên[18] Theo đó, có thể hiểu: bài tập định tính là những bài tập mà khi giải chủ yếu chỉ dùng lời nói để lập luận, giải thích, để đi tới kết luận hoặc câutrả lời mà không dùng đến tính toán Dựa trên cách hiểu này thì bài tập định tính còn có thể gọi là bài tập bằng lời, như cách gọi của tác giả PhạmHữu Tòng [17]

Rõ ràng, với cách hiểu về bài tập định tính như trên, sẽ không còn phải tranh cãi hay băn khoăn khi phải phân biệt giữa bài tập định tính và bài tập định lượng nữa Điều này cũng phù hợp với cách gọi lâu nay của các GV và HS phổ thông

Các bài tập định tính, trong nhiều trường hợp, khi giải phải lập luậnrất độc đáo, lí thú, có tác dụng tốt trong việc phát triển tư duy logic cho

HS và đi sâu vào việc phân tích bản chất vật lí của các hiện tượng Đó là điều rất cần thiết cho việc giải các bài tập phức tạp Vì vậy, người ta thường cho HS giải các bài tập định tính trước (sau khi học xong lí thuyết

và trong khi luyện tập, ôn tập về vật lí), sau đó mới đến các bài tập tính toán phức tạp

2 Bài tập định lượng (còn gọi là bài tập tính toán [17])

Bài tập định lượng là những bài tập mà khi giải chúng bắt buộc phải thực hiện các phép tính với các chữ hoặc số và sử dụng các công thức, phương trình biểu thị các mối liên hệ giữa các đại lượng vật lí và kết quả là thu được một câu trả lời dưới dạng một công thức hoặc là một

số, tức là thu được đáp số một cách định lượng

3 Bài tập thí nghiệm (còn gọi là bài tập thực nghiệm [17], hay bài tập thực hành [18])

Bài tập thí nghiệm là các bài tập mà khi giải phải sử dụng thí

nghiệm để đi tới một mục đích nào đó [17]

“Mục đích nào đó” ở đây có thể là để kiểm chứng một kết luận hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập, cho nên, bài tập thí nghiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lượng

Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt cả về ba mặt: giáo dưỡng, giáo dục và giáo dục kỹ thuật tổng hợp, đặc biệt là giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí thuyết và thực tiễn Tuy nhiên, trong các bài tập thí

nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các số liệu để giải bài tập chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế Vì vậy, phần vận dụng các định luật vật lí để giải thích các hiện tượng mới là nội dung chính của bài tập thí nghiệm [16]

4 Bài tập đồ thị

Có thể hiểu là các bài tập mà trong đó đồ thị được dùng để cung cấp các dữ kiện cho một bài tập hoặc ngược lại, thông qua các dữ kiện đã cho trong bài tập (còn gọi là giả thiết) để yêu cầu HS phải vẽ cho được đồthị biểu diễn mối quan hệ giữa hai đại lượng vật lí nào đó đã nêu ở trong bài tập

Ta đã biết, đồ thị là một hình thức để biểu đạt mối quan hệ giữa haiđại lượng vật lí, tương đương với cách biểu đạt bằng lời hay bằng công thức Nhiều khi nhờ vẽ được chính xác đồ thị biểu diễn các số liệu TN mà

ta có thể tìm được một định luật vật lí mới Bởi vậy, các bài tập luyện tập

sử dụng đồ thị hoặc xây dựng đồ thị có vị trí ngày càng quan trọng trong dạy học vật lí [16]

1.2.3 Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học vật lí

a) BTVL là một phương tiện giúp HS ôn tập, củng cố, đào sâu kiến thức

đã học

Tuy các khái niệm, các định luật vật lí thì khá đơn giản, song biểu hiện của chúng trong tự nhiên thì lại rất phức tạp, bởi vì, các sự vật, hiện tượng có thể bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên nhân đồng thờihay liên tiếp, chồng chéo lên nhau Do đó, giải BTVL sẽ giúp rèn luyện cho HS khả năng phân tích để nhận biết được những trường hợp phức tạp

đó

Khi giải các BTVL đòi hỏi HS phải tái hiện lại các công thức, định luật, kiến thức đã học, cũng có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học trong cả một chương, một phần, qua đó sẽ giúp

HS hiểu rõ và sâu sắc hơn, đồng thời ghi nhớ được vững chắc hơn những kiến thức đã học [17]

b) BTVL là một phương tiện giúp HS nghiên cứu những tài liệu mới

Có thể coi bài tập như là “điểm khởi đầu” để trang bị những kiến thức mới cho HS, nhất là các HS ở lớp trên của bậc THPT, khi mà trình

độ toán học của các em đã khá phát triển Trong trường hợp này, nếu GV biết sử dụng BTVL một cách khéo léo sẽ có thể dẫn dắt được HS đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng được một khái niệm mới nào đó, phù hợp với những kiến thức mà GV dự kiến sẽ trang

bị cho HS trong tiết học đó Vì vậy mà đảm bảo cho HS lĩnh hội được kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc

c) BTVL là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS

Giải BTVL là một hình thức làm việc tự lực căn bản của HS Trongkhi giải bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện đã cho trong đề bài, tự xây dựng những lập luận, tự thực hiện các thao tác tính toán, có khi phải tiến hành các thao tác thí nghiệm, xác định mối quan hệ giữa các đại lượng để kiểm tra các kết luận của mình nên tư duy logic, tư duy sángtạo của HS được phát triển, tính kiên trì, chịu khó và năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao

d) BTVL là một trong những phương tiện quý báu để giúp HS rèn luyện

kỹ năng, kỹ xảo, rèn luyện khả năng và thói quen vận dụng những kiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn

Việc giải các BTVL trong trường hợp này sẽ giúp HS nắm vững hơn những kiến thức đã học, đồng thời tập cho HS làm quen với việc liên

hệ giữa lí thuyết với thực tế và vận dụng những kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề được đặt ra trong đời sống hằng ngày

e) BTVL là phương tiện để giáo dục và rèn luyện cho HS những đức tính tốt như tình yêu lao động, tinh thần tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinhthần vượt khó,

f) BTVL còn là phương tiện để kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của HS

Tùy theo cách đặt câu hỏi để kiểm tra, người GV có thể phân loại được các mức độ nắm vững kiến thức của HS khiến cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của HS được chính xác hơn

Tóm lại, BTVL có vai trò to lớn và quan trọng trong quá trình dạy học vật lí Vì vậy, người GV cần phải khai thác và sử dụng một cách hiệuquả hệ thống BTVL nhằm phát huy các tác dụng của nó

1.2.4 Thực trạng của việc dạy học về BTVL ở trường THPT

Mặc dù bài tập đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình dạy học vật lí, đặc biệt là trong các bài kiểm tra, thi học kì, thi tốt nghiệp, thậm chí là trong các kì thi tuyển sinh CĐ, ĐH Tuy nhiên, hiện nay việc dạy học về BTVL vẫn chưa được quan tâm thích đáng, vì vậy mà chưa phát huy được hết vai trò của bài tập trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học Cụ thể là:

Theo phân phối chương trình vật lí phổ thông, số lượng các tiết bài tập trong từng chương, từng phần quá ít trong khi các kiến thức mới cần cung cấp cho HS thì lại quá nhiều, và để có thể nắm vững được hết các kiến thức mới đó đòi hỏi HS phải làm không ít bài tập Mặt khác thời lượng của các tiết dạy trên lớp cũng quá ngắn (45 phút), không đủ để GV vừa có thể cung cấp cho HS các kiến thức mới, vừa có thể giúp HS củng

cố hết các kiến thức đó thông qua việc giải các bài tập

Ngoài ra, số lượng bài tập trong từng chương, từng phần ở các sáchgiáo khoa và sách bài tập vật lí quá phong phú và đa dạng song lại không được phân ra thành từng dạng cụ thể Đây chính là những khó khăn

không nhỏ đối với các GV vật lí khi dạy về bài tập, đồng thời cũng là các nguyên nhân khách quan dẫn đến tình trạng dạy bài tập chưa tốt, chưa hiệu quả của các GV vật lí hiện nay Để khắc phục những khó khăn này, các GV vật lí ở trường phổ thông thường tranh thủ chèn bài tập vào trong các tiết dạy lí thuyết, thậm chí phải cắt bỏ bớt những phần chứng minh, lập luận dài dòng trong quá trình dạy lí thuyết để dành thời gian cho bài tập Cũng vì lẽ đó mà việc giải bài tập hay hướng dẫn giải bài tập cho HS thường được các GV thực hiện một cách qua loa, vắn tắt, chứ không theo đúng trình tự các bước giải, do đó, HS khó mà nắm được phương pháp chung để áp dụng cho các bài tập khác Hầu như các em chỉ giải được những bài tập mà GV đã hướng dẫn hoặc giải mẫu Trong các tiết bài tập cũng thế, để có thể tiết kiệm thời gian, thường thì GV gọi một vài HS cùng lên bảng một lúc để giải một vài bài tập mà các em đã chuẩn bị sẵn

ở nhà, sau đó GV yêu cầu các HS khác nhận xét rồi GV nhận xét, sửa chữa (nếu cần) và cho điểm các HS đó Trình tự này thường được lặp lại

từ tiết bài tập này đến tiết bài tập khác, gây cho HS cảm giác nhàm chán, không kích thích được sự hứng thú và khả năng sáng tạo của HS (nhất là những HS khá, giỏi), cũng có nhiều em (nhất là những HS yếu) đối phó bằng cách học thuộc bài giải ở sách giải trước khi lên bảng làm,

Bên cạnh các nguyên nhân khách quan nói trên, còn phải kể đến các nguyên nhân chủ quan nữa, đó là: không ít GV vật lí ở các trường phổthông hiện nay thiếu hoặc không nắm vững cơ sở lí luận về các phương pháp dạy BTVL, cách thức hướng dẫn HS giải các bài tập, không biết phải lựa chọn bài tập như thế nào cho phù hợp với các đối tượng HS khácnhau, hay phải ra bài tập về nhà cho HS như thế nào để có thể phát huy tính tích cực, tự lực học tập và khả năng sáng tạo cho các em, Đây có thể coi là nguyên nhân quan trọng nhất khiến cho việc dạy bài tập của các

GV vật lí thường ít mang lại hiệu quả, không tích cực hóa được hoạt độnghọc tập của HS, làm cho các em cảm thấy nặng nề, áp lực khi học vật lí

Vì lẽ đó mà vật lí thường được xem là môn học khó, khô khan và ít được

HS yêu thích so với các môn học khác ở trường phổ thông hiện nay 1.3 Một số hình thức giải bài tập vật lí ở trường phổ thông

1.3.1 Giải bài tập trong tiết dạy tài liệu mới

Trong các tiết dạy tài liệu mới, GV thường dành một khoảng thời gian ở đầu, giữa hoặc cuối tiết học cho việc giải bài tập

Vào đầu tiết học, các bài tập thường được sử dụng để kiểm tra kiếnthức của HS hoặc để củng cố những tài liệu đã học Việc kiểm tra này có thể diễn ra dưới nhiều hình thức, chẳng hạn như:

 GV gọi một vài HS lên bảng và yêu cầu từng em giải bài tập do

GV đề ra, những HS còn lại quan sát, theo dõi bài giải của bạn

 Trước khi dạy tài liệu mới, GV cho cả lớp làm bài kiểm tra viết trong khoảng thời gian từ 10 đến 15 phút

Tuy các hình thức này sẽ góp phần giúp GV kiểm tra được một cách linh hoạt kiến thức của HS và góp phần nâng cao được ý thức trách nhiệm của các em đối với việc học tập tiết kiệm thời gian, song, lại có nhược điểm là đôi khi chúng chiếm mất phần lớn thời gian học có hiệu quả của tiết học, thời gian còn lại có thể không đủ để GV dạy tài liệu mới;ngoài ra, việc cho cả lớp làm bài viết cũng có thể làm cho một số HS cứ mãi băn khoăn về kết quả của bài đã làm của mình mà không thể tập trung chú ý vào các công việc khác được Vì vậy, vào đầu các tiết học,

GV không nên cho HS làm các bài kiểm tra viết ngay mà chỉ nên sử dụngcác bài tập định tính yêu cầu HS giải thích bản chất của các hiện tượng vật lí hoặc các bài tập định lượng vừa phải để giúp HS khái quát hóa những điều đã học hoặc để tạo ra các tình huống có vấn đề nhằm kích thích hứng thú và tính tích cực nhận thức của HS đối với việc học tài liệu mới

Trong quá trình dạy tài liệu mới, thực tế dạy học cho thấy, nhiều

GV thường rất hay sử dụng hệ thống các câu hỏi, nhất là các câu hỏi dự đoán để tổ chức, điều khiển quá trình dạy học và để tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS Các câu hỏi này thường buộc HS phải suy nghĩ,

dự đoán những sự kiện sẽ xảy ra trong tương lai và vì dự đoán của các emkhông giống nhau nên nhu cầu trao đổi, thảo luận, sẽ nảy sinh trong lớp Ngoài ra, do các câu trả lời của các em đối với các câu hỏi này có thểđúng hoặc chưa đúng, vì vậy mà, GV có thể gọi các HS khác phát biểu bổsung, tạo ra một phong cách làm việc tập thể, hợp tác, hỗ trợ lẫn nhau trong lao động khoa học Như vậy, việc sử dụng hệ thống câu hỏi của GVngoài mục đích tạo ra các tình huống có vấn đề nhằm kích thích hứng thú học tập cho HS còn có tác dụng thăm dò được trình độ hiểu biết của HS, tạo cho các em thói quen tích cực suy nghĩ, thảo luận, làm việc hợp tác,

Từ đó, góp phần phát huy được tính tích cực, tự lực học tập cho các em

Mặt khác, khi nghiên cứu tài liệu mới, tùy theo nội dung của tài liệu và phương pháp dạy học mà GV còn có thể sử dụng các bài tập như

là một phương tiện để minh họa cho những kiến thức mới hoặc để rút ra những kiến thức mới, cũng có khi là để rèn luyện thói quen vận dụng những kiến thức mới vừa học cho HS Tất nhiên, bài tập ở đây phải được hiểu theo nghĩa hẹp là bài toán và bài tập nhận thức Tuy nhiên, để có thể giúp HS học tập dễ dàng hơn GV nên tập trung sử dụng các bài tập nhỏ (còn gọi là “bài tập nguyên tố”) vì để giải loại bài tập này thường không mất nhiều thời gian và nếu tập được cho HS giải thành thạo các “bài tập nguyên tố”, sau đó hướng dẫn cho các em giải một số bài tập tổng hợp, điển hình thì các em có thể nắm được hệ thống bài tập mà không cần phảigiải một số lượng bài tập quá lớn Quá trình dạy học lúc này thường diễn

ra dưới dạng “vừa giảng vừa luyện” Điều này đặc biệt quan trọng đối với

các HS trung bình, HS yếu, kém vì sẽ giúp các em nắm được kiến thức cơbản, đảm bảo được tính vững chắc khi dạy học [18]

Vào cuối tiết học, để có thể giúp HS củng cố những tài liệu mới vừa được học, GV cũng có thể giúp HS cung cấp cho HS một số bài tập vừa phải, cả định tính lẫn định lượng và yêu cầu các em làm Ở đây, khó khăn chủ yếu là làm sao cho tất cả HS đều tự lực làm việc và GV kịp thờinhận được thông tin về các kết quả của công việc Để khắc phục khó khănnày, GV có thể dùng một biện pháp như sau: Sau khi giảng xong tài liệu mới và trước khi kết thúc tiết học độ 10- 12 phút (còn tùy thuộc vào nội dung tài liệu mới mà GV cần dạy và số lượng cũng như mức độ khó của các bài tập mà GV sẽ cung cấp cho HS) thì GV nên ra bài tập về nhà (thường là bài tập định lượng) cho HS Trong số các bài tập đó, GV nên hướng dẫn tỉ mỉ một vài bài và yêu cầu tất cả HS bắt đầu giải các bài này;đồng thời thông báo cho các em biết rằng trước khi kết thúc tiết học khoảng 2- 3 phút GV sẽ thu một vài quyển vở bất kì để kiểm tra và chấm điểm Trong trường hợp này HS sẽ phải cố gắng và nổ lực làm để có thể đạt được điểm tốt và giảm bớt khối lượng công việc ở nhà Tất nhiên, GVcũng nên động viên và khen thưởng (cộng điểm chẳng hạn) đối với những

HS tự lực làm bài tốt và làm xong sớm và có biện pháp nhắc nhở, phê bình đối với những HS không tự lực làm bài

1.3.2 Giải bài tập trong tiết luyện tập về bài tập

Trong bất kì tiết dạy nào, kể cả tiết luyện tập về bài tập, để có thể mang lại hiệu quả cao cho giờ dạy của mình, người GV cần xác định rõ mục đích của tiết dạy và các bước lên lớp một cách cụ thể và tỉ mỉ trong quá trình vạch kế hoạch dạy học

Vào đầu tiết luyện tập hoặc trước khi làm các bài tập tương ứng

GV nên ôn tập lại một cách ngắn gọn những kiến thức mà HS đã được học để có thể giúp HS vận dụng những kiến thức này một cách linh hoạt

và hiệu quả hơn, góp phần khắc sâu kiến thức cho HS

Đối với các tiết học này, GV có thể tổ chức cho HS làm việc theo các hình thức sau:

 Thứ nhất là GV giải bài tập ở trên bảng để HS theo dõi chung

 Thứ hai là GV cho HS tự làm bài tập vào vở

Hình thức thứ nhất được sử dụng chủ yếu trong trường hợp khi GVcần cung cấp những dạng bài tập mới cho HS hoặc khi cần giới thiệu cho

HS những kiến thức mới về phương pháp giải bài tập Khi GV muốn cung cấp những dạng bài tập mới cho HS, GV cần trình bày những bài tập mẫu, làm cho HS hiểu rõ angôrit giải bài tập mẫu như là sự trình bày trong khi giới thiệu tài liệu lí thuyết mới Sau khi HS đã lĩnh hội được cáckiến thức cần vận dụng để giải loại bài tập mới này, GV mới cung cấp cho HS những bài tập tương tự để HS có điều kiện luyện tập, có thể bằng cách gọi HS lên bảng để làm Tuy nhiên, khi gọi HS giải bài tập trên bảng

GV cần tránh hai khuynh hướng cực đoan: một là GV chỉ quá rõ, quá chi

tiết các bước giải và các phép tính cụ thể cho HS, hai là GV quá khắt khe,

“vặn vẹo” rắc rối khiến cho HS không thể trả lời được Cả hai khuynh hướng này đều dẫn đến kết quả là mất thì giờ vô ích và làm cho cả GV lẫn HS đều không thỏa mãn

Hình thức thứ hai thường được dùng chủ yếu là để hình thành cũngnhư kiểm tra kết quả học tập của HS GV có thể dùng một phần hoặc cả tiết học để HS tự làm bài tập Đối với hình thức này thì các bài tập mà

GV cung cấp cần vừa sức đồng thời phải phức tạp đúng mức và gây đượchứng thú cho HS Để phù hợp với từng đối tượng HS, GV có thể sử dụng nhiều cách, chẳng hạn như: GV có thể ra cho toàn lớp làm một số bài tập với mức độ phức tạp tăng dần và yêu cầu mỗi HS làm những bài mà mìnhcảm thấy vừa sức Cách làm này rõ ràng là có hiệu quả vì nó làm cho việcphân tích bài tập đã giải được dễ dàng hơn, đồng thời tạo được không khí thi đua trong học tập vì mỗi HS đều muốn làm được nhiều bài tập hơn và làm được những bài khó hơn Mặt khác, GV sẽ ít mất công sức hơn

Ngoài ra, trong thời gian làm việc độc lập, HS có thể nêu những thắc mắc khác nhau với GV Trong trường hợp này, GV cần kịp thời hướng dẫn, giúp đỡ, giải đáp thắc mắc giúp HS nhưng không được làm thay các em Sau khi HS đã làm xong bài tập thì nên phân tích bài làm, thảo luận các phương pháp giải khác nhau và các câu trả lời của HS Đối với các lớp học khá, GV nên dạy tiết luyện tập về bài tập theo cách này nhằm mục đích là sau khi HS đã giải được một số bài tập cùng dạng, thay

vì phải cung cấp phương pháp giải ngay từ đầu thì GV có thể hướng dẫn

để giúp HS tự phát hiện ra phương pháp giải cho dạng bài tập đó Cách làm này sẽ góp phần kích thích tính tích cực của HS và tăng khả năng suynghĩ, làm việc tự lực cho các em

1.3.3 Giải bài tập trong tiết ôn tập

Trong các tiết ôn tập, GV thường dùng các bài tập mà HS chưa nắm vững phương pháp giải một cách hoàn toàn, các bài tập tạo điều kiện

đi sâu vào giải thích các hiện tượng vật lí, các bài tập cho phép khái quát hóa các kiến thức đã học hoặc các bài tập tổng hợp liên quan đến nhiều kiến thức

Khi HS giải các bài tập tổng hợp trong các tiết ôn tập ở cuối mỗi chương, mỗi phần, GV có dịp khắc sâu thêm kiến thức cho HS, hệ thống hóa các khái niệm, các định luật, các công thức mà HS cần phải nắm vững để vận dụng khi giải bài tập và lưu ý thêm cho HS những điểm quantrọng về phương pháp giải các loại bài tập tương ứng với các kiến thức

đó

1.3.4 Giải bài tập kiểm tra

Nét nổi bật của loại bài tập kiểm tra là HS làm việc hoàn toàn độc lập Các bài tập kiểm tra trong chương trình vật lí phổ thông thường bao gồm các bài viết hệ số 1 (còn gọi là bài kiểm tra 15 phút) và các bài viết

hệ số 2 (còn gọi là bài kiểm tra 1tiết) Các bài viết hệ số 1 thường dùng để

giúp GV kiểm tra mức độ nắm vững và vận dụng kiến thức của HS đối với một hoặc một vài bài học và thường bao gồm ít câu hỏi (do HS có ít thời gian để làm); còn các bài viết hệ số 2 thì lại thường được dùng để giúp GV khảo sát chất lượng học tập của HS sau khi đã học xong một hoặc vài chương, thậm chí là cả một phần trong sách giáo khoa Đây thường là các bài tập tổng hợp Vì thời gian để HS làm bài khá nhiều và liên quan đến nhiều kiến thức nên số lượng câu hỏi ở trong bài viết này thường nhiều hơn so với bài viết hệ số 1, và mức độ khó cũng cao hơn

Về hình thức ra đề kiểm tra: đối với bộ môn vật lí, GV có thể dùng hình thức tự luận hay trắc nghiệm, đôi khi kết hợp giữa tự luận và trắc nghiệm đều được

Tuy nhiên, dù là dùng hình thức nào và dù là bài viết hệ số 1 hay

hệ số 2 đi chăng nữa thì đối với các bài tập kiểm tra, quan trọng nhất vẫn

là đề của các bài tập này phải vừa sức, không đánh đố HS và bao gồm những kiến thức chủ yếu mà HS đã lĩnh hội được

1.4 Kết luận chương 1

Trong chương này chúng tôi đã tập trung nghiên cứu cơ sở lí luận

về tính tích cực, tự lực nhận thức của HS, mối quan hệ giữa chúng cũng như về BTVL, các hình thức dạy học về BTVL, vai trò của BTVL và thực trạng của việc dạy học về BTVL ở trường phổ thông

Có thể tóm tắt một số nội dung chính của chương 1 như sau:

Tính tích cực nhận thức là tính tích cực xét trong điều kiện phạm vicủa quá trình dạy học Trong hoạt động học tập, nó được thể hiện ở sự chủ động, độc lập trong việc tiếp nhận và giải quyết các nhiệm vụ học tập HS có tính tích cực luôn luôn chủ động tìm kiếm kiến thức để nâng cao sự hiểu biết của mình Trong dạy học vật lí, để góp phần nâng cao tính tích cực nhận thức cho HS, GV cần phải biết sử dụng nhiều biện pháp để tiến hành tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS nhằm thay đổi vị trí của người học từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhậntri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức, góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học

Để có thể giúp HS khám phá ra những tính chất, những định luật đã

có sẵn trong kho tàng kiến thức của nhân loại cho chính bản thân mình trong điều kiện thời gian rất ngắn của các tiết học và với những dụng cụ học tập đơn giản sẵn có, người GV cần phải tập cho các em làm quen dầnvới cách suy nghĩ khoa học, tạo ra những yếu tố ban đầu của hoạt động sáng tạo Nói cách khác, người GV cần phải hình thành cho HS khả năng

tự lực nhận thức và năng lực học tập sáng tạo

Tính tích cực nhận thức và tính tự lực nhận thức có mối liên hệ mậtthiết, bổ sung, hỗ trợ cho nhau Trong nhà trường, quá trình HS nắm vữngkiến thức không phải là tự phát mà là một quá trình có mục đích rõ rệt, có

kế hoạch, có tổ chức chặt chẽ; một quá trình nổ lực của tư duy, trong đó

HS phát huy tính tích cực, tính tự giác của mình dưới sự chỉ đạo của GV

Trong quá trình ấy, mức độ tự lực của HS càng cao thì kiến thức các em nắm được càng sâu sắc, tư duy độc lập sáng tạo càng được phát triển, năng lực nhận thức càng được nâng cao, kết quả học tập càng tốt Vì vậy, làm thế nào để có thể phát huy tính tích cực, tự lực của HS trong quá trìnhhọc tập không chỉ là một xu thế cơ bản của lí luận dạy học hiện đại, mà còn là một nhiệm vụ hàng đầu của các GV

BTVL là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi người học phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật, các phương pháp vật lí Có thể phân loại BTVL theo nhiều cách Nếu dựa vào phương thức cho điều kiện hay phương thức giải thì cóthể phân BTVL thành bốn loại, đó là: bài tập định tính, bài tập định

lượng, bài tập thí nghiệm, và bài tập đồ thị BTVL có vai trò to lớn trong quá trình dạy học vật lí: BTVL ở trường phổ thông có ý nghĩa quan trọng trong việc củng cố, đào sâu, mở rộng, hoàn thiện kiến thức lí thuyết và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho HS

Hiện nay việc dạy học về BTVL vẫn chưa được quan tâm thích đáng, chưa thực sự mang lại hiệu quả như mong đợi bởi nhiều nguyên nhân, trong đó có cả nguyên nhân khách quan lẫn nguyên nhân chủ quan

Để khắc phục tình trạng này, đòi hỏi người GV cần phải khai thác và sử dụng một cách hiệu quả hệ thống BTVL nhằm phát huy các tác dụng của

nó trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học

Chương 2

TUYỂN CHỌN, GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP GIẢI

VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CHẤT KHÍ”

TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ LỚP 10 NÂNG CAO

THEO HƯỚNG RÈN LUYỆN VÀ PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH

2.1 Mục tiêu về kiến thức và kỹ năng đối với chương “Chất khí”

Chương “Chất khí” có thể xem như phần mở đầu của nhiệt học Nội dung chính của chương là trình bày sơ lược về cấu trúc phân tử của chất khí, ba định luật của chất khí (định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt, định luật Sác-lơ và định luật Gay Luy-xác), phương trình trạng thái của khí lí tưởng và phương trình Cla-pê-rôn Men-đê-lê-ép Ngoài ra, chương này còn đề cập đến các khái niệm khí lí tưởng và nhiệt độ tuyệt đối

Căn cứ vào các nội dung kiến thức chính được trình bày trong chương và trình tự phân bố các kiến thức này ở trong sách giáo khoa vật

lí lớp 10 nâng cao, chúng tôi có thể đề xuất sơ đồ cấu trúc của chương

“Chất khí” như sau:

(Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc chương “Chất khí”)

Theo phân phối chương trình vật lí lớp 10 nâng cao, do Bộ

GD&ĐT quy định, thời lượng giảng dạy đối với chương “Chất khí” là 07tiết, bao gồm 05 tiết lí thuyết và 02 tiết bài tập

Khi giảng dạy chương này, GV cần “giúp” cho HS đạt được các chuẩn mục tiêu về kiến thức và kỹ năng sau:

 Nêu được các quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp là như thế nào và phát biểu được các định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt, Sác-lơ và Gay Luy-xác

 Nêu được nhiệt độ tuyệt đối là gì

 Nêu được các thông số p, V, T xác định trạng thái của một lượng khí

 Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng

 Viết được phương trình Cla-pê-rôn Men-đê-lê-ép

2.1.2 Mục tiêu về kỹ năng

Cần rèn luyện cho HS các kỹ năng sau đây:

 Vận dụng được thuyết động học phân tử để giải thích đặc điểm về hình dạng, thể tích của các chất ở thể khí, lỏng và rắn

 Vẽ được các đường đẳng nhiệt, đẳng tích, đẳng áp trong các hệ trụctọa độ (p,V), (p,T) và (V,T)

 Vận dụng phương trình trạng thái của khí lí tưởng và phương trình Cla-pê-rôn Men-đê-lê-ép để giải được các bài tập đơn giản

2.2 Tuyển chọn hệ thống bài tập vật lí chương “Chất khí”

2.2.1 Tiêu chí tuyển chọn

Như chúng ta đã biết, BTVL có tác dụng rất lớn về cả ba mặt giáo dục, giáo dưỡng và giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho HS Tuy nhiên hiện nay, do sự phát triển nhanh chóng và không ngừng của công nghệ thông tin, hàng loạt trang web, website về BTVL đã ra đời, cung cấp cho HS hàng ngàn, hàng vạn bài tập Trên thị trường, các sách viết về BTVL cũng rất nhiều, làm cho nhiều HS (nhất là các HS có sức học còn non yếu) hoang mang, lo lắng, không biết phải lựa chọn bài tập như thế nào cho phù hợp với trình độ và khả năng của mình Vì vậy, để có thể phát huy được một cách hiệu quả các tác dụng của BTVL cũng như cung cấp cho các em một lượng bài tập vừa phải, phù hợp với trình độ nhận thức của nhiều đối tượng HS, GV cần phải tuyển chọn một cách thật cẩn thận một hệ thống các bài tập chặt chẽ về nội dung, thích hợp về phương pháp

và bám sát mục đích dạy học ở trường phổ thông

GV có thể tuyển chọn hệ thống bài tập theo từng chương hay từng phần Trong phạm vi của đề tài, chúng tôi mới chỉ tuyển chọn được bài tập cho một chương, đó là chương “Chất khí”- theo chương trình vật lí lớp 10 nâng cao

Tuy nhiên, dù được tuyển chọn theo một chương hay một phần đi chăng nữa thì hệ thống bài tập đó phải thỏa mãn một số tiêu chí sau:

 Các bài tập phải có nội dung bám sát các kiến thức đã được trình bày trong sách giáo khoa vật lí 10 nâng cao, sách bài tập vật lí vật lí 10 nâng cao, phù hợp với các chuẩn kiến thức, kỹ năng mà Bộ giáo dục quy định đối với chương “Chất khí”

 Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp (về phạm vi, số lượng các kiến thức, kỹ năng cần vận dụng để giải một bài

tập, về số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng phải tìm, ) nhưng phải đảm bảo tính vừa sức đối với HS để giúp HS hiểu và nắm vững chắc những kiến thức đã được học cũng như phương pháp giải các dạng bài tập đồng thời phát huy được tính tích cực, tự lực của HS

 Mỗi bài tập được lựa chọn phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức cho HS

 Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập (bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập đồ thị, )

Trong khi tuyển chọn các BTVL, GV cũng cần phần biệt bài tập cónội dung thực tế và bài tập giả tạo; bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo+ Bài tập có nội dung thực tế là những bài tập đề cập tới những vấn đề liên quan trực tiếp tới đối tượng trong đời sống, kỹ thuật Dĩ nhiên, nhữngvấn đề đó cần được thu hẹp và đơn giản hóa đi nhiều so với thực tế Những bài tập này có tác dụng to lớn về mặt giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho HS Ví dụ: Khi chế tạo những chiếc phễu dùng để đổ chất lỏng vào chai, người ta thường làm cho những cái gân nổi dọc theo mặt ngoài của cuống phễu Hãy cho biết những cái gân này có tác dụng gì? Nó có liên quan đến định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt không?

+ Bài tập giả tạo là những bài tập mà nội dung không sát với thực tế: các quá trình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hay ngược lại, người ta cố ý ghép nhiều yếu tố thành một đối tượng phức tạp cho HS tậpnghiên cứu

Bài tập giả tạo thường là những bài tập định lượng có tác dụng giúp HS sử dụng thành thạo các công thức để tính các đại lượng nào đó khi biết các đại lượng khác có liên quan, mặc dù trong thực tế, người ta

có thể đo được trực tiếp nó

Ví dụ: Trong một ống nhỏ dài, tiết diện đều, nằm ngang, có giam một cột không khí dài được ngăn cách với không khí bên ngoài bằng một cột thủy ngân dài , áp suất khí quyển bằng 750mmHg Hỏi, độ dài cột không khí sẽ bằng bao nhiêu khi ống thẳng đứng, miệng ống ở trên? Giả sử ống đủ dài để cột thủy ngân luôn ở trong ống và nhiệt độ là không đổi

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

+ Khác với bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo là các bài tập mà dữ kiện cho ở đầu bài không chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải Muốn giải được những bài tập này, đòi hỏi HS phải suy nghĩ sâu sắc, cẩn thận; đồng thời phải phát huy tính tích cực, sáng tạo của cá nhân, chứ không thể áp dụng một cách máy móc các công thức, các định luật vật lí được

Những BTVL yêu cầu đi tìm câu trả lời cho những câu hỏi “tại sao?” và

“làm như thế nào?” cũng được xếp vào loại bài tập này

Ví dụ: Có 3 bình thể tích mà thông với nhau nhưng cách nhiệt Lúc đầu chúng có cùng nhiệt độ Sau đó, nhiệt độ bình 1 là , bình 2 là Hỏi nhiệt độ bình 3 phải là bao nhiêu để áp suất trong bình vẫn giống nhưlúc đầu?

2.2.2 Tiến hành tuyển chọn

So với đa số các chương khác trong sách giáo khoa vật lí lớp 10 nâng cao, có thể nói chương “Chất khí” khá ngắn và đơn giản về mặt lí thuyết, vì chỉ bao gồm 06 bài (từ bài 44 đến bài 49, trong đó có 05 bài lý thuyết và 01 bài bài tập) Tuy nhiên, bài tập của chương này lại rất phong phú và đa dạng cả về số lượng, số dạng bài tập lẫn thể loại bài tập

Căn cứ vào các tiêu chí nói trên, chúng tôi đã tiến hành tuyển chọn và phân loại được một hệ thống các bài tập đối với chương “chất khí” bao gồm 03 thể loại chính là bài tập định tính, bài tập định lượng và bài tập đồthị

Đối với thể loại bài tập định tính, chúng tôi đã chia thành 02 thể loại nhỏ,

đó là: câu hỏi mang tính chất lí thuyết và thực tế (gọi tắt là câu hỏi lý thuyết) và các câu hỏi trắc nghiệm khách quan Với các bài tập định tính này, sau mỗi câu hỏi đều có hướng dẫn trả lời hoặc đáp án (đối với các câu hỏi trắc nghiệm khách quan đơn giản)

Đối với thể loại bài tập định lượng, chúng tôi đã phân ra thành các bài tập trắc nghiệm khách quan và 29 dạng bài tập định lượng tương ứng với 05 bài học có trong chương Ở đây, các bài tập trắc nghiệm khách quan đã được ghép với các câu hỏi trắc nghiệm khách quan (được gọi chung là câu hỏi và bài tập trắc nghiệm khách quan)

Nội dung chính của các bài tập có trong chương được phân thành 05 phần, tương ứng với các bài học có trong chương, bao gồm: “Thuyết động học phân tử của chất khí”, “Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt”, “Định luật Sác-lơ”, “Phương trình trạng thái của khí lí tưởng và định luật Gay Luy-xác”, “Phương trình Cla-pê-rôn Men-đê-lê-ép”, và “Đồ thị về các định luật và phương trình của chất khí”

Sau mỗi phần, chúng tôi cung cấp cho HS phương pháp giải bài tậpchung đối với các dạng bài tập ứng với nội dung đó, sau đó, chúng tôi tiến hành phân các bài tập trong mỗi phần thành từng dạng riêng lẽ Đối với từng dạng bài tập, chúng tôi đều tiến hành lựa chọn, phân tích và giải mẫu một vài bài tập, sau đó, cung cấp cho HS một số bài tập cùng dạng, tương tự (nhưng không phải chỉ hoàn toàn thay số là làm được) kèm hướng dẫn (đối với các bài phức tạp) và đáp số để HS luyện tập, góp phầnphát huy được tính tích cực, tự lực và khả năng tư duy sáng tạo của mình.Nếu dạng bài tập đó có gì cần lưu ý về phương pháp, về cách tính toán hay về việc đổi đơn vị của các đại lượng, chúng tôi sẽ bổ sung lưu ý ở ngay đầu từng dạng

2.3 Phương pháp giải các bài tập vật lí

2.3.1 Tư duy trong quá trình giải bài tập vật lí

Quá trình giải một BTVL thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập, xem xét hiện tượng vật lí được đề cập và dựa trên những kiếnthức vật lí nào để xác lập những công thức, những phương trình mô tả mối liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp giữa những cái phải tìm và những cái

đã cho

Đối với những bài tập đơn giản thì khi vận dụng những kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài tập ta có thể thấy ngay được mối liên

hệ trực tiếp giữa những cái phải tìm và những cái đã cho

Đối với những bài tập phức tạp hơn thì thường không thể dẫn ra ngay được mối liên hệ trực tiếp giữa những cái phải tìm và những cái đã cho mà phải dựa trên một số mối liên hệ trong đó có chứa yếu tố phải tìm hoặc yếu tố đã cho cùng với các yếu tố khác chưa cho biết trong điều kiệnbài tập, rồi tiếp tục luận giải để đi tới xác lập được mối liên hệ trực tiếp giữa những cái phải tìm và những cái đã cho

Trong sự biến đổi các mối liên hệ ban đầu để đi đến xác định được cái phải tìm, tức là tìm được lời giải đáp cho bài toán, ta thấy có vai trò quan trọng của sự vận dụng các kiến thức và kỹ năng toán học cùng với những kiến thức vật lí Đây cũng là khó khăn không nhỏ đối với nhiều HSkhi học vật lí Vì vậy, GV vật lí cần thấy rõ để có thể hướng dẫn giúp đỡ

HS đúng chỗ cần thiết nhất

Nếu gọi (x) là cái phải tìm; (a), (b), (c), là những cái đã cho ở đề bài và (1), (2), (3), là những cái chưa biết, ta có thể mô hình hóa các mối liên hệ giữa những cái đã cho với cái phải tìm và những cái chưa biếtnhư ở hình 2.2 dưới đây:

Sáu mối liên hệ này cho ta thấy có mối liên hệ giữa cái phải tìm (x) với những cái đã cho (a), (b), (c), (d), (e), (g), (h), (i), (k) thông qua những mối liên hệ giữa chúng với những cái chưa biết (1), (2), (3), (4), (5) Nhờ hệ thống sáu mối liên hệ này mà ta có thể làm sáng tỏ (hoặc loại trừ) những cái chưa biết, từ đó xác định được cái phải tìm

Quá trình làm sáng tỏ (hoặc loại trừ) những cái chưa biết trong sáu mối liên hệ nói trên để xác định được cái phải tìm có thể được mô hình hóa như sơ đồ ở hình 2.3 sau đây:

(Hình 2.3)

Quá trình này có thể diễn đạt bằng lời như sau:

+ Từ mối liên hệ III, rút ra (3)

+ Thay (3) vào II, rút ra (1)

Để minh họa cho những điều nói trên, chúng ta sẽ xét ví dụ sau: Một ống thủy tinh nhỏ, dài, tiết diện đều , một đầu kín và một đầu hở, đặt nằm ngang Trong ống có một cột không khí dài được ngăn cách với không khí bên ngoài bằng một cột thủy ngân dài Áp suất khí quyển là Tính chiều dài của cột không khí trong ống khi ống được đặt nghiêng hợp với phương nằm ngang một góc và miệng ống ở trên? Coi nhiệt độ của không khí trong ống không đổi

Quá trình tư duy để giải bài tập này được thể hiện như sau:

1 Trong bài tập này:

• Cái đã cho là:

+ Chiều dài cột thủy ngân là

+ Chiều dài cột không khí khi ống nằm ngang là

+ Áp suất khí quyển là

+ Ống được đặt nghiêng một góc so với phương nằm ngang, miệng ống

ở trên

• Cái phải tìm là:

+ Chiều dài cột không khí trong ống đặt nghiêng

2 Căn cứ vào các giả thiết và điều kiện cụ thể của bài tập, ta có thể xác lập được những mối liên hệ sau đây:

 Do lượng khí trong ống có khối lượng và nhiệt độ không đổi nên

áp suất và thể tích của khí tuân theo định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt Khi cột thủy ngân nằm cân bằng trong ống nằm ngang thì áp suất của khí trong ống bằng áp suất khí quyển Nếu gọi là áp suất của khí trong ống khi ống được đặt nghiêng một góc so với phương nằm ngang và là chiều dài của cột không khí trong ống khi đó thì áp dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt, ta có:

hay (với S là tiết diện của ống) hay (1)

 Khi ống được đặt nghiêng một góc so với phương nằm ngang, miệng ống ở trên thì bằng áp suất ở đáy cột thủy ngân, tức là bằng áp suất khí quyển cộng với áp suất do cột thủy ngân có độ cao gây ra Do đó: (2)

Tóm lại, từ sự phân tích ở trên cho phép ta xác lập được 2 mối liên

hệ cơ bản giữa cái phải tìm ( ) với những cái đã cho (h, , , ) và cái chưa biết ( ) Hai mối liên hệ này được thể hiện qua 2 phương trình:

 Cách 2: Vì phương trình (2) có thể viết lại là (2’) nên từ đây ta

có thể khử theo sơ đồ như hình 2.5:

(Hình 2.5)

tức là ta chia (1) cho (2’) để rút ra Cụ thể ta được:

2.3.2 Các bước chung của việc giải một bài tập vật lí và áp dụng đối với bài tập chương “Chất khí”

Trong quá trình dạy và học vật lí ở trường phổ thông, vấn đề giải và chữa bài tập thường gây nhiều khó khăn đối với HS cũng như đối với GV, nhất

là đối với những GV mới vào nghề

Bên cạnh những nguyên nhân như HS chưa nắm vững kiến thức và

kỹ năng vận dụng kiến thức, có một nguyên nhân cũng không kém phần quan trọng là HS chưa có phương pháp khoa học để giải các BTVL và

GV cũng chưa quan tâm đến việc rèn luyện cho HS các phương pháp đó Chính vì thế mà HS thường giải bài tập một cách mò mẫm, may rủi, thậmchí không giải được Do đó, việc rèn luyện cho HS biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đến kết quả một cách chính xác là việc hết sức cần thiết Nó không những giúp cho HS nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện cho HS kỹ năng suy luận logic, làm việc một cách khoa học

và có kế hoạch

BTVL rất đa dạng cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú Không thể có một phương pháp chung, vạn năng có thể áp dụng để giải được chomọi bài tập Tuy nhiên, từ sự phân tích tư duy trong quá trình giải BTVL như đã trình bày ở trên, tác giả Phạm Hữu Tòng đã chỉ ra những nét khái quát về các bước chung của tiến trình giải BTVL Theo ông, tiến trình giải một BTVL bao gồm 04 bước sau đây:

Bước 1: Tìm hiểu đề bài, bằng cách:

Đọc, ghi ngắn gọn (tóm tắt) các dữ kiện xuất phát (tức là các dữ kiện đã cho) và những cái phải tìm

Mô tả lại tình huống được nêu trong bài tập, vẽ hình minh họa Nếu

đề bài yêu cầu thì phải làm thí nghiệm hoặc vẽ đồ thị để thu được các dữ kiện (đối với các bài tập thí nghiệm hoặc bài tập đồ thị)

Bước 2: Xác lập mối liên hệ giữa các dữ kiện đã cho với cái phải tìmNội dung của bước này gồm có:

Đối chiếu các dữ kiện đã cho với cái phải tìm; xem xét bản chất vật

lí của tình huống đã cho để nhận ra các định luật, công thức vật lí liên quan

Xác lập các mối liên hệ cụ thể của các dữ kiện đã cho và của cái phải tìm

Lựa chọn các mối liên hệ cơ bản, cho thấy sự liên hệ của cái phải tìm với các dữ kiện đã cho, từ đó có thể rút ra cái phải tìm

Bước 3: Rút ra kết quả cần tìm

Từ các mối liên hệ cơ bản đã xác lập được, tiếp tục luận giải, tính toán để rút ra kết quả cần tìm

Bước 4: Kiểm tra, xác nhận kết quả

Để có thể xác nhận kết quả vừa tìm được, cần kiểm tra lại việc giải theo một hoặc một số cách sau đây:

Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi hay đã xét hết các trường hợp chưa

Kiểm tra lại xem tính toán có gì nhầm lẫn không

Kiểm tra xem thứ nguyên của đại lượng phải tìm có đúng khôngXem xét kết quả về ý nghĩa thực tế xem có phù hợp không

Kiểm tra lại bằng TN xem có phù hợp không

Giải bài tập đó bằng các cách khác xem có cho cùng kết quả không [17]

Để minh họa cho tiến trình giải bài tập nói trên, chúng ta sẽ xét tiếp ví dụ

ở trên: Một ống thủy tinh nhỏ, dài, tiết diện đều , một đầu kín và một đầu

hở, đặt nằm ngang Trong ống có một cột không khí dài được ngăn cách với không khí bên ngoài bằng một cột thủy ngân dài Áp suất khí quyển

là Tính chiều dài của cột không khí trong ống khi ống được đặt nghiênghợp với phương nằm ngang một góc và miệng ống ở trên? Coi nhiệt độ của không khí trong ống không đổi

Căn cứ vào các bước giải trên, bài tập này có thể được giải theo trình tự như ở dưới đây:

Bước 1: Tìm hiểu đề bài

Ở bài tập này, những cái đã cho (giả thiết) và cái phải tìm (kết luận) có thể được tóm tắt như sau:

Bước 2: Xác lập mối liên hệ giữa các dữ kiện đã cho với cái phải tìmTheo trên (xem phần Tư duy trong quá trình giải BTVL), chúng ta đã xác lập được các mối liên hệ cụ thể giữa các đại lượng như sau:

+ Áp dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt để xét hai trạng thái của lượng khí (có khối lượng và nhiệt độ không đổi) trong ống ứng với hai trường hợp

là ống nằm ngang và ống được đặt nghiêng một góc so với phương nằm ngang , miệng ống ở trên, ta có phương trình: (1)+ So sánh áp suất của khí trong ống (khi ống nằm nghiêng) với áp suất ởđáy cột thủy ngân Trong đó, áp suất ở đáy cột thủy ngân được tính bằng tổng của áp suất khí quyển và áp suất do cột thủy ngân có độ cao (theo phương thẳng đứng) gây ra Ta có phương trình: (2)

Bước 3: Rút ra kết quả cần tìm

Giải hai phương trình (1) và (2) ở trên, ta thu được kết quả:

Bước 4: Kiểm tra, xác nhận kết quả

Sau khi kiểm tra thấy kết quả tính toán là đúng, chúng ta có thể kiểm tra thêm về mặt thứ nguyên của và xét xem giá trị thu được của có phù hợp về mặt thực tế hay không:

+ Vì không có thứ nguyên và h cũng được đo bằng cmHg ( có thể đổi thành mmHg) nên có thứ nguyên trùng với thứ nguyên của Do đó, từ biểu thức suy ra, có thứ nguyên của nên có đơn vị đúng là cm (đơn

vị của chiều dài)

+ Theo kết quả của bài tập: , nghĩa là chiều dài của cột khí trong ống khi ống nằm nghiêng nhỏ hơn chiều dài của cột khí đó khi ống nằm ngang Điều này phù hợp về mặt thực tế

Sau khi kiểm tra lại kết quả, chúng ta có thể khẳng định được rằng đáp số của bài tập nói trên là hoàn toàn chính xác

* Những điểm lưu ý chung về phương pháp giải các bài tập của chương “Chất khí”:

1 Để có thể giải được các bài tập áp dụng các định luật và phương trình của chất khí, cần nhớ các công thức sau đây:

+ là áp suất của chất khí ở nhiệt độ

+ : hệ số tăng áp đẳng tích, áp dụng cho mọi chất khí

+ lần lượt là khối lượng và khối lượng mol của chất khí

+ : số mol của chất khí

Trong các công thức trên, công thức (5) là tổng quát nhất và được

áp dụng cho một lượng khí có khối lượng bất kì Nếu khối lượng khí là xác định (không đổi), hay nói cách khác, nếu ta xét một mol khí thì công thức (5) có thể thay bằng công thức (4) Do đó, công thức (4) được áp dụng cho một lượng khí có khối lượng xác định (không đổi) và có thể coi

là trường hợp riêng của công thức (5) Các công thức (1), (2), (3) lại là các trường hợp riêng của công thức (4) nếu ta lần lượt cho nhiệt độ, thể tích và áp suất của chất khí không đổi

Như vậy, với một lượng khí xác định (có khối lượng không đổi), thì từ các công thức (1), (2), (3), ta có thể rút ra các kết luận sau:

- Với nhiệt độ không đổi, thể tích khí tỉ lệ nghịch với áp suất của nó

- Với thể tích không đổi, áp suất khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó (hay áp suất khí biến thiên theo hàm bậc nhất đối với nhiệt độ của nó)

- Với áp suất không đổi, thể tích khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó

2 Muốn áp dụng các định luật và phương trình của chất khí để lập các phương trình liên hệ giữa các đại lượng p, V, T, ta cần xác định rõ lượng khí mà ta đang xét là lượng khí nào, có khối lượng xác định hay có khối lượng bất kì để áp dụng các công thức cho phù hợp

3 Khi áp dụng các công thức ở trên để lập phương trình cho một lượng khí đã xác định, cần xem xét các đại lượng đặc trưng của các trạng thái trước và trạng thái sau: đại lượng nào đã cho, đại lượng nào không cho trước nhưng có thể xác định được dựa vào các dữ kiện của đề bài và đại lượng nào cần tìm Từ đó ta có thể áp dụng được các công thức thích hợp để lập phương trình

4 Trong một số trường hợp ta cần phải xác định áp suất của khí bằng cách so sánh với áp suất tại một điểm nào đó trong chất lỏng Khi

đó, cần áp dụng công thức (với khối lượng riêng của chất lỏng, gia tốc trọng trường và độ cao của cột chất lỏng) Nếu chất lỏng là thủy ngân và được đo bằng m, cm hay mm, thì được thay bằng công thức

5 Đối với một số bài tập bằng đồ thị, để giải được ta cần lưu ý một

số nhận xét sau đây về đồ thị biểu diễn sự thay đổi của các thông số trạng thái của một lượng khí xác định:

 Trong hệ tọa độ (p,V), các đường đẳng nhiệt có dạng là các cung hyperbol Ứng với nhiệt độ càng cao, đường đẳng nhiệt càng dịch lên phía trên, nói cách khác, đường đẳng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn đường đẳng nhiệt ở dưới (hình 2.6)

 Trong hệ tọa độ (p,T), các đường thẳng mà kéo dài thì đi qua gốc tọa độ là các đường đẳng tích Ứng với thể tích càng nhỏ, đường đẳng tích có độ dốc càng lớn; hay nói cách khác, đường đẳng tích ở trên ứng với thể tích bé hơn đường đẳng tích ở dưới (hình 2.7)

 Trong hệ tọa độ (V,T), các đường thẳng mà kéo dài thì đi qua gốc tọa độ là các đường đẳng áp Ứng với áp suất càng nhỏ, đường đẳng áp có

độ dốc càng lớn; hay nói cách khác, đường đẳng áp ở trên ứng với áp suất

bé hơn đường đẳng áp ở dưới (hình 2.8)

(Hình 2.6) (Hình 2.7) (Hình 2.8)

2.4 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

2.4.1 Cơ sở định hướng của việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí [17]