Vận dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý dạy học chương động học chất điểm lớp 10 chương trình chuẩn

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong dạy học vật ly, bài tập là một công cụ rất quan trọng, hỗ trợ đắc lực cho việccủng cố tri thức, sáng tạo ra tri thức mới, mở rộng kiến thức, rèn luyện t

BỘGIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

và hoàn thành luận văn.

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, , luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, tác giả mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp của độc giả.

Tác giả

Trần Hữu Phước

BẢNG VIẾT TẮT Viết tắt Cụm từ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Ly do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

7 Đóng góp của đề tài 3

8 Dự kiến cấu trúc luận văn 3

CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 4

1.1 Bài tập trong dạy học vật ly … 4

1.1.1 Định nghĩa bài tập 4

1.1.2 Tác dụng của bài tập trong dạy học vật ly 4

1.1.3 Phân loại bài tập vật ly 5

1.2 Ly thuyết phát triển bài tập vật ly 8

1.2.1 Khái niệm phát triển bài tập vật ly 8

1.2.2 Tại sao trong dạy học BTVL cần vận dụng ly thuyết phát triển BTVL? 9

1.2.3 Các phương án phát triển bài tập vật ly 10

1.2.4 Phát triển BTVL trong dạy học BTVL 13

1.2.5 Quy trình xây dựng BTVL một chương theo ly thuyết phát triển BTVL 13

1.3 Các cách hướng dẫn HS giải BTVL 14

1.3.1 Hướng dẫn giải theo mẫu (híng dÉn Alg«rit) 14

1.3.2 Hướng dẫn tìm tòi (ơrixtic) 15

1.3.3 Định hướng khái quát chương trình hóa 16

1.4 Sử dụng bài tập trong dạy học vật ly theo ly thuyết phát triển bài tập 16

1.4.1 Giáo viên xây dựng bài tập mới từ BTCB theo mục tiêu dạy học 16

1.4.2 Hướng dẫn HS tự lực xây dựng bài tập mới 17

1.4.3 Bài học bài tập vật ly theo ly thuyết phát triển bài tập 17

Kết luận chương 1 18

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÝ 19

2.1 Vị trí, đặc điểm chương “Động học chất điểm” trong chương trình vật ly lớp 10 19

2.2 Mục tiêu dạy học chương “Động học chất điểm” 19

2.3 Nội dung kiến thức cơ bản chương “ Động học chất điểm” 20

2.3.1 Grap hóa nội dung chương “Động học chất điểm” theo sách vật ly lớp 10 chương trình chuẩn 20

2.3.2 Những đơn vị kiến thức cơ bản trong chương “Động học chất điểm” 21

2.4 Thực trạng việc dạy học bài tập vật ly chương “Động học chất điểm” ở một số trường phổ thông 25

2.5 Xây dựng bài tập cơ bản trong chương “Động học chất điểm” 27

2.5.1 BTCB 1 Xác định phương trình của chuyển động thẳng đều 28

2.5.2 BTCB 2 Khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều 29

2.5.3 BTCB 3 Khảo sát vật rơi tự do 29

2.5.4 BTCB 4 Khảo sát chuyển động tròn đều 30

2.5.5 BTCB 5 Công thức cộng vận tốc 30

2.6 Phát triển BTCB trong chương “Động học chất điểm” 30

2.6.1 Phát triển BTCB 1 30

2.6.2 Phát triển BTCB 2 36

2.6.3 Phát triển BTCB 3 45

2.6.4 Phát triển BTCB 4 52

2.6.5 Phát triển BTCB 5 58

2.7 Thiết kế một số giáo án vận dụng ly thuyết phát triển bài tập dạy học chương “Động học chất điểm’’ nhằm ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và phát triển năng lực tư duy cho học sinh 63

2.7.1 Giáo án 1 (tiết 5) Bài tập về chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều 63

2.7.2 Giáo án 2( tiết bám sát) Bài tập về chuyển động rơi tự do 63

2.7.3 Giáo án 3 ( tiết 11) Bài tập về chuyển động tròn đều và tính tương đối của chuyển động 63

2.7.4 Giáo án 4 Tổng kết chương ’’Động học chất điểm ’’ 63

Kết luận chương 2 64

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 88

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 61

3.2 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 61

3.3 Phương pháp thực nghiệm 61

3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm 66

3.5 Kết quả thực nghiệm sư phạm 66

3.5.1 Phân tích định lượng 66

3.5.2 Phân tích định tính, đánh giá 69

Kết luận chương 3 71

KẾT LUẬN 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

PHỤ LỤC I PL1 PHỤ LỤC II PL 3 PHỤ LỤC III PL32 PHỤ LỤC IV PL37

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong dạy học vật ly, bài tập là một công cụ rất quan trọng, hỗ trợ đắc lực cho việccủng cố tri thức, sáng tạo ra tri thức mới, mở rộng kiến thức, rèn luyện tính tự lực của họcsinh, qua đó phát triển được hoạt động nhận thức và bồi dưỡng phương pháp nghiên cứukhoa học cho học sinh BTVL có y nghĩa quan trọng trong việc kiểm tra đánh giá kiếnthức, tính tự lực, tính cẩn thận, tính kiên trì, phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh, tinhthần vượt khó của HS, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn và đời sống

Thực tế dạy học ở trường phổ thông hiện nay, do lượng kiến thức phong phú, giờhọc ly thuyết trên lớp chiếm nhiều so với giờ học sinh luyện tập nên khả năng giải bài tậpcủa học sinh còn yếu Có học sinh giải được nhiều bài tập cơ bản, tổng hợp nhưng chưanhận ra được các bài tập cơ bản trong một bài tập tổng hợp và chưa thể t ừ bài tập tổnghợp đó phân tích dưới nhiều góc độ khác nhau để rút ra kết luận cho hàng loạt các bài tậpkhác Tinh thần cơ bản của ly thuyết phát triển bài tập là từ một bài tập cơ bản ban đầubiến đổi theo các hướng khác nhau để bài tập phức tạp dần, huy động thêm các kiến thức

để nội dung bài tập phong phú dần, tính thực tiễn ứng dụng tăng lên; quá trình phát triểnbài tập là quá trình xây dựng hệ thống bài tập từ đơn giản đến phức tạp, từ ly thuyết đếnthực tiễn; việc HS giải hệ thống bài tập là quá trình củng cố, vận dụng kiến thức từ rời rạcđến hệ thống; HS từ chỗ thụ động giải bài tập do giáo viên giao đến chỗ chủ động đặt bàitập để giải theo mục tiêu cho trước HS không cần giải nhiều bài tập mà chỉ cần một hệthống bài tập xác định vẫn nắm vững nội dung dạy học theo chuẩn kiến thức, kỹ năng Vìvậy, vận dụng ly thuyết phát triển bài tập vật ly để học sinh quen dần các dạng bài tập, rènluyện khả năng tự học, tư duy linh hoạt, nhạy bén, mềm dẻo cho học sinh là rất cần thiết,đặc biệt là phần động học chất điểm Mặt khác, vì đây là phần đầu của chương trình nênnếu nắm được việc vận dụng ly thuyết phát triển bài tập vào dạy học bài tập vật ly sẽ giúphọc sinh củng cố kiến thức và bồi dưỡng tư duy linh hoạt, sáng tạo, có cái nhìn rõ ràngcho từng phần tiếp theo

Với những lí do trên, tôi chọn đề tài: “Vận dụng ly thuyết phát triển bài tập vật lydạy học chương “Động học chất điểm” lớp 10 chương trình chuẩn

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Vận dụng ly thuyết phát triển bài tập vật ly vào dạy học bài tập chương “Động họcchất điểm” lớp 10 (chương trình chuẩn) nhằm nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức vàkỹ năng của học sinh khi học chương chương này

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng

- Quá trình dạy học vật ly ở trường THPT

- Bài tập vật ly

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Dạy học bài tập Vật ly chương “Động học chất điểm” vật ly lớp 10, chương trình chuẩn

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu vận dụng ly thuyết phát triển bài tập vật ly ở chương “Động học chất điểm” một cách hợp ly sẽ góp phần nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức và kỹ năngcủa học sinh.

5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

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

5.2 Nghiên cứu, tìm hiểu ly thuyết phát triển bài tập vật ly

5.3 Tìm hiểu mục tiêu, nội dung DH chương “Động học chất điểm” chương trình chuẩn.5.4 Xây dựng hệ thống BT chương “Động học chất điểm” theo ly thuyết phát triển BTVL5.5 Đề xuất phương án dạy học BT với hệ thống BT đã xây dựngly thuyết phát triển BT.5.6 Thực nghiệm sư phạm

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.

- Nghiên cứu tài liệu về dạy học nhằm phát triển tư duy trong hoạt động nhận thứccủa học sinh

- Nghiên cứu cơ sở ly luận của BTVL

- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách bài tập và sách tham khảo để phântích cấu trúc logic, nội dung kiến thức ở chương “Động học chất điểm” ở lớp 10 chươngtrình chuẩn

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Xây dựng một số phương án mẫu để phát triển BTCB thành BTPH ở phần độnghọc chất điểm

- Thực hiện một số phương án đã xây dựng vào dạy học để kiểm tra giả thiết khoahọc của đề tài

6.3 Phương pháp thống kê toán học

Dùng phương pháp này để xử ly kết quả thực nghiệm sư phạm từ đó rút ra kết luậnđồng thời đề xuất việc vận dụng cho các phần khác của chương trình vật ly

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

Chương 2 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Động học chất điểm”

theo ly thuyết phát triển bài tập vật ly

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT

LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

Bài tập là một phương tiện dạy học truyền thống phát huy có hiệu quả chức nănggiáo dưỡng, giáo dục, phát triển và giáo dục kỹ thuật tổng hợp Chính vì vậy, dạy học bàitập vật ly giữ vị trí đặc biệt quan trọng Trong chương này chúng tôi hệ thống hóa những

cơ sở lí luận về BTVL và giới thiệu một ly thuyết mới về dạy học BTVL đang đượcnghiên cứu, triển khai gần đây nhằm khai thác hiệu quả hơn các chức năng lí luận dạy họccủa BTVL, đặc biệt là nâng cao tính chủ động học tập của HS trong hoạt động giảiBTVL, biến học thành tự học

1.1 Bài tập trong dạy học vật lý

1.1.1 Định nghĩa bài tập

Bài tập vật ly được hiểu là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suylí lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương phápvật ly [14]

Cần phân biệt bài tập và bài toán

Bài toán là một vấn đề cần giải quyết xuất hiện trong mọi lĩnh vực nghiên cứu đờisống xã hội Bài toán có ngoại diên rộng hơn, việc giải bài toán đòi hỏi vận dụng sự hiểubiết đa lĩnh vực và uy tín thực tiễn

Bài tập là bài toán nhỏ (phạm vi hẹp) chỉ dùng trong dạy học

Trong luận văn chỉ nghiên cứu dạy học bài tập vật ly

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

Trong quá trình dạy học, các bài tập vật ly có tầm quan trọng đặc biệt Chúng cónhững tác dụng sau [11]:

a Bài tập giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức

Bài tập giúp luyện tập cho HS phân tích để nhận biết được những biểu hiện phức tạpcủa các khái niệm, định luật vật ly trong tự nhiên

b Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới

Ở những lớp trên của bậc THPT, với trình độ toán học đã khá phát triển, nhiềukhi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn HS đến những suy nghĩ về mộthiện

tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bàitập phát hiện ra

c Giải BTVL rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng ly thuyết vào thực tiễn; rèn luyệnthói quen vận dụng kiến thức khái quát

d Giải BTVL là một trong những hình hình thức làm việc tự lực cao của HS

Trong khi làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài, tự xâydựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà HS rút ra được nên tư duy

HS được phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ được nâng cao, tính kiên trì đượcphát triển

đ Giải bài tập vật ly góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của HS

e Giải bài tập vật ly để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của HS

Như vậy, BTVL phát huy chức năng lí luận dạy học ở cả 4 nhiệm vụ:

- Chức năng giáo dưỡng

- Chức năng giáo dục

- Chức năng phát triển tư duy

- Chức năng giáo dục kỹ thuật tổng hợp

Vì vậy, bài tập được sử dụng trong tất cả các yếu tố của quá trình DH:

- BT dùng tạo tình huống có vấn đề

- BT dùng để xây dựng kiến thức mới

- BT dùng củng cố, vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng

- BT dùng ôn tập, hệ thống hóa kiến thức, kỹ năng

- BT dùng kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng

1.1.3 Phân loại bài tập vật lý

Có nhiều kiểu gọi tên phân loại BT khác nhau dựa trên các dấu hiệu khác nhau

1.1.3.1 Phân loại BTVL theo các phương tiện giải [11]

a Bài tập định tính

Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải, HS không cần phải thực hiện cácphép tính phức tạp hay chỉ phải làm các phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được Muốn

giải những bài tập định tính, HS phải thực hiện những phép suy luận logic, do đó phảihiểu rõ bản chất (nội hàm) của các khái niệm, định luật vật ly và nhận biết về những biểuhiện của chúng trong các trường hợp cụ thể Đa số các bài tập định tính yêu cầu HS giảithích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trong những điều kiện xác định [11]

Bài tập định tính có rất nhiều ưu điểm về phương pháp học Nhờ đưa được ly thuyếtvừa học lại gần với đời sống xung quanh, các bài tập này làm tăng thêm ở HS hứng thúvới môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát của HS Vì phương pháp giải bài tập nàybao gồm việc xây dựng những suy lí logic dựa trên các định luật vật ly nên chúng làphương tiện rất tốt để phát triển tư duy của HS Việc giải bài tập đó rèn luyện cho HShiểu rõ được bản chất của các hiện tượng vật ly và những quy luật của chúng, dạy cho HSbiết áp dụng kiến thức vào thực tiễn Việc giải các bài tập định tính này rèn luyện cho HSchú y đến việc phân tích nội dung vật ly của các bài tập tính toán

Do tác dụng về nhiều mặt như trên nên bài tập định tính được ưu tiên hàng đầu saukhi học xong ly thuyết và trong khi luyện tập, ôn tập về vật ly

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

b Bài tập tính toán

Bài tập tính toán là những bài tập mà muốn giải chúng, ta phải thực hiện một loạtphép tính và kết quả là thu được một đáp số định lượng, tìm giá trị một số đại lượng vật

ly Có thể chia bài tập tính toán ra làm hai loại : bài tập tập dượt và bài tập tổng hợp [8]Bài tập tính toán tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ đề cập đếnmột hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản Những bài tập nàycó tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm cho HS hiểu rõ y nghĩa định luật vàcác công thức biểu diễn chúng, sử dụng các đơn vị vật ly và thói quen cần thiết để giảinhững bài tập phức tạp hơn

Bài tập tính toán tổng hợp là bài tập mà muốn giải nó thì phải vận dụng nhiều kháiniệm, định luật, dùng nhiều công thức Những kiến thức cần sử dụng trong việc giải bàitập tổng hợp có thể là những kiến thức đã học trong nhiều bài trước Loại bài tập này cótác dụng đặc biệt giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác

nhau giữa các phần của chương trình vật ly, tập cho HS biết phân tích những hiện tượngthực tế phức tạp ra thành những phần đơn giản tuân theo một định luật xác định

c Bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lythuyết hoặc tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập Những thí nghiệm nàythường là những thí nghiệm đơn giản, có thể làm ở nhà, với những dụng cụ đơn giản dễtìm hoặc tự làm được Để giải các bài tập thí nghiệm, đôi khi cũng cần đến những thínghiệm đơn giản Bài tập thí nhiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lượng [8].Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục và giáodục kỹ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa ly thuyết và thực tiễn.Cần chú y rằng: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các số liệu đểgiải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng xảy ra như thế Cho nên phần vận dụngcác định luật vật ly để ly giải các hiện tượng mới là nội dung chính của bài tập thínghiệm

d Bài tập đồ thị

Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để giải phải tìmtrong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi HS phải biểu diễn quá trình diễn biếncủa hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị [11]

Ta đã biết đồ thị là một hình thức để biểu đạt mối quan hệ giữa hai đại lượng vật ly,tương đương với cách biểu đạt bằng lời hay công thức Nhiều khi nhờ vẽ được chính xác đồthị biểu diễn các số liệu thực nghiệm mà ta có thể tìm được định luật vật ly mới Bởi vậy,các bài tập luyện tập sử dụng đồ thị có vị trí ngày càng quan trọng trong dạy học vật ly.Bài tập vật ly rất đa dạng, mỗi loại đều có những ưu thế riêng trong việc bồi dưỡng

tư duy HS Việc sử dụng ly thuyết phát triển bài tập vật ly để biến đổi bài tập từ loại này

sang loại khác là điều kiện tốt để khai thác ưu thế của các loại bài tập trong bồi dưỡng tưduy HS.

1.1.3.2 Phân loại dựa theo nội dung [14]

BT được chia theo các tài liệu vật ly như BT cơ học, BT nhiệt học, BT điện học, BTquang học, BTVL hạt nhân, BT có nội dung trừu tượng, BT có nội dung cụ

thể, BT có nội dung kỹ thuật tổng hợp, BT có nội dung lịch sử, BT vui… Sự phân chianày chỉ có tính chất tương đối

1.1.3.3 Phân loại theo yêu cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tư duy HS trong quá trình dạy học [14]

Người ta phân biệt các BT luyện tập và BT sáng tạo Các BT luyện tập thường dùng

để luyện tập cho HS những kiến thức để giải các BT theo mẫu, không đòi hỏi tư duy sángtạo của HS mà chủ yếu giúp HS rèn luyện để nắm vững phương pháp giải đối với mộtloại BT nhất định đã được chỉ dẫn Các bài tập sáng tạo, khi giải chúng đòi hỏi ở HS tưduy sáng tạo, có tác dụng hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho HS

1.2.3.4 Phân loại theo mức độ phức tạp (hay theo số lượng KTCB được sử dụng) [15]

Bài tập cơ bản (BTCB) và bài tập tổng hợp (BTTH) BTCB chỉ nhằm củng cố, vậndụng những kiến thức, kĩ năng đã học ở mức độ đơn giản, khi giải HS sử dụng một đơn vịkiến thức cơ bản, loại bài tập này phù hợp với HS có học lực trung bình và học lực yếutrở xuống BTTH được biên soạn dựa trên cơ sở mở rộng hệ thống kiến thức, kỹ năng cơ bản,khi giải BTTH HS cần phải nhận ra các KTCB trong BTTH hay nhận ra nhiều BTCB phối hợpvới nhau trong BTTH, loại bài tập này phù hợp với HS có học lực trung bình trở lên

Trong luận văn này, chọn cách phân loại BT dựa vào mức độ phức tạp

Như vậy, bài tập trong DHVL rất đa dạng, phong phú, phát huy chức năng ở tất cảcác nhiệm vụ của DHVL và được sử dụng trong tất cả các yếu tố cấu trúc của quá trìnhdạy học Vì vậy, trong thực tiễn dạy học đôi khi dạy học BT bị tuyệt đối hóa đến cựcđoan; tài liệu về bài tập rất nhiều HS và phụ huynh hoang mang trước một số lượng lớnsách bài tập, làm sao giải cho hết dạng để thi cử đạt yêu cầu; giải BTVL trở thành gánhnặng đối với HS Đối với GV dạy BTVL đảm bảo phát huy chức năng lí luận DH của BT

là rất khó, GV phải tự xác định mục tiêu, lựa chọn BT, phương pháp dạy học BT; lythuyết phát triển BTVL ra đời nhằm giải quyết khó khăn nêu trên.

1.2 Lý thuyết phát triển bài tập vật lý [16]

1.2.1 Khái niệm phát triển bài tập vật lý

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

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

Phát triển bài tập là biến đổi một BTCB thành các BTTH theo các phương án khácnhau

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

Vai trò của BTVL trong dạy học vật ly là hết sức quan trọng, việc sử dụng chúngtrong giờ học lại càng quan trọng trong việc phát triển tính tích cực nhận thức của HS

Để nâng cao hiệu quả của một giờ dạy BTVL và đặc biệt nâng cao hiệu quả củaBTVL vừa giải, chúng ta không nên thỏa mãn với việc tìm ra lời giải và đáp số mà hãynhìn nhận bài tập vừa chữa dưới góc độ khác nhau, với những lời giải khác nhau (nếu có),hãy xem xét y nghĩa các số liệu, đối chiếu chúng với thực tế, rút ra những nhận xét bổ ích,chỉ ra được mấu chốt của từng lời giải, đâu là cái mới, cái cũ, Nói cách khác, chúng taphải mổ xẻ bài tập vừa giải cũng như lời giải bài tập đó để tìm ra cái mới trong đó

Mặt khác, trong thực tế dạy học học sinh thường gặp nhiều bài tập cùng dạng tuychúng có thể khác nhau về cách diễn đạt nhưng lại dùng những công thức, kiến thứcgiống nhau để lập luận và tìm ra lời giải Nếu như vậy thì sẽ không hiệu quả khi chúng tayêu cầu học sinh cứ giải hết bài tập này đến bài tập khác trong cùng một dạng, nó vừa mấtthời gian, dễ dẫn đến nhàm chán và không phát huy được các đối tượng học sinh khá giỏi

Chính vì vậy, cần chọn bài tập điển hình, sau đó thông qua bài tập điển hình nhận xét, đánhgiá chỉ ra lời giải cho các bài tập khác

Trong tài liệu tham khảo học sinh thường gặp các bài toán phức tạp mà khi giảichúng, buộc các em phải chia thành các bài tập nhỏ để giải, đó là các BTCB Việc chuyển

BTTH thành các BTCB là công việc khó khăn nhất của học sinh vì các em khó pháthiện mình gặp bao gồm những BTCB nào Thế thì chúng ta hãy xuất phát từ BTCB vàbiến nó thành BTPH (mở rộng bài tập) Nếu làm được điều này thì khi gặp những BTTH,các bài tập cùng dạng với bài tập vừa giải học sinh dễ dàng tìm ra lời giải Nói như vậy cónghĩa là thông qua BTCB học sinh nắm được BTTH, thông qua lời giải BTCB học sinhcó lời giải BTTH

Phát triển BTCB thành BTTH làm cho học sinh không chỉ nắm được một bài tập màthông qua đó nắm được nhiều bài tập nữa, học sinh không những nắm kiến thức một cáchchắc chắn và sâu sắc mà còn làm tăng sự hứng thú, năng lực làm việc độc lập, tích cựcnhận thức của học sinh Vì ở đây học sinh vừa cố gắng hoàn thành nhiệm vụ cho mìnhbằng cách tự đặt ra các đề bài tập Lúc này giáo viên chỉ đóng vai trò làm trọng tài và cốvấn là chủ yếu

Tuy nhiên, trong các giờ dạy bài tập không nên phức tạp bài toán quá nhiều và mấtthời gian cho công việc này Chúng ta nên phân bố thời gian một cách hợp ly để hoànthành nhiệm vụ hướng dẫn HS giải bài tập, đó là củng cố kiến thức cũ, giúp HS nắm kiếnthức mới, phát triển năng lực làm việc độc lập, tích cực nhận thức đồng thời giúp học sinhnắm bắt thêm những dạng toán tương tự, những BTTH trên cơ sở những BTCB vừa giải

1.2.3 Các phương án phát triển bài tập vật lý

Theo tác giả Phạm Thị Phú [16], việc phát triển BTVL cần phải trải qua các hoạtđộng: Chọn BTCB, phân tích cấu trúc của BTCB, mô hình hoá BTCB, phát triển BTCBtheo 5 phương án khác nhau

Việc chọn BTCB là hành động có tính quyết định cho việc củng cố kiến thức, kỹnăng nào? Hành động này bao gồm việc:

- Xác định mục tiêu: cần củng cố kiến thức cơ bản nào? Nội dung của kiến thức đó,phương trình liên hệ các đại lượng, công thức biểu diễn,

- Chọn hoặc đặt đề bài tập

- Xác định dữ kiện, ẩn số

- Mô hình hoá đề bài và hướng giải

Từ BTCB, có thể phát triển thành những BTTH muôn hình, muôn vẻ Về mặt lyluận, có thể khái quát thành năm hướng phát triển bài tập như sau:

Phương án 1 Hoán vị giả thiết và kết luận của BTCB để được BTCB khác có độ

khó tương đương

Phương án 2 Phát triển giả thiết BTCB

Dữ kiện bài toán không liên hệ trực tiếp với ẩn số bằng phương trình biểu diễnkiến thức cơ bản mà kiên hệ gián tiếp thông qua cái chưa biết trung gian a, b, nhờphương trình biểu diễn kiến thức cơ bản khác Phát triển giả thiết BTCB là thay giả thiếtcủa bài tập đó bằng một số BTCB khác buộc tìm các đại lượng trung gian là cái chưa biếtliên hệ dữ kiện với ẩn số

f (a, b, c, x)

Giả thiết a, b, c

Cho a, b, x

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

Tìm c

Tìm a Tìm b

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

Phương án 3 Phát triển kết luận BTCB

- Cái cần tìm (ẩn số) không liên hệ trực tiếp với dữ kiện bằng một kiến thức cơ bản

mà thông qua các ẩn số trung gian Phát triển kết luận là thay kết luận của BTCB bằng

một số BTCB trung gian để tìm ẩn số trung gian X, Y, liên kết dữ liệu a, b, c và các ẩn số x 1 , y 1

- Mức độ phức tạp phụ thuộc số bài toán trung gian (số ẩn số trong bài toán trung gian)

Phương án 4 Đồng thời phát triển giả thiết và kết luận của BTCB (kết hợp hướng 1

Chưa biết ax

ax 1 , ax 2

Chưa biết c

G thiết a, b, c Chưa biết b

Ẩn số x

1

Ẩn số x 3

f( a,b,c,x)

Phương án 5 Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán vị giả thiết kết luận

(kết hợp cả 4 hướng trên)

1.2.4 Phát triển BTVL trong dạy học BTVL

Việc phát triển bài tập phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Mục tiêu giáo dưỡng: cần củng cố, khắc sâu kiến thức nào

- Nội dung kiến thức của bài tập

- Trình độ năng lực tư duy, khả năng làm việc tích cực, độc lập của học sinh vàmục tiêu phát triển tương ứng

-Thời gian tiết học

1.2.5 Quy trình xây dựng BTVL một chương theo lý thuyết phát triển BTVL [16]

1 Giáo viên xác định hệ thống BTCB của chương

- Xác định nội dung kiến thức cơ bản của chương

- Các phương trình biểu diễn

- Lựa chọn BTCB

Cho

a, b, x1Tìm c

Cho

a, c, x2Tìm b

Cho

b, c, x3

Tìm a

f( a,b,c,x) Giả thiết

b1, b2Chưa biết

bx

bx1, bx2

Chưa biết b

cx1, cx2

- Mô hình hoá bài tập.

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

3 Giáo viên khái quát hoá phương pháp giải BTCB và phân tích bài tập Các dữkiện a,b,c liên hệ với x bằng những phương trình, kiến thức cơ bản là f(a,b,c) = f Nắmđược phương trình này sẽ giải quyết được hàng loạt bài tập khác

4 Giáo viên phát triển bài tập bằng cách hoán vị giả thiết, kết luận để được BTCBcó độ khó tương đương

5 Giáo viên yêu cầu học sinh phát triển bài tập theo hướng 1 (làm theo mẫu) bằngngôn ngữ nói Điều này có tác dụng tốt trong việc học sinh nắm vững kiến thức cơ bản vàbồi dưỡng năng lực diễn đạt bằng ngôn ngữ nói cho học sinh

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

luận, giáo viên có thể phân tích: nếu trong BTCB không cho a mà cho a 1 , a 2 , a 3 (a liên hệ

với a 1 , a 2 , a 3 bằng kiến thức cơ bản mà học sinh đã học) thì các em có giải được không ?Từ đó em hãy đặt lại vấn đề bài tập đã cho, các em học sinh khá có thể tham gia xây dựngbài mới

7 Giáo viên hướng dẫn phát triển bài tập theo cách phát triển đồng thời giả thiết, kếtluận hoặc phát triển kết luận và hoán vị chúng Ở giai đoạn này tính tự lực của HS đãđược nâng lên về chất: HS vừa là người đặt vấn đề, vừa là người giải quyết vấn đề

1.3 Các cách hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý [14]

1.3.1 Hướng dẫn giải theo mẫu (híng dÉn Alg«rit)

Sự hướng dẫn hành động theo mẫu thường được gọi là hướng dẫn Algôrit Ở đâyhướng dẫn Algôrit được dùng với y nghĩa là một quy tắc hành động hay một chương trìnhhành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, chỉ cần thực hiện theotrình tự mà quy tắc đã chỉ ra thì chắc chắn sẽ đến kết quả

Hướng dẫn Algôriht là hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh hành động cụ thể cần thựchiện và trình 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 học sinh hiểu một cách đơn giản và học sinh

là nắm vững

Kiểu hướng dẫn Algôrit không đòi hỏi học sinh tự mình tìm tòi xác định các hànhđộng cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra, mà chỉ đòi hỏi học sinh chấp hành các

hành động mà giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ giải được các bài tập đã cho Kiểuhướng dẫn này đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài toán để xác định một trình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải các bàitoán Cần đảm bảo cho các hành động đó là hành động sơ cấp đối với học sinh, nghĩa làkiểu hướng dẫn này đòi hỏi phải xây dựng được Algôrit bài toán

Kiểu hướng dẫn Algôrit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phươngpháp giải một bài tập điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kỹ năng giải một bàitoán xác định Người ta xây dựng các Algôrit giải cho từng loại bài toán cơ bản, điển hình

và luyện tập cho học sinh kỹ năng giải các bài toán đó dựa trên việc làm cho học sinhđược các Algôrit giải

Kiểu hướng dẫn Algôrit có ưu điểm là bảo đảm cho học sinh giải bài toán đã chomột cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài toán của học sinh có hiệuquả Tuy nhiên, nếu chỉ hướng dẫn học sinh luôn luôn áp dụng kiểu Algôrit để giải bàitoán thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo mẫu đã cósẵn, do vậy ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng tạo và sự pháttriển tư duy bị hạn chế

1.3.2 Hướng dẫn tìm tòi (Ơrixtic)

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi y cho học sinh suy nghĩ, tìmtòi, phát hiện cách giải quyết vấn đề Ở đây không phải là giáo viên chỉ dẫn cho học sinhchấp hành các hành động theo hướng đã có để đi đến kết quả, mà giáo viên gợi mở để họcsinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt kết quả

Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn

để giải quyết được bài toán, đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy chohọc sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tính trạng giáo viên làm thay chohọc sinh trong việc giải bài tập Nhưng vì kiểu hướng dẫn này đòi hỏi học sinh phải tự lựctìm cách giải quyết chứ không chỉ chấp hành theo mẫu nhất định đã được chỉ ra, nên

không phải bao giờ cũng bảo đảm cho học sinh giải được bài toán một cách chắc chắn.Khó khăn của kiểu hướng dẫn này chính là ở chỗ hướng dẫn của giáo viên phải làm sao

không đưa học sinh đến chỗ thừa Sự hướng dẫn như vậy nhằm giúp học sinh trong việcđịnh hướng suy nghĩ vào phạm vi cần tìm tòi, chứ không thể ghi nhận tái tạo cái có sẵn

1.3.3 Định hướng khái quát chương trình hóa

Định hướng khái quát chương trình hoá cũng là sự hướng dẫn cho học sinh tự tìmtòi cách giải quyết vấn đề Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là giáo viên hướng dẫnhoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề Sựđịnh hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh Nếu học sinhkhông đáp ứng được thì giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự định hướng khái quát banđầu, cụ thể hoá thêm một bước bằng cách gợi y thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi tìmtòi, giải quyết cho vừa sức với học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìmtòi giải quyết thì sự hướng dẫn của giáo viên trở thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảocho học sinh hoàn thành được yêu cầu một bước, sau đó yêu cầu học sinh tự lực tìm tòigiải quyết bước tiếp theo Nếu cần giáo viên giúp đỡ thêm cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trìnhhoạt động giải bài toán của học sinh, nhằm giúp học sinh tự giải được bài toán đã cho,đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài toán

Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm kết hợp được việc thực hiện các yêu cầu:

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

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

Để làm tốt thì yêu cầu giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giải toán và có sựđiều chỉnh thích hợp với từng đối tượng học sinh

1.4 Sử dụng bài tập trong dạy học vật lý theo lý thuyết phát triển bài tập

1.4.1 Giáo viên xây dựng bài tập mới từ BTCB theo mục tiêu dạy học

Như vậy, từ một BTCB ban đầu, tùy theo cách phát triển theo phương án nào mà cóđược bài tập mới (BTTH) có độ khó, độ phức tạp khác nhau Căn cứ mục tiêu dạy học củabài tập để xây dựng BT mới theo cấu trúc quy trình sau:

- Xác định mục tiêu dạy học của BT

- Xác định độ khó của BT.

- Lựa chọn phương án phát triển BTCB

- Xây dựng bài tập mới

- Sử dụng bài tập mới theo mục tiêu đã định

1.4.2 Hướng dẫn HS tự lực xây dựng bài tập mới

Căn cứ vào quy trình xây dựng BTVL theo ly thuyết phát triển BTVL.Trong quátrình giải BT, GV hướng dẫn HS tự lực xây dựng bài tập mới theo yêu cầu sau:

- Xác định nội dung KTCB của BT

- Xác định độ khó của BT

- Khái quát hoá phương pháp giải BT và phân tích BT Các dữ kiện a,b,c liên hệ

với x bằng những phương trình KTCB là f(a,b,c,x) = f Mô hình hóa các mối liên hệ giữa

cái đã cho, cái phải tìm và cái chưa biết

- Lựa chọn phương án phát triển BTCB

- Xây dựng bài tập mới theo phương án phát triển BTCB đã lựa chọn như sau:

+ Hoán vị giả thiết, kết luận để BT có độ khó tương đương

+ Phát triển giả thiết hoặc phát triển kết luận

+ Phát triển đồng thời giả thiết, kết luận

+ Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán vị chúng

1.4.3 Bài học bài tập vật lý theo lý thuyết phát triển bài tập

Mục tiêu:

- HS nắm vững kiến thức cơ bản cần củng cố

- Kỹ năng giải BT từ đơn giản đến phức tạp

- Làm quen với việc phát triển BT của GV

- Bước đầu xây dựng BT mới theo PA phát triển BTCB.

Cấu trúc bài học:

+ HS về nhà giải.

Kết luận chương 1

Bài tập là một phương tiện dạy học truyền thống phát huy có hiệu quả chức nănggiáo dưỡng, giáo dục, phát triển và giáo dục kỹ thuật tổng hợp Chính vì vậy, dạy học bàitập vật ly giữ vị trí đặc biệt quan trọng Trong chương này chúng tôi hệ thống hóa những

cơ sở lí luận về BTVL và giới thiệu một ly thuyết mới về dạy học BTVL đang đượcnghiên cứu, triển khai gần đây nhằm khai thác hiệu quả hơn các chức năng lí luận dạy họccủa BTVL, đặc biệt là nâng cao tính chủ động học tập của HS trong hoạt động giảiBTVL, biến học thành tự học

Bài tập trong DHVL rất đa dạng, phong phú, phát huy chức năng ở tất cả các nhiệm

vụ của DHVL và được sử dụng trong tất cả các yếu tố cấu trúc của quá trình dạy học Vìvậy, trong thực tiễn dạy học đôi khi dạy học BT bị tuyệt đối hóa đến cực đoan; tài liệu vềbài tập rất nhiều HS và phụ huynh hoang mang trước một số lượng lớn sách bài tập, làmsao giải cho hết dạng để thi cử đạt yêu cầu; giải BTVL trở thành gánh nặng đối với HS.Đối với GV dạy BTVL đảm bảo phát huy chức năng lí luận DH của BT là rất khó, GVphải tự xác định mục tiêu, lựa chọn BT, phương pháp dạy học BT; ly thuyết phát triểnBTVL ra đời nhằm giải quyết khó khăn nêu trên

Phát triển BT vật ly vừa thực hiện tốt chức năng giáo dưỡng (ôn tập, củng cố, hệthống hoá kiến thức) vừa góp phần tăng cường hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹnăng của HS, vừa phát triển năng lực diễn đạt ngôn ngữ của HS Ở đây mọi HS đều thamgia giải BT để chiếm lĩnh kiến thức, kỹ năng, không còn thụ động tìm các đề bài để giải

mà vai trò của họ còn lớn hơn đó là đặt các đề bài và hiển nhiên việc giải quyết chúngnằm trong tầm tay của các em

Vậy thông qua việc phát triển BT vật ly không những kiến thức của HS được rènluyện và nâng cao mà tính tích cực chủ động đề xuất các vấn đề giải quyết cũng đượcnâng lên biến học thành tự học, hạn chế việc HS đến các lớp học thêm, lò luyện thi, gópphần hạn chế tiêu cực trong giáo dục

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÝ 2.1 Vị trí, đặc điểm chương “Động học chất điểm” trong chương trình vật lý lớp 10 Chương “Động học chất điểm” là chương đầu tiên của chương trình chuẩn vật ly lớp

10, tiếp nối phát triển kiến thức về cơ học trung học cơ sở

Chương “Động học chất điểm” trang bị các khái niệm nền tảng làm cơ sở nghiêncứu động lực học chất điểm, cân bằng và chuyển động của vật rắn, các định luật bảo toàn

Sự sắp xếp này có tính kế thừa, phù hợp với lôgíc nội dung của chương trình Do đó,chương “Động học chất điểm” có vị trí quan trọng trong chương trình vật ly lớp 10 nóiriêng và vật ly phổ thông nói chung

Phân bố thời lượng dạy học chương này có 16 tiết, trong đó có 8 tiết xây dựng kiếnthức mới, 2 tiết bài tập, 2 tiết thực hành, 1 tiết ôn tập, 1 tiết kiểm tra và 2 tiết học tự chọn(là các tiết bài tập được sắp xếp liền sau các tiết bài tập theo phân phối chương trình nhằmcủng cố kiến thức cơ bản và phát triển năng lực tư duy cho học sinh)

2.2 Mục tiêu dạy học chương “Động học chất điểm”.

- Học sinh phải nắm vững các khái niệm: Chuyển động cơ, chất điểm, chuyển độngthẳng đều, chuyển động thẳng nhanh dần đều, chuyển động thẳng chậm dần đều, chuyểnđộng rơi tự do, chuyển động tròn đều, tính tương đối của chuyển động, công thức cộngvận tốc

- Học sinh phải hiểu, có kỹ năng vận dụng các kiến thức trên để giải thích các hiệntượng vật ly, các bài tập định tính, bài tập định lượng trong chương “Động học chấtđiểm”

- Vận dụng được những kiến thức trên để lí giải được một số hiện tượng trongchuyển động và giải được một số bài toán về chuyển động của chất điểm

- Tập dượt để có kĩ năng suy luận chặt chẽ

- Rèn luyện tác phong làm việc khoa học, tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, có y thức vậndụng những hiểu biết vật ly vào đời sống

- Bồi dưỡng lòng yêu khoa học kĩ thuật, thái độ hợp tác trong lao động.

- HS có hứng thú học tập vật ly, yêu thích tìm tòi khoa học, có thái độ khách quantrung thực

- Bồi dưỡng tư duy linh hoạt sáng tạo thông qua giải BT bằng một số phương phápkhác nhau, giải được BT có nội dung thực tế (bài toán có vấn đề)

- Giáo dục tinh thần đoàn kết, thái độ hợp tác trong hoạt động nhóm.

2.3 Nội dung kiến thức cơ bản chương “ Động học chất điểm”

2.3.1 Grap hóa nội dung chương “Động học chất điểm” theo sách vật lý lớp 10 chương trình chuẩn

2.3.2 Những đơn vị kiến thức cơ bản trong chương “Động học chất điểm”.

2.3.2.1 Các khái niệm cơ bản về chuyển động.

Để mô tả chuyển động về mặt động học cần các khái niệm cơ bản sau:

- Công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều: v = v0 + at

Chuyển động thẳng nhanh dần đều: a cùng dấu với v0

Chuyển động thẳng chậm dần đều: a ngược dấu với v0

- Đơn vị đo vận tốc là: m/s, hoặc km/h

d Gia tốc

- Gia tốc của chuyển động là đại lượng vectơ xác định bằng thương số giữa độ biến

thiên vận tốc ∆uurv và khoảng thời gian vận tốc biến thiên ∆t: a v

- Đơn vị của gia tốc là m/s2

e Công thức tính quãng đường

- Công thức tính quãng đường đi được của chuyển động thẳng đều: s=vt

- Công thức tính quãng đường đi được của chuyển động thẳng biến đổi đều

2 0

12

s v t= + at

f Phương trình chuyển động

- Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng đều: x=x0+vt

- Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng biến đổi đều: 2

12

x x= +v t+ at

g Đồ thị chuyển động

- Đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều là một đường thẳng

- Đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng biến đổi đều là một parabol

2.3.2.2 Các loại chuyển động

a Chuyển động thẳng đều: Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo làđường thẳng & có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường

b Chuyển động thẳng biến đổi đều:

- Chuyển động thẳng nhanh dần đều: Là chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốctăng đều theo thời gian

- Chuyển động thẳng chậm dần đều: Là chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốcgiảm đều theo thời gian

- Sự rơi tự do: Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều theophương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới

+ Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực

+ Trong trường hợp có thể bỏ qua ảnh hưởng của các yếu tố khác lên vật rơi, ta cóthể coi sự rơi của vật như là sự rơi tự do

+ Tại một nơi trên trái đất và ở gần mặt đất, mọi vật đều rơi tự do với cùng gia tốc g.+ Gia tốc rơi tự do ở các nơi khác nhau trên trái đất thì khác nhau Người ta thườnglấy g = 9,8 m/s2 hoặc g = 10 m/s2

- Chuyển động tròn đều:

+ Chuyển động tròn đều là chuyển động có các đặc điểm:

 Qũy đạo là một đường tròn

 Tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau

+ Vectơ vận tốc của vật chuyển động tròn đều có:

 Phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo

+ Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v r= ω.

+ Chu kì của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng

+ Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: T 2π

2.3.2.3 Tính tương đối của chuyển động công thức cộng vận tốc

- Qũy đạo và vận tốc của cùng một vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khácnhau thì khác nhau

- Công thức cộng vận tốc: Vận tốc tuyệt đối bằng tổng vectơ của vận tốc tương đối

và vận tốc kéo theo: vuur uur uur13 =v12 +v23

Vận tốc tuyệt đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên; vận tốc tươngđối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động; vận tốc kéo theo là vận tốc của

hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên

2.3.2.4 Sai số của phép đo các đại lượng vật lý

- Phép đo một đại lượng vật ly là phép so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước làm đơn vị.

- Phép so sánh trực tiếp nhờ dụng cụ đo gọi là phép đo trực tiếp

- Phép xác định một đại lượng vật ly thông qua một công thức liên hệ với các đại lượng đo trực tiếp, gọi là phép đo gián tiếp

- Giá trị trung bình

Sai số ngẫu nhiên làm cho kết quả phép đo trở nên kém tin cậy Để khắc phụcngười ta lặp lại phép đo nhiều lần Khi đo n lần cùng một đại lượng A, ta được các giá trịkhác nhau: A1, A2.,…, An

Giá trị trung bình được tính:

Sai số tỉ đối càng nhỏ phép đo càng chính xác

- Cách xác định sai số của phép đo gián tiếp.

+ Sai số tuyệt đối của 1 tổng hay hiệu, thì bằng tổng các sai số tuyệt đối của các

số hạng

+ Sai số tuyệt đối của một tích hay một thương, thì bằng tổng các sai số tỉ đối củacác thừa số.

2.4 Thực trạng việc dạy học bài tập vật lý chương “Động học chất điểm” ở một số trường phổ thông.

Trong những năm học 2009 - 2010 và 2010 - 2011, chúng tôi đã tiến hành tìm hiểuviệc giảng dạy bài tập chương “Động học chất điểm” ở các trường THPT thuộc địa bànhuyện Cao Lãnh (trường THPT Cao Lãnh 1, THPT Cao Lãnh 2, THPT Thống Linh,THPT Kiến Văn) bằng cách :

- Trao đổi với giáo viên dạy vật ly

- Trao đổi với học sinh, tìm hiểu về cách học BTVL trong chương này

- Dùng phiếu điều tra lấy y kiến của giáo viên

Qua việc tìm hiểu đó, chúng tôi rút ra được một số nhận xét sau:

a Về tài liệu dạy học BTVL

Tổng quát chung trong quá trình dạy học BTVL trong trường phổ thông giáo viênchủ yếu lấy các bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập vật ly 10 chương trình chuẩn.Tuy nhiên, theo y kiến của giáo viên thì số lượng bài tập chương này trong sách giáo khoa

và sách bài tập còn ít so với yêu cầu mục tiêu của chương Do đó, các giáo viên thườnglấy thêm các bài tập ở sách tham khảo (sách tham khảo được nhiều giáo viên sử dụng nhất

là giải toán vật ly 10 của tác giả Bùi Quang Hân, Vũ Thanh Khiết )

b Về số lượng bài tập

Trong các tiết dạy BTVL ở trường phổ thông, tổng số bài tập được các giáo viên sửdụng trong phần này từ 20 - 30 bài tập, trong đó:

- Bài tập định tính rất ít, chủ yếu giáo viên đưa ra khi củng cố bài tập

- Bài tập định lượng chiếm đa số

+ Cho khoảng 3 - 4 bài ra tại lớp (sau khi học bài mới)

+ Cho khoảng 6 - 8 bài hướng dẫn giải tại lớp trong tiết BT (chương này có 3 tiết BT) + Cho khoảng 8 - 10 bài tập về nhà

c Về nhận thức và phương pháp giảng dạy BTVL của giáo viên

- Hầu hết các giáo viên đều cho rằng bài tập động học chất điểm có vai trò quantrọng trong chương trình vật ly 10 nói riêng và vật ly phổ thông nói chung

- Đa số các giáo viên ưu tiên bài tập định lượng, chưa chú y nhiều đến bài tập địnhtính, bài tập đồ thị và thí nghiệm

- Trong các giờ bài tập, một số giáo viên chưa xác định rõ mục tiêu của tiết bài tập này

là gì (củng cố kiến thức gì, rèn luyện kỹ năng gì) Do đó trong tiết dạy bài tập, giáo viênhướng dẫn giải các bài tập không ăn khớp với nhau, các đơn vị kiến thức cơ bản không phùhợp

- Hầu hết giáo viên chưa phân loại các bài tập thành từng đề tài, đặc biệt là khi kếtthúc chương, chưa xây dựng cho học sinh phương pháp giải các bài tập đặc trưng để họcsinh có thể giải được nhiều bài tập khác trong các tài liệu tham khảo

- Số lượng giáo viên tự soạn bài tập để phục vụ cho dạy học vật ly là rất ít, hầu hếtcác giáo viên lấy các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo Nếu cóthể tự soạn bài tập thì giáo viên thường thay đổi số liệu của các bài tập trong tài liệu

- Chỉ có một số giáo viên yêu cầu học sinh tự đặt bài tập vật ly để giải trong bài tậpvật ly Tuy nhiên, nếu có thì chưa phải là việc làm thường xuyên của giáo viên Nếu yêucầu học sinh tự đặt bài tập để giải thì giáo viên thường làm mẫu trước rồi sau đó học sinhlàm theo

- Hầu hết học sinh không bao giờ có thói quen tự đặt bài tập vật ly cho mình để giải

kể cả học sinh khá giỏi Đặc biệt, kỹ năng diễn đạt bằng lời nói, bằng viết của các em rấtkém Nhiều lúc các em hiểu mà không diễn đạt được, đặc biệt là diễn đạt trước tập thể

Để khắc phục tình trạng đó, chúng tôi cho rằng cần lựa chọn số ít bài tập cơ bảntrong chương “Động học chất điểm” và phát triển nó thành hệ thống các bài tập sao chohuy động toàn bộ kiến thức của chương, hướng dẫn học sinh giải bài tập và tự xây dựng

bài tập để giải nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh đáp ứng được mục tiêudạy học trong nhà trường phổ thông hiện nay

Đề xuất: Chương “Động học chất điểm” là chương có vị trí quan trọng trong chươngtrình vật ly 10 chương trình chuẩn, số lượng bài tập tương đối nhiều, do đó nên có thêm 1

- 2 tiết cuối chương để giáo viên hướng dẫn học sinh tổng kết, ôn tập chương; hệ thốnghóa các dạng bài tập cơ bản và hướng dẫn cho học sinh giải, phương pháp phát triển bàitập Nếu làm được như vậy thì không những học sinh sẽ hoàn thành nhiệm vụ giáo viêngiao cho mà còn có thể tự đặt ra nhiệm vụ cho mình, từ đó năng lực làm việc tự lực củahọc sinh sẽ được nâng cao và tạo cho các em sự hứng thú khi học vật ly

2.5 Xây dựng bài tập cơ bản chương “Động học chất điểm”

Ta đã biết bài tập cơ bản là bài tập mà để tìm lời giải chỉ cần xác lập mối quan hệ giữacái đã cho và cái cần tìm dựa vào một đơn vị kiến thức mới học Về nguyên tắc theo lythuyết phát triển BTVL chỉ cần chọn số ít BTCB rồi phát triển thành hệ thống bài tập saocho việc giảng dạy hệ thống BT đó huy động hết các kiến thức sau:

- Tốc độ trung bình của một chuyển động cho biết mức độ nhanh, chậm của chuyển

- Công thức tính quãng đường đi được của chuyển động thẳng đều: s=vt

- Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng đều: x=x0+vt

- Công thức tính vận tốc chuyển động thẳng biến đổi đều: v = v0 + at

- Công thức tính quãng đường đi được của chuyển động thẳng biến đổi đều:

2 0

12

s v t= + at

- Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng biến đổi đều:

2

12

- Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v r= ω.

- Chu kì của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng

- Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: T 2π

- Công thức cộng vận tốc: Vận tốc tuyệt đối bằng tổng vectơ của vận tốc tương đối

và vận tốc kéo theo: vuur uur uur13 =v12 +v23

2.5.1 Bài tập cơ bản 1 Xác định phương trình của chuyển động thẳng đều.

Một ô tô đi từ Cao Lãnh đến Vĩnh Long với vận tốc 54 Km/h Viết phương trìnhchuyển động của ô tô Cho rằng ô tô luôn chuyển động thẳng đều

Giải Chọn gốc tọa độ tại Cao Lãnh

Giả thiết

Chọn gốc thời gian lúc xe bắt đầu chuyển động.

Chọn chiều dương là chiều chuyển động

Phương trình chuyển động của ô tô:

Giải Chọn gốc tọa độ tại vị trí xe bắt đầu hãm phanh

Chọn gốc thời gian lúc xe bắt đầu hãm phanh

Chọn chiều dương là chiều chuyển động

Ta có:

0 0

2

1 2

x x= +v t+ at

Giả thiếtCho t, g

Kết luậnTìm h

21 2

Một vật rơi tự do từ độ cao h so với mặt đất, với thời gian rơi là 3s Xác định độ caovật rơi Lấy gia tốc trọng trường tại điểm rơi là g = 10 m/s2

Giải Độ cao vật rơi:

2.5.4 BTCB 4 Khảo sát chuyển động tròn đều.

Một cánh quạt trần quay với vận tốc góc 20πrad s/ , bán kính 60 cm Tính vậntốc dài ở vành cánh quạt

GiảiTính vận tốc dài

v r= ω = π = π m s

2.5.5 BTCB 5 Công thức cộng vận tốc

Môt đoàn tàu đang chuyển động với vận tốc 72 Km/h, trên tàu một nhân viên soát

vé đi về phía cuối đoàn tàu với vận tốc 5 Km/h.Tính vận tốc của nhân viên so với mặt đất

GiảiGọi vuur12

là vận tốc của nhân viên so với tàu

v r= ω

Gọi vuur13

là vận tốc của nhân viên với đất

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu

uur uur uur

2.6 Phát triển BTCB trong chương “Động học chất điểm”

2.6.1 Phát triển BTCB 1

Căn cứ vào ly thuyết về các phương án xây dựng các BTTH từ BTCB, đối vớichương “Động học chất điểm”, ta có các hướng phát triển sau:

a Theo phương án 1 (PA1)

Đối với BTCB 1, ta có thể hoán vị giả thiết và kết luận bằng cách:

Bài tập 1 Một ôtô đi từ Cao Lãnh đến Vĩnh Long có phương trình chuyển động là

x = 100 + 20t Xác định vận tốc ô tô

GiảiChọn gốc tọa độ tại vị trí ô tô bắt đầu chuyển động

Chọn gốc thời gian lúc xe bắt đầu chuyển động

Chọn chiều dương là chiều chuyển động

Ta có: Phương trình chuyển động của ô tô: x = x0 + vt =100 + 20t

Vậy vận tốc của ô tô là v = 20m/s = 72Km/h

b Theo PA2

Trong bài tập cơ bản 1, để viết phương trình chuyển động ta có thể cho vận tốc mộtcách gián tiếp Tuy nhiên, tùy vào đối tượng học sinh mà chúng ta phát triển giả thiết ởcác mức độ khác nhau Ví dụ cho v thông qua s và t

Bài tập 2 Một ôtô chuyển động thẳng đều từ Cao Lãnh đến Vĩnh Long Biết Cao

Lãnh cách Vĩnh Long 36 km và thời gian ôtô chuyển động từ Cao Lãnh đến Vĩnh Longmất 40 phút Viết phương trình chuyển động của ô tô

GiảiChọn gốc tọa độ tại Cao Lãnh.

Chọn gốc thời gian lúc xe bắt đầu chuyển động

Chọn chiều dương là chiều chuyển động

Trong bài toán cơ bản 1, thay vì ta yêu cầu học sinh tìm phương trình chuyển động,

ta có thể phát triển kết luận bằng cách yêu cầu học sinh tìm vị trí của ô tô hoặc vẽ đồ thịchuyển động

Bài tập 3 Một ôtô chuyển động thẳng đều từ Cao Lãnh đến Vĩnh Long với vận tốc

54 Km/h, xác định vị trí của ô tô so với thành phố Vĩnh Long sau khi ô tô chuyển độngđược 15 phút Biết rằng Cao Lãnh cách Vĩnh Long 36 Km

GiảiChọn gốc tọa độ tại Vĩnh Long

Chọn gốc thời gian lúc xe bắt đầu chuyển động

Chọn chiều dương từ Vĩnh Long đến Cao Lãnh

Ta có:

Cho t1Tìm x1

0 1 1

Trong bài toán cơ bản 1, thay vì ta yêu cầu học sinh tìm phương trình chuyển động,

ta có thể phát triển kết luận bằng cách yêu cầu học sinh tìm vị trí của ô tô hoặc vẽ đồ thịchuyển động Bên cạnh đó, ta còn phát triển giả thiết bằng cách cho v không tường minh.Nhằm củng cố kiến thức cho học sinh

Bài tập 4 Một ôtô chuyển động thẳng đều từ Cao Lãnh đến Vĩnh Long, biết Cao

Lãnh cách Vĩnh Long 36 Km hết 40 phút, xác định vị trí của ô tô so với thành phố VĩnhLong sau khi ô tô chuyển động được 15 phút Biết rằng Cao Lãnh cách Vĩnh Long 36km

GiảiChọn gốc tọa độ tại Vĩnh Long

Chọn gốc thời gian lúc xe bắt đầu chuyển động

Chọn chiều dương từ Vĩnh Long đến Cao Lãnh

Cho s, t

0 1 1

3600036

23

Vậy sau khi ô tô đi được 15 phút thì ô tô cách Vĩnh Long 22,5km

Bài tập 5 Hai vị trí A, B cách nhau 600 m Cùng lúc xe (I) chuyển động thẳng đều

từ phía A đi về B với vận tốc v1, xe (II) qua B với vận tốc v2, chuyển động thẳng đều vềphía A Chọn gốc tọa độ A, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian là lúc xe (I) bắt đầuchuyển động Biết rằng xe (I) đi hết đoạn đường AB là 30 s, còn xe (II) đi hết đoạn đường

AB là 60 s Xác định thời điểm và quãng đường đi của hai xe khi gặp nhau Kiểm tra kếtquả bằng phương pháp vẽ đồ thị

Chưa biết v1,

v2