Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập đồ thị nhằm nâng cao chất lượng dạy học phần cơ học vật lý 10 nâng cao

Chính vì vậy Luật giáo dục, điều 28.2 đã ghi “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với từng đặc điểm của lớp học,

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

Chúng ta đang sống trong thế kỷ thứ 21, thế kỷ của trí tuệ sáng tạo Thế giớiđang xảy ra sự bùng nổ tri thức khoa học và công nghệ Xã hội phồn vinh ở thế kỷthứ 21 phải là một xã hội “Dựa vào tri thức”, vào tư duy, vào tài năng sáng chế củacon người Tình hình đó đòi hỏi nền giáo dục của nước ta phải đổi mới mạnh mẽ,sâu sắc, toàn diện trong đó đổi mới PPDH ở mọi cấp bậc góp phần quan trọng đặcbiệt để có thể đào tạo cho đất nước những con người lao động có tiềm năng trí tuệ,năng động sáng tạo, có năng lực tìm tòi và giải quyết vấn đề

Đảng, Nhà nước và ngành Giáo dục đã có nhiều chủ trương, biện pháp đểnâng cao chất lượng giáo dục nhằm đáp ứng ngày một tốt hơn yêu cầu của đấtnước

Chính vì vậy Luật giáo dục, điều 28.2 đã ghi “Phương pháp giáo dục phổ

thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với từng đặc điểm của lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn…”

Một trong định hướng đổi mới PPDH là vận dụng lý luận dạy học giải quyếtvấn đề vào soạn thảo tiến trình dạy học các đề tài cụ thể của môn học Nhờ đó bồidưỡng cho học sinh kỹ năng tư duy, năng lực độc lập giải quyết vấn đề trong họctập và trong thực tiễn góp phần nâng cao chất lượng giáo dục

Xét vị trí của bài tập Vật lý trong dạy học Vật lý cũng như vị trí của cơ học tronggiáo trình Vật lý phổ thông, xét tính chất đặc biệt của bài tập đồ thị trong hệ thốngcác bài tập Vật lý thuộc phần cơ học lớp 10, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu:

“Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập đồ thị nhằm nâng cao chất lượng dạy học phần cơ học Vật lý 10 nâng cao”.

2 Mục đích nghiên cứu:

Xây dựng và sử dụng bài tập trong dạy học Vật lý (trong đó có bài tập đồthị), đồng thời đề xuất các định hướng và biện pháp về việc lựa chọn, xây dựng và

sử dụng bài tập đồ thị này nhằm rèn luyện kỹ năng giải bài tập và tích cực hoá hoạtđộng nhận thức của HS trong dạy học phần Cơ học lớp 10 nói riêng và Vật lý nóichung

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu.

- Quá trình dạy học vật lý ở trường học phổ thông;

- Bài tập Vật lý trong quá trình dạy học

Phạm vi nghiên cứu.

- Bài tập đồ thị vật lý phần Cơ học lớp 10 nâng cao

4 Gỉa thuyết khoa học.

Nếu xây dựng và sử dụng hợp lý các bài tập đồ thị trong việc tổ chức hoạtđộng dạy học cho học sinh phần Cơ học nói riêng và BT Vật lý nói chung thì sẽgóp phần tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS và nâng cao chất lượng, hiệuquả dạy học Vật lý ở trường THPT

5 Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Nghiên cứu lý luận về hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học;

- Nghiên cứu chương trình, nội dung dạy học phần Cơ học Vật lý lớp 10, nângcao;

- Nghiên cứu về bài tập vật lý nói chung và bài tập vật lý đồ thị nói riêngtrong dạy học;

- Nghiên cứu thực tiễn về hoạt động giải BT Vật lý bằng phương pháp đồ thị;

- Thực nghiệm sư phạm;

- Xử lý số liệu

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu lý thuyết.

- Cơ sở lý luận về tâm lý học, giáo dục học, lý luận dạy học liên quan đếngiải BT Vật lý, nhất là bài tập đồ thị

- Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến chương trình, nội dung dạy học phần

Cơ học, vật lý lớp 10 nâng cao

- Nghiên cứu các biện pháp, cách thức bồi dưỡng hoạt động nhận thức cho

HS trong quá trình dạy học Vật lý

6.2 Nghiên cứu thực nghiệm.

- Thực trạng dạy học vật lý có sử dụng bài tập đồ thị của GV và HS và giảiquyết bài tập đồ thị Vật lý ở trường phổ thông

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Quỳnh Lưu 4, huyệnQuỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An

- Thống kê và xử lý số liệu thực nghiệm

7 Đóng góp của luận văn:

- Làm rõ ý nghĩa của việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinhtrong giải bài tập Vật lý bằng phương pháp đồ thị

- Làm rõ sự cần thiết việc bồi dưỡng cho HS tích cực hoá hoạt động nhậnthức của HS trong học tập Vật lý và giải BT Vật lý bằng phương pháp đồ thị

- Luận văn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho GV Vật lý THPT

8 Cấu trúc của luận văn:

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn gồm có

ba chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài.

Chương 2: Xây dựng và sử dụng bài tập đồ thị trong dạy học phần cơ học Vật lý 10 nâng cao.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Định hướng đổi mới hoạt động dạy học Vật lý ở trường phổ thông

Đã từ nữa thế kỷ qua và nhất là ngày nay, khoa học giáo dục trên thế giới coitrọng những nghiên cứu đổi mới dạy học ở trường phổ thông theo hướng đảm bảo

sự phát triển năng lực sáng tạo của học sinh, bồi dưỡng tư duy khoa học, năng lực

tự tìm tòi chiếm lĩnh tri thức, năng lực giải quyết vấn đề để thích ứng được vớithực tiễn với cuộc sống, với sự phát triển với nền kinh tế tri thức Phương hướngđổi mới này phải đòi hỏi phải phân tích để nhận rõ những nhược điểm, những hạnchế căn bản của thực trạng dạy học và chỉ ra những nguyên tắc chỉ đạo và giảipháp cơ bản để khắc phục những hạn chế đó và những mục tiêu mong muốn

Theo kiểu dạy học truyền thống, điều quan tâm của giáo viên là sự trình bàygiảng dạy kiến thức cần dạy cho học sinh sao cho đảm bảo nội dung chính xác, đầy

đủ Theo kiểu dạy học này, trung tâm chú ý của giáo viên là nội dung kiến thức cầnphải giảng dạy Dần dần người ta cũng đã nhận thấy rõ là nếu chỉ quan tâm đến nộidung kiến thức thì dù trình bày tốt đến đâu cũng vẫn chưa xác định được một cách

cụ thể học sinh cần đạt những khả năng gì trong hoặc sau khi học, và bằng cáchnào để cho học sinh đạt những khả năng đó Đó là một nhược điểm cơ bản của kiểudạy học truyền thống Phương pháp dạy học này đã hạn chế nhiều đến chất lượng

và hiệu quả của dạy học

Trong mấy thập kỷ vừa qua, để khắc phục kiểu dạy học cũ này, trên thế giới

đã hình thành quan niệm về dạy học mà trung tâm chú ý là những khả năng, nhữnghành vi mà người học cần thể hiện ra được, cần đạt được trong và sau khi học.Những khả năng này được xem là những kết quả mà sự dạy học mang lại ở ngườihọc Chúng được gọi là những mục tiêu thao tác Sự chú trọng mục tiêu thao táccủa dạy học đòi hỏi giáo viên khi dạy phải trả lời được những câu hỏi sau:

- Thầy giáo trình bày giảng dạy cho học trò nghe.

- Thầy biểu diễn chỉ dẫn cho trò theo dõi, quan sát ghi nhận được

- Thầy hỏi xem trò có thấy không, đã hiểu chưa, nhớ không, cần giảng lại chỗ nào

- Thầy hướng dẫn mẫu cho trò bắt chước

- Thầy kiểm tra xem trò có thực hiện được không, nếu cần thì làm lại

Kiểu dạy học quan tâm đến trò như vừa mô tả là kiểu dạy học có hiệu qủa hơn

so với kiểu dạy học cũ trước kia- chỉ quan tâm trình bày nội dung kiến thức, chưaquan tâm chỉ đạo hoạt động của học trò Thực tế dạy học ở các trường phổ thônghiện nay cũng chưa hoàn toàn thực hiện được như vậy Thế nhưng nếu đối chiếuvới mục tiêu hiện đại của đổi mới phương pháp dạy học về mặt đảm bảo sự pháttriển tiềm năng sáng tạo của học sinh, thì có thể nhận thấy kiểu dạy học này vẫnbộc lộ một nhược điểm cơ bản là vẫn mang nặng tính chất “ độc thoại, thông báogiảng dạy áp đặt, làm mẫu cho học sinh bắt chước ” của sự học Kiểu dạy học nàyvẫn chưa khích lệ được hoạt động tự chủ, tìm tòi sáng tạo, giải quyết vấn đề củahọc sinh trong quá trình chiếm lĩnh tri thức

Nếu nhằm mục tiêu phát triển tiềm năng sáng tạo, phát triển tư duy khoa học,phát triển hoạt động tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh trong quá trình chiếmlĩnh tri thức thì cần phải tuân thủ:

- Cần thực hiện được chức năng mới của người giáo viên: Giáo viên khôngphải là người có quyền lực quyết đoán, truyền giảng áp đặt tri thức, mà tốt hơn

phải người chỉ đạo hoạt động, nhà tư vấn của học sinh, với chức năng quan trọng là

tổ chức tình huống hoạt động học tập kiểm tra, định hướng hoạt động học và thểchế hóa tri thức

- Cần khêu gợi để học sinh suy nghĩ từ vốn kinh nghiệm hiểu biết của mình,đưa ra ý kiến, giải pháp của mình, đồng thời biết thu thập sự dụng thông tin từnhiều nguồn khác nhau và biết kiểm tra đánh giá theo cách tiếp cận của nhận thứckhoa học để xây dựng những kết luận đáng tin cậy

- Cần tập cho học sinh có thói quen biết đặt câu hỏi trong quá trình học tập,cần khởi xướng sự trao đổi thảo luận trong lớp học Ở đó học sinh sẽ học được việctham khảo, thảo luận ý kiến của người khác, biểu đạt tư tưởng của mình, đào sâu,chỉnh lý hoàn thiện những suy nghĩ của mình

Có thể hình dung diễn biến của hoạt động dạy học theo kiểu dạy học đổi mớinày bằng hình ảnh dưới đây:

- Giáo viên tổ chức tình huống (giao nhiệm vụ cho học sinh): Học sinh hănghái đảm nhận nhiệm vụ, gặp khó khăn nảy sinh vấn đề cần tìm tòi giả quyết Dưới

sự chỉ đạo của giáo viên, vấn đề được diễn đạt chính xác hóa, phù hợp với mục tiêudạy học các nội dung cụ thể đã xác định

- Học sinh tự chủ tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra Với sự theo dõi định hướngcủa giáo viên Hoạt động học của học sinh diễn ra theo một tiến trình hợp lý phùhợp với đòi hỏi của phương pháp luận

- Giáo viên chỉ đạo sự trao đổi, tranh luận của học sinh, bổ sung tổng kết, kháiquát hóa, thể chế hóa tri thức, kiểm tra kết quả học phù hợp với mục tiêu dạy họccác nội dung cụ thể đã xác định

Như vậy, đối với kiểu dạy học này đã chuyển học sinh từ vị trí “ tôi họcthuộc, tôi làm theo mẫu” lên vị trí không chỉ như vậy mà còn là “tôi tự học, tôi tựtìm tòi giải quyết vấn đề”

1.2 Vai trò của bài tập Vật lý và mục đích sử dụng chúng trong quá trình dạy học

1.2.1 Vai trò của bài tập Vật lý trong quá trình dạy học

Bài tập Vật lý được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyếtbằng những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các địnhluật và các phương pháp Vật lý Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi một vấn đề xuất hiện

do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học sinh Sự tưduy định hướng một cách tích cực luôn luôn là hướng để giải bài tập

1.2.2 Mục đích sử dụng bài tập Vật lý trong quá trình dạy học

Bài tập Vật lý có tầm quan trọng đặc biệt, chúng được sự dụng theo nhữngmục đích khác nhau

- Người sự dụng bài tập Vật lý như một phương tiện nghiên cứu tài liệu mớikhi trang bị kiến thức mới cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội đượckiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc

- Mặt khác, bài tập Vật lý là một phương tiện rèn luyện cho học sinh khả năngvận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết với thực tế, học tập với đời sống

- Bài tập Vật lý là phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện

tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh Bởi vì giải bàitập là một hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh Trong khi giải bài tập,học sinh phải phân tích điều kiện trong đề bài, phải lập luận, tính toán, đôi khi phảitiến hành thí nghiệm, các phép đo đạc …… tức là phải thực hiện một loạt các thaotác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá … Trong những điềukiện đó, tư duy logic, tư duy sáng tạo của học sinh được phát triển đạt hiệu quả caocông việc được giao

- Bài tập Vật lý là phương tiện củng cố, ôn tập, hệ thống hoá kiến thức đã họcmột cách sinh động và có hiệu quả Khi giải bài tập học sinh phải nhớ các kiếnthức đã học, có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức trong

một chương hoặc một phần, do đó học sẽ hiểu rõ hơn và ghi nhớ vững vàng nhữngkiến thức đã học Thông qua việc giải bài tập có thể rèn luyện cho học sinh nhữngđức tính tốt như tinh thần tự lực, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vượt khó.

- Bài tập Vật lý còn là phương tiện kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng củahọc sinh một cách chính xác

1.3 Phân loại bài tập Vật lý

Người ta có nhiều cách phân loại bài tập Vật lý tuỳ theo việc chọn dấu hiệu(căn cứ) theo nội dung, theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải, theoyêu cầu định tính hay định lượng của vấn đề, theo yêu cầu rèn luyện kỹ năng hayphát triển tư duy sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học

Theo mức độ khó dễ

Theo đặc điểm và nghiên cứu vấn đề

Theo phương thức cho điều kiện hay phương thức giải

Theo hình thức lập luận logic

Cho đến nay vẫn chưa có sự thống nhất về tiêu chuẩn phân loại bài tập Vật lý,

vì trong bất kỳ loại bài tập nào cũng chứa đựng một vài yếu tố của một hay nhiềubài tập loại khác Đặc biệt là có nhiều cách phân loại chỉ mang tính tương đối, chưa

đề cập tới chủ thể bài tập là học sinh và hoạt động tự lực của họ trong quá trình tìmlời giải của bài toán

Theo những quan điểm hiện nay, có thể phân loại bài tập Vật lý trung học phổthông theo bảng ở trên

1.4 Phương pháp chung để giải bài tập Vật lý

a Hai phương pháp suy luận để giải bài tập Vật lý

Phương pháp giải bài tập Vật lý phụ thuộc vào nội dung bài tập, trình độ họcsinh và mục đích đặt ra Xét về tính chất của các thao tác tư duy, khi giải bài tậpVật lý người ta thường dùng hai phương pháp sau đây:

* Phương pháp phân tích

Theo phương pháp này, xuất phát điểm của suy luận là đại lượng cần tìm.Chia bài tập thành nhiều giai đoạn và giải một hệ thống bài tập đơn giản hơn màngay ở bài tập đầu tiên đã phải trả lời trực tiếp cho câu hỏi đầu bài Việc giải bàitập nhỏ tiếp theo là lần lượt làm sáng tỏ những phần chưa biết để cuối cùng trongcông thức bài tập nhỏ đầu tiên chỉ chưa một ẩn số và các số liệu đã biết

* Phương pháp tổng hợp

Theo phương pháp này suy luận không bắt đầu từ các đại lượng cần tìm màbắt từ các đại lượng đã biết có nêu trong đề bài Dùng công thức liên hệ các đạilượng này với các đại lượng chưa biết, để ta đi dần dần đến công thức cuối cùng,trong đó còn một đại lượng chưa biết là đại lượng cần tìm

Thông thường người ta có thể phối hợp đồng thời cả hai phương pháp trên đểgiải các bài tập Vật lý

b Các phương tiện toán học để giải bài tập Vật lý

Trong khuôn khổ chương trình Vật lý phổ thông, để giải các bài tập Vật lý,đặc biệt là các bài tập định lượng, người ta dùng phương tiện toán học Tuỳ theoviệc sử dụng công cụ toán học người ta có thể phân biệt các phương pháp giải cácbài tập định lượng như sau:

* Phương pháp số học

* Phương pháp đại số

Vận dụng các kiến thức đại số của học sinh để sử dụng các công thức, từ đó

có thể thiết lập nên các phương trình của Vật lý

c Quá trình tư duy trong khi giải bài tập Vật lý

* Để giải một bài tập Vật lý trước hết phải trả lời được các câu hỏi:

- Những đại lượng nào đã cho ? Những đại lượng nào cần tìm ?

- Cần xác lập những mối liên hệ cơ bản nào giữa cái đã cho và cái phải tìm(hoặc qua đại lượng trung gian) ?

- Vận dụng các kiến thức Vật lý nào vào điều kiện cụ thể của bài tập để xácđịnh các mối liên hệ trên ?

- Có được các mối liên hệ cần xác lập rồi thì mới tiến hành những khâu haybước tiếp theo để đến kết quả của bài toán

* Các bước chung để giải bài toán Vật lý:

Các bài tập Vật lý có nội dung hết sức phong phú, đa dạng Vì vậy phươngpháp giải chúng cũng muôn hình, muôn vẻ Không thể nói về một phương pháp

chung, vạn năng có thể áp dụng để giải cho mọi bài tập Tuy nhiên, từ sự phân tíchquá trình giải bài tập Vật lý như đã trình bày ở trên, ta có thể chỉ ra một số bướcchung nhất định của tiến trình giải bài tập Vật lý Theo các bước chung của tiếntrình giải bài tập Vật lý, giáo viên có thể kiểm tra hoạt động giải bài tập của họcsinh và có thể hướng dẫn, giúp đỡ học sinh giải bài tập một cách có hiệu quả Quytrình này bao gồm bốn bước cơ bản sau:

Bước 1: Tìm hiểu đề bài

- Đọc, tìm hiểu các thuật ngữ, ghi ngắn gọn các dự kiện đã cho và các ẩn sốphải tìm

- Mô tả hiện tượng được nêu trong bài tập, vẽ hình minh hoạ (nếu cần thiết).Nếu đề bài yêu cầu thì phải làm thì nghiệm hoặc vẽ đồ thị để thu được các dự kiện

Bước 2: Xác lập mối liên hệ cơ bản của các dữ kiện đã cho và các ẩn số phải tìm

- Đối chiếu các dữ kiện xuất phát và các ẩn số phải tìm, xem xét bản chất hiệntượng Vật lý đã cho có những đặc trưng định tính, định lượng nào và các mối quan

hệ các đặc trưng đó biểu hiện ở các định luật, quy tắc, định nghĩa nào?

- Xác lập các mối liên hệ cụ thể của các dự kiện đã cho và các ẩn số phải tìm

Bước 3: Xác định phương pháp và vạch kế hoạch giải bài tập

Từ các mối liên hệ cơ bản đã xác lập được, tiếp tục luận giải và rút ra kết quảcần 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 mộthoặc một số cách sau:

- Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi chưa? Đã xét hết các trường hợpchưa?

- Kiểm tra lại xem tính toán có đúng không?

- Kiểm tra đơn vị có phù hợp không?

- Xem xét kết quả có phù hợp ý nghĩa thực tế không?

- Kiểm tra bằng thực nghiệm có phù hợp không?

- Giải các bài tập theo cách khác xem có cùng kết quả không?

- Đặt điều kiện cho lời giải của bài toán

1.5 Định hướng hoạt động nhận thức của học sinh trong việc giải bài tập Vật lý

1.5.1 Phương pháp nhận thức Vật lý

Phương pháp có thể hiểu theo định nghĩa chung là tập hợp các thủ pháp, cáchthức, những còn đường bao gồm các thao tác thực hành hay lý thuyết để đặt đếnmục đích nào đó Tuỳ thuộc vào mục đích của hành động mà phương pháp cónhững nghĩa hẹp khác nhau Nếu mục đích của hành động là tìm ra chân lý kháchquan thì tập hợp các cách thức, con đường, phương tiện mà các bước và trí tuệ phải

đi theo để đặt mục đích đó gọi là phương pháp nhận thức khoa học Hệ thống cácphương pháp nhận thức khoa học rất phong phú, nhiều tầng bậc, có phạm vi ứngdụng rất khác nhau Có những phương pháp nhận thức được sử dụng khá phổ biếntrong tất cả các giai đoạn của quá trình nhận thức như những thao tác của mọi qúatrình tư duy Có những phương pháp được sử dụng ở một số lĩnh vực nghiên cứu,lại có một số phương pháp nhận thức chuyên biệt chỉ được sử dụng trong lĩnh vựcrất hẹp của một chuyên ngành… Căn cứ vào mức độ phổ biến và phạm vi ứngdụng của phương pháp có thể phân loại phương pháp nhận thức khoa học thành 3nhóm:

- Nhóm các phương pháp triết học: là những phương pháp chung nhất, phổbiến nhất áp dụng cho mọi lĩnh vực nghiên cứu, bao gồm các phương pháp logic,biện chứng, các phương pháp của lý luận nhận thức: phân tích, tổng hợp, trừutượng hoá, khái quát hoá, cụ thể hoá … các cặp phạm trù và phép biện chứng duyvật

- Nhóm các phương pháp riêng rộng :g Gồm các phương pháp có thể áp dụngcho một số ngành khoa học trong một số giai đoạn của quá trình nhận thức nhưphương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình, phương pháp tương tự, phươngpháp tiên đề…

- Nhóm các phương pháp riêng hẹp: là những phương pháp chỉ áp dụng tronglĩnh vực hẹp của một ngành khoa học hoặc của một số ngành khoa học…

Sự phân loại trên mamg tính tương đối bởi trong quá trình phát triển khoa họccác phương pháp nhận thức luôn có sự đan xen, chuyển hoá lẫn nhau và có sự phốihợp giữa các phương pháp nhận thức

1.5.2 Cơ sở của việc định hướng hoạt động nhận thức của học sinh trong việc giải bài tập Vật lý

Muốn hướng dẫn học sinh giải một bài tập cụ thể nào đó thì dĩ nhiên giáo viênphải giải được bài tập đó, nhưng nếu chỉ như vậy thì chưa đủ Muốn cho việc giảibài tập được định hướng một cách đúng đắn, giáo viên phải phân tích được phươngpháp giải bài tập cụ thể, thể hiện bằng cách vận dụng những hiểu biết về tư duygiải bài tập Vật lý để xem xét việc giải bài tập cụ thể ấy Mặt khác phải xuất phát

từ mục đích sư phạm của việc giải bài tập đó để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp.Nói cách khác là cơ sở khoa học để suy nghĩ, xác định phương pháp hướng dẫnhọc sinh giải một bài tập Vật lý được vận dụng vào việc phân tích phương phápgiải bài tập cụ thể này và những hiểu biết đặc điểm của các kiểu hướng dẫn giải bàitập (khác nhau tuỳ mục đích sư phạm) để vận dụng vào từng trường hợp cụ thể.Chúng ta có thể biểu diễn nó bằng sơ đồ sau đây:

Tư duy giải bài

tập Vật lý

Phân tích phương pháp

pháp hướng dẫn giải bài tập cụ

a Phân biệt ba trình độ nắm tri thức

* Trình độ ghi nhận, tái tạo:

Sự nắm tri thức ở trình độ ghi nhận, tái tạo thể hiện ở khả năng nhận ra được,phát ngôn lại được đúng với sự trình bày tri thức đã có, thực hiện được đúng quytắc đã cho Sự thể hiện được một hành động nào đó lại phân biệt theo ba trình độkhác nhau sau đây:

- Làm được nhưng còn khó khăn, hạn chế

b Phân biệt ba kiểu định hướng hành động học tập trong dạy học:

* Định hướng tái tạo (định hướng theo algorit):

Đó là kiểu định hướng trong đó người dạy hướng học sinh vào viêc huy động,

áp dụng những kiến thức, kỹ năng, cách thức hoạt động mà học sinh đã nắm đượchoặc đã được người dạy chỉ ra một cách tường minh, để học sinh có thể thực hiện

được nhiệm vụ mà họ đảm nhận nghĩa là học chỉ cần lặp lại những hành động đãđược người dạy chỉ rõ.

* Định hướng tìm tòi (chưa có algorit phải đi xây dựng algorit giải):

Là kiểu định hướng trong đó, người dạy không chỉ ra cho học sinh tường minhcác kiến thức, kỹ năng, cách thức hoạt động học sinh cần áp dụng, mà người dạychỉ đưa ra cho học sinh những gợi ý sao cho học sinh tự tìm tòi, huy động hoặc vậndụng những kiến thức, kỹ năng, cách thức hoạt động thích hợp để rồi từ đó chiếmlĩnh tri thức

* Định hướng tìm tòi chương trình hoá:

Theo kiểu định này, người dạy cũng hướng dẫn học sinh tương tự như kiểuđịnh hướng tìm tòi nói trên, nhưng trong trường hợp này, sự định hướng đượcchương trình hoá thành từng bước hợp lý, kế tiếp nhau Người dạy hướng dẫn họcsinh giải quyết từng nhiệm vụ mà họ đảm nhận, học sinh chỉ chuyển sang giảiquyết bước tiếp theo sau khi đã thực hiện được bước trước

Ở mỗi bước giải quyết, nếu học sinh không thể tự tìm tòi giải quyết được thì

sự định hướng chuyển dần từ kiểu định hướng tìm tòi thành kiểu định hướng táitạo, sao cho học sinh hoàn thành được công việc của bước đó rồi sau đó học sinhlại tiếp tục tự mình tìm tòi giải quyết bước tiếp theo theo sự định hướng tìm tòi cuảngười dạy ……

Kiểu định hướng tái tạo đảm bảo hiệu quả rèn luyện kỹ năng cho học sinh vàtạo cơ sở cần thiết cho học sinh có thể thích ứng được với sự định hướng tìm tòitrong dạy học Nhưng nếu trong dạy học chỉ sử dụng kiểu định hướng tái tạo thìkhông đáp ứng được yêu cầu rèn luyện tư duy sáng tạo của học sinh, không đủ đểđảm bảo cho học sinh chiểm lĩnh được những tri thức khoa học sâu sắc, vững chắc

và vận dụng chúng một cách linh hoạt

Kiểu định hướng tìm tòi nhằm rèn luyện cho học sinh năng lực tư duy sángtạo, năng lực giải quyết vấn đề đáp ứng mục tiêu đào tạo và bồi dưỡng nhân tài của

sự nghiệp giáo dục

c Tiêu chuẩn câu hỏi định hướng hành động:

Phương tiện quan trọng để giáo viên định hướng hành động nhận thức của họcsinh là các câu hỏi Để cho câu hỏi thực hiện được chức năng định hướng hànhđộng nhận thức của học sinh, nó phải đáp ứng được những yêu cầu cơ bản, cũngchính là những tiêu chuẩn chung để đánh giá câu hỏi:

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

- Câu hỏi phải diễn đạt chính xác điều cần hỏi khi đó mới hy vọng câu hỏithực hiện chức năng định hướng hành động nhận thức cuả học sinh theo đúng tiếntrình tư duy và chỉ khi đó giáo viên mới căn cứ vào sự trả lời của học sinh để đánhgiá trình độ của họ

- Nội dung câu hỏi phải đáp ứng đúng đòi hỏi sự định hướng của hành độngnhận thức của học sinh trong tình huống đang xét, cả về phương diện kiểu địnhhướng hành động học tập dự định cũng như về phương diện sát hợp với việc thựchiện nhiệm vụ nhận thức đặt ra Có như vậy câu hỏi mới có ý nghĩa định hướnghành động nhận thức của học sinh trong dạy học

- Câu hỏi phải vừa sức học sinh lúc đó câu hỏi mới đưa đến sự đáp ứng chấpthuận giải quyết vấn đề của học sinh

Chúng ta có thể minh hoạ kiểu định hướng này trong quá trình hướng dẫn họcsinh giải một bài tập nào đó như sau:

Tìm hiểu đề bài

Xác lập mối liên hệ của các dự kiện đã cho và ẩn số phải tìm

Xác định phương pháp và vạch kế hoạch giải

Biện luận, kiểm tra xác nhận kết quả

Chính là các bước chung để giải bài tập Vật lýDấu (+): Học sinh tự làm

Dấu (-): Học sinh không tự làm được

Chỉ sự giúp đỡ của giáo viên dưới dạng câu hỏi định hướng

để học sinh thực hiện được

Kiểu định hướng tìm tòi chương trình hoá giúp cho việc rèn luyện tư duy củahọc sinh trong việc giải bài tập và đảm bảo cho họ giải được bài tập đã cho Vớiđịnh hướng này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả việc dạy bài tập nhằm phát huy vaitrò tích cực và tự lực của học sinh Việc xây dựng các sơ đồ định hướng tìm tòichương trình hoá đối với mỗi loại bài tập sẽ giúp cho học sinh hình thành những kỹnăng kỹ xảo, tìm tòi những mối liên hệ nhất định, dần dần họ sẽ tự định hướngđược hành động của mình Tuy nhiên để phát huy hết vai trò của kiểu định hướngchương trình hoá thì sự định hướng của giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt độnggiải bài tập của học sinh, không chỉ dựa vào lời hướng dẫn đã dự kiến trước màphải kết hợp việc định hướng với việc hành động của học sinh để điều chỉnh sựđịnh hướng sao cho thích ứng với trình độ của học sinh

Dựa trên vai trò tác dụng của kiểu định hướng tìm tòi chương trình hoá, chúngtôi sẽ dự kiến phân tích tư duy trong giải bài tập bằng phương pháp đồ thị của phần

cơ học lớp 10 Từ đó lựa chọn hệ thống bài tập thích hợp và theo chương trình cuảsách giáo khoa Vật lý lớp 10, đồng thời kết hợp với mục đích sư phạm để xây dựng

các sơ đồ định hướng hành động nhận thức của học sinh trong việc giải bài tậpbằng phương pháp đồ thị trong phần cơ học lớp 10 nhằm nâng cao chất lượng dạyhọc Những đề xuất này sẽ được dạy thực nghiệm ở trường phổ thông để qua đó rút

ra những kết luận cần thiết về tính khả thi và tính hiệu quả theo mục đích của đề tàiđặt ra

1.6 Thực trạng của dạy học phần cơ học Vật lý lớp 10 bằng phương pháp đồ thị ở các trường THPT

1.6.1 Vai trò của bài tập đồ thị trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học Vật

lý ở trường THPT

Bài tập Vật lý nói chung, bài tập đồ thị nói riêng đã thể hiện được vai trò quantrọng trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học Vật lý ở trường phổ thông:

- Truyền thụ cho học sinh hệ thống kiến thức

- Phất triển năng lực nhận thức cho học sinh

- Giáo dục tư tưởng, đạo đức và nhân cách cho học sinh

- Giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp

1.6.2 Các loại bài tập đồ thị và tác dụng mỗi loại

Bài tập đồ thị là bài tập Vật lý mang tính chất đặc biệt Tuỳ theo mục đích cóthể phân chia bài tập đồ thị thành ba loại cơ bản sau (theo sơ đồ)

Loại thứ nhất: Đọc đồ thị và khai thác đồ thị đã cho

Loại bài tập này có tác dụng rèn luyện cho học sinh kỹ năng đọc đồ thị, biết từ

đồ thị đoán nhận trạng thái của vật thể, của hệ vật ký, của một đối tượng kỹ thuật

Bài tập đồ thị

Đọc đồ thị và

khai thác đồ thị Vẽ đồ thị theo những dữ kiện đã cho của bài Dùng đồ thị để giải bài tập

hay của một hiện tượng và từ đồ thị khai thác những dữ kiện để giải quyết một vấn

đề cụ thể……

Loại thứ hai: Vẽ đồ thị theo những dự kiện đã cho của bài tập

Loại bài tập này có tác dụng rèn luyện cho học sinh kỹ năng vẽ đồ thị, trong

đó có thói quen chọn các trục toạ độ để biểu diễn các đại lượng biến thiên và cácđại lượng phụ thuộc, biết chọn tỉ lệ xích hợp lý để có thể vẽ đồ thị với độ chính xáccần thiết

Loại thứ ba: Dùng đồ thị đã cho sẵn để giải bài tập

Những bài tập Vật lý được giải bằng phương pháp đồ thị cũng được xếp vàoloại những bài tập đồ thị Trong số đó có nhiều bài tập có thể giải bằng nhữngphương pháp khác nhau như phương pháp số học, phương pháp đại số chẳng hạn.Ngoài ra trong loại bài tập đồ thị này còn có các bài tập không thể hoặc rất khó giảibằng phương khác, nhưng nếu dùng biểu diễn đồ thị thì bài toán lại trở nên rất làđơn giản…

1.6.3 Thực trạng việc sử dụng bài tập đồ thị trong dạy học phần cơ học lớp 10 THPT

Với yêu cầu đổi mới cách dạy cách học mấy năm gần thì tài liệu học tập ngàymột đầy đủ về cả chất lượng lẫn số lượng Bài tập về đồ thị cũng rất được nhiều tàiliệu đề cập đến, tuy nhiên để phân bố số lượng như thế nào cho hợp lý đối vớingười học thì lại chưa có Bên cạnh đó, là cách để học sinh chiếm lĩnh được trithức bằng phương pháp đồ thị thì cũng còn nhiều điều phải xem xét.… Đối vớigiáo viên, là những người trực tiếp giảng dạy các em học sinh thì sao? Trong quátrình thực hiện luận văn, tôi đã tiến hành điều tra về tình hình sử dụng bài tập đồthị, cũng như là phương pháp đồ thị của giáo viên và học sinh trong quá trình dạyhọc ở trường trung học phổ thông Quỳnh lưu IV, tỉnh Nghệ An Kết quả điều tra đãcho thấy rằng việc sử dụng các bài tập đồ thị phục vụ cho dạy học là rất hạn chế

Giáo viên ít tìm tòi, nghiên cứu và sử dụng chúng trong dạy học; còn học sinh thì íthứng thú và rất ngại làm các bài tập bằng phương pháp đồ thị

Kết luận chương 1

Qua việc phân tích vai trò của bài tập đồ thị và việc phân loại bài tập đồ thị đãcho chúng ta thấy được sự phong phú, đa dạng và tác dụng của chúng trong dạyhọc Vật lý ở trường trung học phổ thông Trong một chừng mực nhất định, chúng

ta có thể sử dụng bài tập đồ thị, phương pháp đồ thị này trong dạy học Vật lý ở cáctrường phổ thông để tạo thú hứng và tiếp nhận tri thức ban đầu cho việc phát triểnnăng lực nhận thức của học sinh Cũng từ thực tiễn giảng dạy phần cơ học lớp 10,thì tôi thấy rằng có thể dùng bài tập về đồ thị chúng ta có thể nâng cao việc dạycũng như việc học của phần này, góp phần vào nâng cao chất lượng và hiệu quảcủa dạy học

Chương 2

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỒ THỊ TRONG DẠY HỌC PHẦN

CƠ HỌC VẬT LÝ 10 NÂNG CAO 2.1 Cấu trúc nội dung phần cơ học Vật lý lớp 10 ban khoa học tự nhiên

2.1.1 Mục tiêu

2.1.1.1 Kiến thức

- Hiểu được các khái niệm cơ bản: Tính tương đối của chuyển động, chấtđiểm, quỹ đạo, hệ quy chiếu, mốc thời gian, vận tốc, cách xác định vị trí của chấtđiểm bằng toạ độ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm

- Hiểu rõ, muốn xét chuyển động của chất điểm, cần thiết phải chọn một hệquy chiếu để xác định vị trí của chất điểm và thời điểm tương ứng

- Nắm vững cách xác định toạ độ và thời điểm tương ứng của một chất điểmtrên hệ toạ độ

- Hiểu rõ các khái niệm: Vectơ độ dời, vectơ vận tốc trung bình, vectơ vận tốctức thời Nắm vững tính chất vectơ của các đại lượng này

- Hiểu: Thay cho việc các vectơ nêu trên, ta khảo sát các giá trị đại số củachúng mà không làm mất đi đặc trưng vectơ của chúng

- Phân biệt được độ dời với quãng đường đi, vận tốc với tốc độ

- Biết cách thiết lập phương trình chuyển động thẳng đều: x = xo + vt Hiểurằng phương trình chuyển động mô tả đầy đủ đặc tính của chuyển động

- Biết cách vẽ đồ thị toạ độ theo thời gian, vận tốc theo thời gian và từ đồ thị

có thể xác định được các đặc trưng động học của chuyển động

- Biết cách khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng Hiểu được, muốn đo vậntốc thì phải xác định toạ độ của chất điểm ở các thời điểm khác nhau, và biết cách

sử dụng đo thời gian để xác định thời điểm vật đi qua một toạ độ đã biết Biết cáchlập bảng, sử dụng công thức để tìm đại lượng cần đo, xử lý kết quả, vẽ đồ thị

- Hiểu được gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi nhanh hay chậmcủa vận tốc

- Hiểu được định nghĩa về chuyển động thẳng biến đổi đều, rút ra công thứctính vận tốc theo thời gian

- Hiểu được mối quan hệ giữa dấu của gia tốc và dấu của vận tốc trong chuyểnđộng nhanh dần đều và chuyển động chậm dần đều

- Biết cách vẽ đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian của một chuyển độngthẳng biến đổi đều

- Biết cách giải các bài toán đơn giản có liên quan đến gia tốc về chuyển độngthẳng biến đổi đều

- Biết thiết lập phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều:

2 2

1 t a t v

- Hiểu được thế nào là rơi tự do và khi rơi tự do thì mọi vật đều rơi như nhau

- Biết cách khảo sát chuyển động rơi tự do bằng thực nghiệm

- Hiểu rõ gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào vị trí địa lý và độ cao và khi một vậtchuyển động ở gần mặt đất và chỉ chịu tác dụng của trọng lực, thì nó luôn luôn cómột gia tốc bằng gia tốc rơi tự do

- Biết trong chuyển động tròn cũng như trong chuyển động cong, vectơ vậntốc có phương tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động và có hướng theo chiều chuyểnđộng

- Nắm vững định nghĩa chuyển động tròn đều, biết cách tính tốc độ dài:

- Biết được mối quan hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v  r.

- Hiểu rõ, tốc độ dài đặc trưng cho độ nhanh chậm của chuyển động của chấtđiểm trên quỹ đạo tròn

- Có khái niệm về tính tuần hoàn của chuyển động và đại lượng đặc trưng cho

sự tuần hoàn hoặc tần số

- Hiểu, trong chuyển động tròn đều thì vectơ gia tốc là hướng tâm và có độlớn phụ thuộc vào tốc độ dài và bán kính quỹ đạo, biết chứng minh:

r v

a ht  2 ; a ht  r.

- Hiểu được, chuyển động có tính tương đối, các đại lượng động học như quỹđạo, vận tốc có tính tương đối.

- Hiểu được các khái niệm vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối, vận tốc kéotheo và công thức cộng vận tốc Áp dụng để giải các bài toán đơn giản

- Hiểu và áp dụng thành thạo quy tắc cộng vectơ và phân tích vectơ hai thànhphần không vuông góc

2.1.1.2 Kỹ năng

Theo nội dung của chương, chúng ta có điều kiện để rèn luyện cho học sinh một số

kỹ năng chính sau đây:

- Kỹ năng giải thích hiện tượng vật

- Kỹ năng giải bài tập vật lý

- Kỹ năng thực hành vật lý

- Kỹ năng vẽ đồ thị và xử lý đồ thị

- Kỹ năng tự học của học sinh

- Kỹ năng tự kiểm tra và đánh giá kết quả học tập của học sinh

2.1.1.3 Thái độ

- Học sinh học tập hăng hái, yêu thích bộ môn Vật lý

- Hứng thú với việc tìm tòi tri thức mới

- Thích tìm tòi các hiện tượng tự nhiên xẩy ra hàng ngày

2.1.2 Nội dung cơ bản của phần cơ học

2.1.2.1 Nội dung cơ bản chương Động học chất điểm

Nội dung cơ bản của phần động học chất điểm là khảo sát và nghiên cứu cácdạng chuyển động cơ học như chuyển động thẳng và chuyển động tròn được rút ra

từ những quan sát thực nghiệm và tư duy khái quát, mà chưa xét đến nguyên nhân làm biến đổi chuyển động, đây chính là cơ sở cho việc nghiên cứu cơ học Để tiếpthu và nắm rõ các dạng chuyển động cơ học, HS phải có được khái niệm về hệ quychiếu và khái niệm chất điểm, từ đó xây dựng các khái niệm các đại lượng đặc

trưng cho chuyển động như: đường đi, độ dời, tốc độ, vận tốc, gia tốc đối với cỏcloại chuyển động: chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyểnđộng rơi tự do, chuyển động trũn đều.

Hiểu rừ cỏc điều kiện và đặc điểm của chuyển động cơ học Xõy dựng khỏiniệm hệ quy chiếu, phương trỡnh mụ tả, biểu diễn chuyển động của vật, đồ thị mụ

tả mối liờn hệ giữa cỏc đại lượng như toạ độ với thời gian, vận tốc với thời gian,gia tốc và vận tốc, gia tốc và thời gian Tớnh tương đối của chuyển động cụng thứccộng vận tốc Ngoài ra cũn đưa thờm vào bài học tớnh sai số trong thớ nghiệm thựchành và bài thực hành đo gia tốc rơi tự do

Vận dụng cỏc kiến thức về chuyển động để giải thớch một số hiện tượng Vật lýthường gặp, giải quyết những bài toỏn Vật lý đơn giản

Cấu trỳc logic phần “Động học chất điểm” lớp 10 ban khoa học tự nhiờn theo

sơ đồ như trờn:

2.1.2.2 Những nội dung cơ bản trong chơng động lực học chất điểm:

- Cơ sở lý luận của chơng là 3 định luật Niu tơn đợc rút ra từ hàng loạt quansát và t duy khái quát hoá 3 định luật này đặt nền móng cho sự phát triển của cơhọc.

- Để tiếp thu đợc các định luật Niu tơn học sinh phải có đợc các khái niệm về

đại

lợng lực và khối lợng (kế thừa sự hiểu biết kiến thức định tính về khái niệm lực vàkhối lợng đã học ở THCS) Ngợc lại qua việc học các định luật Niu tơn mà học sinhmới hiểu đợc sâu sắc hơn về lực và khối lợng Nh vậy 3 định luật Niu tơn cùngvới các khái niệm lực và khối lợng là kiến thức cơ bản quan trọng nhất của chơng.Cấu trúc lôgic của chơng theo sơ đồ sau:

- Hiểu rõ điều kiện xuất hiện và đặc điểm của các lực cơ học (lực hấp dẫn, lực

- Kỹ năng vận dụng các định luật để giải thích các hiện tợng thực tế

Sách giáo khoa có những vấn đề mới và khó

- Hệ quy chiếu có gia tốc, lực quán tính

*Trờng hợp chuyển động của vật đợc xét trong hệ quy chiếu chuyển động cógia tốc a so với Trái Đất

- Hiện tợng tăng, giảm và mất trọng lợng

- Hiện tợng tăng giảm trọng lợng đợc khảo sát trên cơ sở so sánh giữa trọng ợng và trọng lợng biểu kiến Hiện tợng mất trọng lợng khi trọng lợng biểu kiếnbằng không

l-Thời lợng thực hiện chơng trình dạy chơng động lực học chất điểm

So với chơng trình sách giáo khoa cải cách giáo dục thì số tiết không tăng nhng nội dung tăng lên Cụ thể nh sau:

- Về cơ sở vật chất và các trang thiết bị thí nghiệm ở các trờng THPT hiện nay

đợc Bộ Giáo Dục cung cấp một số bộ thí nghiệm chuẩn cho kết quả đo khá chínhxác

- Áp dụng các phơng pháp dạy học tích cực nói chung và đa BTĐT vào dạyhọc nói riêng sẽ làm tăng cờng khả năng nhận thức của học sinh

- Chơng trình mới đợc thực hiện theo yêu cầu đổi mới về Nội dung chơng trình

và PPGD ở trờng THPT

Một số khó khăn trở ngại trong quá trình dạy học vật lý ở THPT:

- Cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm ở THPT hiện còn thiếu

- Đổi mới phơng pháp giảng dạy lớn nhng giáo viên không đồng nhất quan

điểm, một số giáo viên có khó khăn trong việc tham khảo tài liệu và tiếp thu ph ơngpháp dạy học mới

- Häc sinh kh«ng cã ®iÒu kiÖn thuËn lîi trong viÖc lµm thÝ nghiÖm ë nhµ haythùc hiÖn viÖc häc tËp theo nhãm.

2.2 Xây dựng và sử dụng bài tập đồ thị nhằm nâng cao chất lượng dạy học phần cơ học Vật lý 10 nâng cao

2.2.1 Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng bài tập

Các bài tập được dùng trong đề tài này phải thể hiện được tính cấp thiết của đềtài, của cơ sở lý thuyết đề ra Số lượng bài tập được chọn lựa khoảng 30 đến 40 bài

và được phân bố tương đối đồng đều số lượng cho bài tập về chuyển động thẳngđều, chuyển động thẳng biến đổi đều và bài tập về động lực học Bài tập phải bámsát chương trình và ở đây được tuyển chọn lấy từ các tài liệu của các tác giả có uytín và các bài mà trong thực tiễn giảng dạy của bản thân

2.2.2 Bài tập đồ thị phần cơ học Vật lý 10 nâng cao

2.2.2.1 Bài tập đồ thị về chuyển động thẳng đều

Bài tập 1:

* Đề bài: Hình 1 là đồ thị tọa độ theo thời gian của một chuyển động gồm 3 giai

đoạn Hãy lựa chọn cách sắp xếp tốc độ trong các giai đoạn (1), (2) và (3) theo thứ

Đây là bài toán giúp HS phân biệt hai khái niệm tốc độ và vận tốc Vì vậy, để

HS nắm rõ bản chất của khái niệm tốc độ và vận tốc, GV cần có những câu hỏiđịnh hướng cho hoạt động của HS:

- Tốc độ của vật ở mỗi giai đoạn của chuyển động được xác định như thế nào?Học sinh xác định được:

(1) v1 = 156 = 4m/s(2) v2 = 13,5 = 2m/s(3) vo = 0

- Từ đồ thị, dấu của các đại lượng tại mỗi thời điểm như thế nào?

Ta chờ đợi ở HS bằng quá trình liên tưởng và huy động kiến thức xác định rõ;tốc độ là đại lượng chỉ sự nhanh chậm của vật, không xét về dấu và được đo bằngtốc kế

Trong quá trình giải bài tập Vật lý, hoạt động dự đoán quyết định cho mọi hoạtđộng trí tuệ tiếp theo, nhất là đối với những bài tập thí nghiệm

Bài tập 2:

* Đề bài: Hai ô tô cùng xuất phát từ Hà Nội đi Vinh Chiếc thứ nhất chạy với vận tốc

trung bình 60km/h, chiếc thứ hai chạy với vận tốc trung bình 70km/h Sau 1 giờ 30phút, chiếc thứ hai dừng lại nghỉ 30 phút rồi tiếp tục chạy với vận tốc như trước Coicác ô tô chuyển động trên một đường thẳng

a- Biểu diễn đồ thị tọa độ chuyển động của hai xe trên cùng hệ trục toạ độ

b- Hỏi sau bao lâu thì xe thứ hai đuổi kịp xe thứ nhất

** Hướng dẫn:

Trong quá trình giải bài toán này, HS được rèn luyện kỹ năng phân tích, lập luận,xây dựng biểu bảng và vẽ đồ thị, từ đó giải bài toán bằng đồ thị Tuy nhiên, với nhữngđiều kiện ban đầu bài toán đã cho, không ít HS sẽ gặp khó khăn khi giải quyết Vì vậy,nếu HS gặp bế tắc GV có thể định hướng bằng hệ thống câu hỏi:

- Chuyển động của hai xe là chuyển động gì? đồ thị biểu diễn chuyển động củachúng có dạng như thế nào?

- Nên chọn trục toạ độ, gốc toạ độ và gốc thời gian cho bài toán như thế nào?

- Toạ độ của xe thứ nhất ở những thời điểm t = 0;t = 2 giờ; t = 3,5 giờ bằng baonhiêu?

- Toạ độ của xe thứ hai ở những

thời điểm t = 0; t = 1,5 giờ; t = 2 giờ;

t = 3,5 giờ bằng bao nhiêu?

- Dựa vào toạ độ của hai xe, em

hãy vẽ đồ thị chuyển động của hai xe

Bằng hoạt động huy dộng kiến

- Những vị trí mà đồ thị của hai xe cắt nhau có ý nghĩa gì?

100

Hình 2

(1)

(2)

- Từ đồ thị, các em hãy xác định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau.

Đến đây các em xác định được:

- Những vị trí mà đồ thị của hai xe cắt nhau chính là vị trí mà hai xe gặp nhau

- Hai xe đuổi kịp nhau sau 3 giờ 30 phút, tại vị trí cách Hà Nội 210 km

Cuối bài toán, để tích cực hoạt động nhận thức của HS, GV có thể giao nhiệm vụ

về nhà cho HS:

- Nếu ta chọn gốc toạ độ tại Vinh, chiều dương là chiều từ Vinh ra Hà Nội thì kếtquả bài toán như thế nào?

Bài tập 3:

* Đề bài: Hai chuyển động ngược chiều đến gặp nhau, cùng khởi hành một lúc từ hai địa

điểm A và B cách nhau 120 km Vận tốc của xe đi từ A là 40 km/h, của xe đi từ B là 20km/h

Tính thời điểm lúc hai xe gặp nhau

** Hướng dẫn:

Để HS tự lực giải toán đạt hiệu quả, GV có thể định hướng:

- Chuyển động của hai xe thuộc loại chuyển động nào?

- Ta chọn trục toạ độ của hai xe như thế nào?

- Phương trình chuyển động của hai xe có dạng như thế nào?

- Tại thời điểm hai xe gặp nhau thì toạ độ của chúng như thế nào?

Từ câu hỏi định hướng của GV, một số HS (1) có thể giải:

Chọn trục toạ độ Ox hướng từ A đến B, gốc tại A, gốc thời gian là lúc hai xe cùng khởihành

Phương trình chuyển động của xe đi từ A:

x1 = 40tPhương trình chuyển động của xe đi từ B:

x2 = 120 – 20tKhi hai xe gặp nhau thì toạ độ của chúng bằng nhau:

x1 = x2

Từ đó: 40t = 120 – 20t 60t = 120 t = 2 hMột số HS khác (2) lại có thể đưa ra lời giải:

Chọn trục toạ độ Ox có hướng từ B đến A, gốc toạ độ tại B, gốc thời gian là lúc hai

xe khởi hành

Phương trình chuyển động của xe đi từ B:

x1 = 20tPhương trình chuyển động của xe đi từ A:

x2 = 120 – 40tKhi hai xe gặp nhau toạ độ của chúng bằng nhau:

- Cách giải bằng số học và cách giải bằng đồ thị có kết quả như thế nào?

Bài tập 4:

* Đề bài: Một ôtô khởi hành từ Hà Nội lúc 7 giờ sáng, chạy về hướng Ninh Bình với

vận tốc không đổi 60 km/h Sau khi được 45 phút, xe dừng lại 15 phút rồi tiếp tụcchạy với vận tốc không đổi theo như lúc đầu Lúc 7 giờ 30 phút sáng một ôtô thứ haikhởi hành từ Hà Nội đuổi theo xe thứ nhất, với vận tốc không đổi 70 km/h

1 Vẽ đồ thị toạ độ - thời gian của mỗi xe

2 Hai xe gặp nhau nơi nào và ở đâu?

- Chọn gốc toạ độ, gốc thời gian, chiều dương của trục toạ độ

Bằng quá trình huy động kiến thức, HS có thể xác định được

- Chọn gốc toạ độ tại Hà Nội, gốc thời gian là lúc ôtô (I) khởi hành, chiều dương

là chiều từ Hà Nội tới Ninh Bình

Giáo viên yêu cầu HS

chọn tỉ lệ xích và vẽ đồ thị

Để thoả mãn yêu cầu thứ

hai của bài toán, trên cơ sở dữ

kiện đề bài và đồ thị, GV yêu

- Em hãy cho biết ý nghĩa giao điểm của hai đồ thị?

Đến đây, học sinh xác định được: Giao điểm của hai đồ thị có toạ độ x = 105 km;

t = 2h Vậy hai ôtô gặp nhau cách Hà Nội 105 km, lúc 9h sáng

Rõ ràng, để tích cực hoạt động nhận thức của HS trong quá trình giải bài tập vật

lý, việc định hướng của GV có ý nghĩa tiền định cho mọi hoạt động và thao tác tư duytiếp theo của HS

Bài tập 5

* Đề bài: Cho đồ thị toạ độ - thời gian của hai xe đạp I và II như hình bên:

a Hãy mô tả chuyển động của mỗi xe

b Tìm thời điểm và vị trí gặp nhau của hai xe

c Lập phương trình vận tốc của mỗi xe và vẽ đồ thị vận tốc mỗi xe?

d Lập phương trình toạ độ - thời gian và kiểm nghiệm lại câu b?

x(km)

t(h) 0

6

-9

3 2,5

a Yêu cầu học sinh phải chỉ ra được chiều chuyển động, loại chuyển động và cácgiá trị vận tốc.

** Kết quả được:

Chuyển động của xe I gồm 3 giai đoạn:

Từ 0 – 0,5h: chuyển động thẳng đều theo chiều dương có vận tốc v1A=12km/h

Thời điểm gặp nhau là 2,5h từ khi bắt đầu chuyển động

Vị trí gặp nhau cách gốc về phía chiều âm là -9km

c Học sinh phải lấy được kết quả từ câu a, nhưng ở đây chuyển động I trên các giaiđoạn khác nhau thì có các giá trị vận tốc khác nhau thì cách viết công thức vận tốcthế nào?

Kết quả thống nhất:Xe I: 12km/h Xe II: vB=-3,6km/h

d Đây là loại bài toán biết đồ thị đi lập lại hàm số, học sinh phải có sự kết hợpnhuần nhuyễn giữa toán học và Vật lý thì các em mới có khả năng giải quyết đượccâu hỏi này.

Đối với chuyển động của xe I lập được mấy phương trình toạ độ?

Kiểm nghiệm lại kết quả câu b:

Học sinh phải lập được phương trinh nào? Và tại sao chỉ lấy phương trình ấy?

xA = xB Suy ra: 6 – 10(t – 1) = -3,6t Từ đây suy lại kết quả ở trên

Bài tập 6:

* Đề bài: Lúc 8h một người đi xe đạp với vận tốc 12km/h gặp một người đi bộ

ngược chiều với vận tốc đều 4km/h trên cùng một đường thẳng

Tới 8h30, người đi xe đạp dừng lại nghỉ 30 phút rồi quay trở lại đuổi theo người đi

bộ với vận tốc như cũ Tìm vị trí và thời điểm gặp nhau của 2 người

** Gợi ý định hướng một số câu hỏi để giải quyết bài toán

a Em hãy suy nghĩ và giải bài toán theo những cách mà em có thể làm được

b Yêu cầu chung đầu tiên phải chọn được hệ quy chiếu như thế nào?

c Các em sẽ so sánh các cách làm với nhau, để rút ra nhận xét chung của bài

Cách dùng đồ thị, biểu diễn các đồ thị toạ độ từng chuyển động theo thời gian

Dựa vào đồ thị thì ta cũng dễ dàng rút ra kết quả giải như trên

Bài tập 7:

* Đề bài: Một chất điểm chuyển động, mà phương trình toạ độ theo thời gian

được biểu diễn bằng phương trình sau:

x = 12 – 4t với 0=< t =<2s

4 (m) với 2< t =<4s

4 + 5(t-4) với 4< t =<6s

a Em hãy cho biết các thông tin về chuyển động này?

b Vẽ đồ thị toạ độ, vận tốc theo thời gian của chuyển động này?

** Hướng dẫn:

Đây là một ví dụ về chuyển động có vẽ lạ đối với các em, nhưng nếu đượccung cấp các bài trước thì học sinh sẽ dễ dàng nhận ra

Một số câu hỏi gợi ý:

Bài toán đã ngầm chọn hệ quy chiếu như thế nào?

Em hãy xác định các yếu tố người ta ban đầu thông qua phương trình?

t(h)

Vận tốc của chuyển động này có thay đổi không, và đây là loại chuyển động gì?Kết quả chính cần đạt là:

Chuyển động gồm 3 giai đoạn:

Từ 0 đến 2s Vật chuyển động thẳng đều ngược chiều dương với vận tốc v = -4m/s

Từ 2 đến 4s Vật dừng chuyển động ( v = 0)

Từ 4 đến 6s Vật chuyển động thẳng đều theo chiều dương với vận tốc v = 5m/s

Đồ thị tương ứng:

Bài tập 8:

* Đề bài: Cho đồ thị chuyển động của 2 xe được mô tả như hình.

a Hãy nêu đặc điểm chuyển động mỗi xe?

b Xe thứ 2 muốn gặp xe thứ nhất

2 lần thì phải chuyển động với vận

tốc bao nhiêu?

Với câu hỏi số b thì học sinh gặp

vấn đề, cụ thể đó là chưa khi nào gặp

dạng toán này bao giờ

** Một số gợi ý hướng dẫn để học sinh giải quyết vấn đề

- Đồ thị phải cắt mấy lần?

- Từ đó cho biết xe 2 phải chuyển động với thời gian tối thiểu bao nhiêu?

- Quảng đường AB có thay đổi không?

- Từ đó đã suy ra được kết quả bài toán chưa?

Lược giải:

a Xe thứ nhất gồm 2 giai đoạn chuyển động

+ Từ 0 đến 1h xe chuyển động thẳng đều theo chiều dương với vận tốc 25km/h+ Từ 1h đến 2,5h xe chuyển động thẳng đều ngược chiều dương với vận tốc -50/3km/h

Xe 2 chuyển động thẳng đều ngược chiều dương với vận tốc -50/3km/h

b + Đồ thị xe 2 phải cắt đồ thị xe 1 hai lần

+ Thời gian xe 1 đi phải lớn hơn 2,5h

+ Vận tốc tối đa của xe 2 là: v2=< 25/2,5=10km/h

Bài tập 9:

* Đề bài: Cho đồ thị chuyển động của hai xe được mô tả như hình.

a Để xe 2 gặp xe 1 bắt đầu chuyển động đến khi dừng thì vận tốc xe 2 là baonhiêu?

Suy ra: Cắt đoạn màu đỏ

Thời gian tối đa xe 2 đi là bao nhiêu?

* Đề bài: Một người đi bộ khởi hành từ A với v = 5km/h để đến B với AB =

20km Người này cứ đi một giờ lại dừng lại nghỉ 30 phút

Hỏi sau bao lâu, người đó đến B và đã dừng lại nghỉ bao nhiêu lần?

Cùng lúc đó một người đi xe đạp từ B về A với V = 20km/h và ngay lập tức quaylại B Quy trình đó được lặp lại như cũ

Hỏi trong quá trình từ A đến B, người đi bộ gặp người đi xe đạp mấy lần? Lúc gặpnhau, người đi bộ đang đi hay đang dừng Xác định các thời điểm và vị trí gặpnhau đó?