Nghiên cứu xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí vào dạy học phần cơ học lớp 10 THPT

Trong quá trình giải các bài tập thí nghiệm học sinh phải làm thínghiệm để giải quyết vấn đề dới dạng trả lời câu hỏi của bài tập trong những điều kiện nhất định mà bài tập yêu cầu, nh v

bộ giáo dục và đào tạo Trờng Đại học Vinh -

đậu huy phơng

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng

bài tập thí nghiệm vật lý vào dạy học

Đặc biệt tôi xin tỏ lòng biết ơn đến cô giáo TS Phạm Thị Phú ngời đãtrực tiếp hớng dẫn tôi trong công tác nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

1.1.1 Bài tập giúp cho việc đào sâu mở rộng kiến thức………

1.1.2 Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt những kiến thức mới

1.1.3 Giải bài tập Vật lý rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý

thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức

9

9

10

học sinh………

1.2 Thí nghiệm Vật lý – Phơng tiện đặc thù của dạy học Vật lý… 1.2.1 Thí nghiệm là phơng tiện của việc thu nhận tri thức…………

1.2.2 Thí nghiệm là phơng tiện để kiếm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu đợc………

1.2.3 Thí nghiệm là phơng tiện của việc vận dụng tri thức đã thu đợc vào thực tiễn………

1.2.4 Thí nghiệm là một bộ phận của các phơng pháp nhận thức Vật lý………

1.2.5 Các chức năng của thí nghiệm Vật lý theo quan điểm của lý luận dạy học………

1.2.6 Thí nghiệm là phơng tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của học sinh………

1.2.7 Thí nghiệm là phơng tiện đơn giản hoá và trực quan trong dạy học Vật lý………

1.3 Bài tập thí nghiệm Vật lý………

1.3.1 Bài tập thí nghiệm vật lý………

1.3.2 Vai trò của bài tập thí nghiệm………

1.3.3 Phân loại bài tập thí nghiệm………

1.4 Quan hệ giữa bài tập giáo khoa và bài tập thí nghiệm…………

1.5 Phơng pháp biên soạn bài tập thí nghiệm………

1.5.1 Mục đích………

1.5.2 Yêu cầu………

1.5.3 Phơng pháp biên soạn các bài tập thí nghiệm………

1.5.4 Các bài tập thí nghiệm theo chủ đề phần cơ học 10………

1.6 Phơng pháp sử dụng bài tập thí nghiệm vào dạy học Vật lý…

10 10 10 11 11 11 11 12 14 14 14 15 16 20 20 20 20 21 22 23

Kết luận chơng 1……… 25

Chơng 2 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm Vật lý phần cơ học lớp 10 ban KHTN………

26 2.1 Mục tiêu dạy học phần cơ học……… 26

2.2 Cấu trúc lôgíc phần cơ học………

2.3 Nội dung cơ bản phần cơ học………

2.4 Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập nói chung, bài tập thí nghiệm nói riêng ở trờng phổ thông………

2.4.1 Nhận thức của giáo viên về bài tập thí nghiệm………

2.4.2 Sử dụng bài tập và bài tập thí nghiệm trong thực tiễn…………

2.4.3 Nguyên nhân thực trạng………

2.5 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm vật lý và các câu hỏi định hớng t duy học sinh phần cơ học lớp 10 ban KHTN………

2.5.1 Các bài tập thí nghiệm ở lớp………

2.5.2 Các bài tập thí nghiệm ở nhà………

2.5.3 Các bài tập thí nghiệm ở phòng thí nghiệm nhà trờng………

2.5.4 Các bài tập thí nghiệm khi đi tham quan dã ngoại………

2.5.5 Đề xuất phơng án sử dụng bài tập thí nghiệm vào dạy học, một số giáo án minh hoạ………

29 30 33 33 34 34 35 36 40 42 43 45 Kết luận chơng 2……… 70

Chơng 3 Thực nghiệm s phạm……… 71

3.1 Mục đích thực nghiệm s phạm………

3.2 Đối tợng thực nghiệm s phạm………

3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm s phạm………

3.4 Nội dung thực nghiệm s phạm………

3.5 Kết quả thực nghiệm………

Kết luận chơng 3………

Kết luận chung………

Tài liệu tham khảo………

Phụ lục :………

71 71 71 72 73 78 79 81 83

mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Bài tập thí nghiệm là loại bài tập mà khi giải nó nhất thiết phải thựchiện thí nghiệm hoặc phải quan sát để tìm số liệu, dự kiến hoặc nghiên cứu sựphụ thuộc giữa các thông số để giải bài tập hoặc kiểm tra lại lời giải lý thuyết

Trong quá trình giải các bài tập thí nghiệm học sinh phải làm thínghiệm để giải quyết vấn đề dới dạng trả lời câu hỏi của bài tập trong những

điều kiện nhất định mà bài tập yêu cầu, nh vậy bài tập thí nghiệm vừa là bàitập vừa là thí nghiệm nên nó sẽ phất huy đợc các lợi thế của hai phơng tiệndạy học đó nếu giáo viên biết khai thác tốt Trong quá trình làm thí nghiệmthờng tạo ra hứng thú cho học sinh và từ hứng thú đó học sinh ít nhiều sẽ nãysinh ra sự sáng tạo

Bài tập thí nghiệm là điều kiện cho học sinh vận dụng tổng hợp kiếnthức lý thuyết và kiến thức thực hành, kết hợp thao tác trí óc với thao tác chântay, tập làm các nhà thiết kế, chế tạo, lắp ráp… Điều này kích thích mạnh mẽhứng thú học tập của học sinh nhất là những bài liên quan đến thực tế

Khi giải các bài tập thí nghiệm học sinh đợc rèn luyện các thao tác tduy nh: Phân tích, tổng hợp, phán đoán, xây dựng phơng án thí nghiệm, lựachọn thiết bị thí nghiệm, dự đoán kết quả thí nghiệm, quan sát, đo đạc xử lý

số liệu khái quát hoá rút ra kết luận, so sánh Ngoài ra, học sinh còn đợc rènluyện năng lực thực nghiệm, năng lực hoạt động độc lập.

Bài tập thí nghiệm khắc phục tình trạng giải bài tập một cách hình thức,tình trạng áp dụng công thức một cách máy móc

Nói tóm lại, việc giải các bài tập thí nghiệm vật lý là một hình thứchoạt động có thể nâng cao chất lợng học tập tạo ra nhiều hứng thú cho họcsinh Đó là hoạt động có sự kết hợp hiệu quả giữa học với hành, lý luận vàthực tiển, phát huy tính tích cực, trí thông minh, tài sáng tạo, khả năng tháovát của học sinh Bài tập thí nghiệm là hoạt động tạo điều kiện tốt để pháttriển t duy cho học sinh Nhng đồng thời thông qua đó giúp phát hiện nhữngnăng khiếu cụ thể về vật lý của từng học sinh

Qua tìm hiểu ở các trờng THPT chúng tôi thấy: Việc s dụng bài tập thínghiệm trong dạy học đối với nhiều giáo viên còn rất mơ hồ Việc dạy bài tập

ở trờng phổ thông chủ yếu tập trung vào các bài tập dạng định tính hoặc địnhlợng với nội dung giáo khoa đơn thuần

Còn việc dạy các bài tập thí nghiệm thì hầu nh không đợc chú ý, cóchăng thì chỉ một số trờng chuyên có học sinh dự các kỳ thi học sinh giỏi cấpquốc gia và quốc tế Vì khi tham dự các kỳ thi này thì học sinh phải tiếp xúcvới các loại bài tập dạng bài tập thí nghiệm nên các giáo viên còn chú ý đếnviệc sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học Còn ở các trờng phổ thôngbình thờng thì một phần do cơ sở vật chất thiếu thốn, những cái có thì không

đồng bộ, để làm đợc bài tập thí nghiệm cần phải có sự đầu t về cả vật chất lẫntinh thần, mặt khác trong các đề thi học kỳ, tốt nghiệp cũng nh thi tuyển sinh

đại học cha đa bài tập thí nghiệm vật lý vào nên việc dạy học gần nh bỏ qua

loại bài tập này Vả lại, các giáo viên phổ thông thờng quan niệm sách giáokhoa là pháp lệnh, mà trong khi đó sách giáo khoa đề cập đến loại bài tập nàyquá ít nên họ không muốn vi phạm điều đó

Mặt khác do việc giải các bài tập loại này khá phức tạp, cần nhiều công

đoạn, đầu t nhiều thời gian, tài chính hơn so với các bài tập giáo khoa đơnthuần nên các giáo viên ngại khai thác, nếu có giáo viên nào đầu t thời giankhai thác sử dụng bài tập thí nghiệm vật lý vào dạy học thì họ cũng không đợc

đánh giá, khuyến khích, động viên bằng các phần thởng xứng đáng nên khôngphát huy đợc tác dụng tích cực của phơng pháp dạy học có hiệu quả này Đểkhắc phục tình trạng này cũng không phải là khó khăn lắm (tất nhiên hơi tốnkém ) thứ nhất sách giáo khoa phải bổ sung nhiều hơn các bài tập thí nghiệmvật lý, các tiết thực hành phải nhiều hơn và đặc biệt trong các kỳ thi cần đavào các bài tập thí nghiệm

Cơ học là phần có vị trí đặc biệt trong chơng trình vật lý phổ thông vìcác khái niệm, định luật là cơ sở để xây dựng kiến thức cơ bản ở các phầnkhác của vật lý học

Trong chơng trình vật lý 10 THPT Ban KHTN phần cơ học có thể thực

hiện một số thí nghiệm, thiết bị đơn giản, dễ tiến hành nhanh Các hiện tợngcơ học vẫn diễn ra và tồn tại bên cạnh mỗi ngời, cần phải làm cho học sinhthấy sự tồn tại của nó gắn với những đại lợng vật lý đặc trng

Sử dụng bài tập thí nghiệm vật lý phần cơ học là cần thiết Để lựa chọn

xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm phù hợp với nội dung chơng trình củasách giáo khoa và trình độ nhận thức của học sinh, chúng tôi nghiên cứu ch-

ơng trình sách giáo khoa vật lý và phân tích nội dung chơng trình theo nhữngyêu cầu vể kiến thức và kỷ năng cần đạt đợc trong phần này

Vì vậy tôi đã chọn đề tài : “Nghiên cứu, xây dựng và sử dụng bài tậpthí nghiệm vào dạy học Vật lý phần cơ học lớp 10 THPT Ban KHTN”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng, hệ thống các bài tập thí nghiệm phần cơ học lớp

10 THPT và đề xuất phơng án sử dụng bài tập thí nghiệm vào quá trình dạyhọc Vật lý

3 Đối tợng và phạm vi nghiện cứu

3.1 Đối tợng

Các cơ sở lý luận về bài tập thí nghiệm vật lý ở bậc phổ thông.3.2 Phạm vi

Chơng trình cơ học lớp 10 THPT – Ban khoa học tự nhiên

4 Giả thuyết khoa học

Có thể xậy dựng đợc hệ thống bài tập thí nghiệm phần cơ học lớp 10

đảm bảo các yêu cầu về tính khoa học và tính s phạm Việc sử dụng hệ thốngbài tập thí nghiệm đã xây dựng vào quá trình dạy học cơ học lớp 10 một cáchhợp lý sẽ góp phần nâng cao chất lợng dạy học cơ học

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập thí nghiệm vật lý

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, cấu trúc chơng trình cơ học vật lý lớp

10 THPT ban KHTN

- Tìm hiểu thực trạng sử dụng bài tập thí nghiệm ở trờng phổ thông

- Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm phần cơ học lớp 10 THPT

- Đề xuất phơng án sử dụng bài tập thí nghiệm cơ học vào quá trình dạyhọc cơ học lớp 10 Thiết kế một số tiến trình dạy học cụ thể sử dụng bài tậpthí nghiệm cơ học lớp 10 ban khoa học tự nhiên

- Thực nghiệm s phạm

6 Phơng pháp nghiên cứu

6.1 Phơng pháp nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài tập thí nghiệm

- Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm cơ học lớp 10

6.2 Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Điều tra, thực trạng ở trờng THPT

- Soạn thảo tiến trình

- Thực nghiệm s phạm

- Thống kê bằng phơng pháp toán học

7 Kết quả nghiên cứu

Kết quả nhiên cứu đợc thể hiện trong luận văn có nội dung, cấu trúc

nh sau:

Mở đầuNội dung

1.1 Bài tập vật lý- Phơng tiện và phơng pháp dạy học vật lý ở trờng PT[21]

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

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm đợc cái chung, cáikhái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tợng Trong các bàitập, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tợng đó vàonhững trờng hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm đợc những biểuhiện cụ thể của chúng trong thực tế, phát hiện càng nhiều những hiện tợngthuộc ngoại diên của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luậthay thuộc phạm vi ứng dụng của chúng Quá trình nhận thức các khái niệm,

định luật vật lý không kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm,

định luật vật lý mà còn tiếp tục ở giai đoạn vận dụng vào thực tế Ngoài nhữngứng dụng quan trọng trong kỷ thuật, bài tập vật lý sẽ giúp học sinh thấy đợc

những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đãhọc.

Bài tập vật lý là một phơng tiện cũng cố, ôn tập kiến thức sinh động.Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sửdụng tổng hợp những kiến thức thuộc nhiều chơng, nhiều phần của chơngtrình

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

ở những lớp trên của bậc trung học phổ thông, với trình độ toán học đãkhá phát triển, nhiều khi các bài tập đã đợc sử dụng khéo léo có thể dẫn họcsinh đến những suy nghĩ về một hiện tợng mới để giải thích hiện tợng mới dobài tập phát hiện ra

1.1.3 Giải bài tập vật lý rèn luyện kỷ năng, kỷ xảo vận dụng lý thuết vào thực

tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

Bài tập vật lý là một trong những phơng tiện rất quý báu để rèn luyện kỷnăng, kỷ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụngkiến thức khái quát đã thu nhận đợc để giải quyết các ván đề của thc tiễn Cóthể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thc tiễn, trong đó yêu cầu học sinhphải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tợng thực tiễn hoặc dự

đoán các hiện tợng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trớc

1.1.4 Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh

Trong khi làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầubài, tự xây dựng những lập luận kiểm tra và phê phán những kết luận mà họcsinh rút ra đợc nên t duy học sinh đợc phát triển, năng lực làm việc tự lực dợcnâng cao, tính kiên trì đợc phát triển

Cần lu ý rằng: việc rèn luyện cho học sinh giải các bài tập vật lý khôngphải là mục đích của dạy học Mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật lý làlàm sao cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lý, biết phân tích vàứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kỷ thuật và cuốicùng phát triển năng lực t duy, năng lực giải quyết vấn đề

1.1.5 Giải bài tập vật lý góp phần làm phát triển t duy sáng tạo của học sinh

Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụngnhững kiến thức đã học mà còn giúp bồi dữơng cho học sinh t duy, sáng tạo

Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tợng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết

kế dụng cụ rất có ích về mặt này

1.1.6 Giải bài tập vật lý để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh

Bài tập vật lý cũng là một phơng tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độnắm vững kiến thức của học sinh Tuỳ theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta cóthể phân loại đợc các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến choviệc đánh giá chất lợng kiến thức của học sinh đợc chính xác

1.2 Thí nghiệm vật lý- Phơng tiện đặc thù của dạy học vật lý[21]

1.2.1 Thí nghiệm là phơng tiện của việc thu nhận tri thức

Vai trò của thí nghiệm trong mỗi giai đoạn của quá trình nhận thức phụthuộc vào vốn hiểu biết của con ngời về đối tợng cần nghiên cứu Nếu họcsinh hoàn toàn cha có hoặc ít hiểu biết về đối tợng cần nghiên cứu thì thínghiệm đợc sử dụng để thu nhận những kiến thức đầu tiên về nó Khi đó, thí

nghiệm đợc sử dụng nh là “câu hỏi đối với tự nhiên” và chỉ có thể thông qua

thí nghiệm mới trả lời đợc câu hỏi này Việc tìm cách trả lời đối với câu hỏi tựnhiên (thiết kế phơng án thí nghiệm), việc tiến hành thí nghiệm và xử lý cáckết quả quan sát, đo đạc sau đó chính là quá trình tìm câu trả lời cho câu hỏi

đã đặt ra Nh vậy, thí nghiệm đợc sử dụng nh là kẻ phân tích hiện thực kháchquan và thông qua quá trình thiết lập nó một cách chủ quan để thu nhận trithức khách quan

1.2.2 Thí nghiệm là phơng tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu đợc

Theo quan điểm của lý luận nhận thức, một trong các chức năng của thínghiệm trong dạy học vật lý là dùng để kiểm tra tính đúng đắn của các trithức mà học sinh đã thu đợc trớc đó Trong nhiều trờng hợp, kết quả của thínghiệm phủ định tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi phải đa ra giảithuyết khoa học mới và lại phải kiểm tra nó ở các thí nghiệm khác Nhờ vậy,thờng ta sẽ thu đợc những tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm các tri thức

đã biết trớc đó nh là những trờng hợp riêng, trờng hợp giới hạn

Trong dạy học vật lý ở trờng phổ thông, có một số kiến thức đợc rút rabằng suy luận lôgic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết Trong những trờng hợpnày, cần tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của chúng

1.2.3 Thí nghiệm là phơng tiện của việc vận dụng tri thức đã thu đợc vào thực tiễn

Trong việc vận dụng các tri thức lý thuyết vào việc thiết kế, chế tạo cácthiết bị kỹ thuật, ngời ta thờng gặp nhiều khó khăn do tính trừu tợng của trithức cần sử dụng, tính phức tạp chịu sự chi phối bởi nhiều định luật của cácthiết bị cần chế tạo hoặc do lý do về mặt kinh tế hay những nguyên nhân về

mặt an toàn Khi đó, thí nghiệm đợc sử dụng nh là phơng tiện tạo cơ sở choviệc vận dụng các tri thức đã thu đợc vào thực tiễn

Chơng trình vật lý ở trờng phổ thông đề cập tới một loạt các ứng dụngcủa vật lý trong đời sống và sản xuất Việc tiến hành thí nghiệm tạo cơ sở đểhọc sinh hiểu đợc các ứng dụng của những kiến thức đã học trong thực tiễn.Thí nghiệm cho học sinh thấy đợc sự ứng dụng trong thực tiễn của các kiếnthức này

1.2.4 Thí nghiệm là một bộ phận của các phơng pháp nhận thức vật lý

Việc bồi dỡng cho học sinh các phơng pháp nhận thức đợc dùng phổ biếntrong nghiên cứu vật lý là một trong những nội dung của việc hình thànhnhững kiến thức cơ bản vật lý ở trờng phổ thông Thí nghiệm đóng vai tròquan trọng ở cả hai phơng pháp nhận thức vật lý phơng pháp thực nghiệm vàphơng pháp mô hình

1.2.5 Các chức năng của thí nghiệm theo quan điểm của lý luận dạy học

Thí nghiệm có thể đợc sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau củaquá trình dạy học: đề xuất vấn đề cần nghiên cứu, hình thành kiến thức, kỹnăng mới, củng cố kiến thức, kỹ năng đã thu đợc và kiểm tra, đánh giá kiếnthức, kỹ năng của học sinh ở giai đoạn định hớng mục đích nghiên cứu, cóthể sử dụng thí nghiệm để đề xuất vấn đề cần nghiên cứu Đặc biệt có hiệuquả là việc sử dụng thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề Do kết quả củathí nghiệm mâu thuẫn với kiến thức đã biết, với kinh nghiệm sẵn có hoặc tráingợc với sự chờ đợi của học sinh nên nó tạo ra nhu cầu, hứng thú tìm tòi kiếnthức mới của học sinh

Thí nghiệm có vai trò quan trọng, không gì thay thế đợc trong giai đoạnhình thành kiến thức mới Nó cung cấp một cách hệ thống các cứ liệu thựcnghiệm, để từ do khái quát hoá quy nạp, kiểm tra đợc tính đúng đắn của giảthuyết hoặc hệ quả lôgic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, hình thành kiến thứcmới

Trong chơng trình vật lý ở trờng phổ thông, một số kiến thức đợc rút rabằng phép suy luận logic chặt chẽ từ các kiến thức đã đợc xác nhận là chínhxác Vì vậy, những kiến thức rút ra này là đúng đắn Tuy nhiên, để thể hiệntính chất thực nghiệm của khoa học vật lý và làm tăng sự tin tởng của họcsinh vào tính chân thực của kiến thức thu đợc, giáo viên cũng cần tiến hànhcác thí nghiệm kiểm tra lại chúng Ngoài ra, do trình độ toán học của học sinhcòn hạn chế, do các thiết bị thí nghiệm ở trờng phổ thông không cho phép tiếnhành những thí nghiệm phức tạp, với các phép đo định lợng chính xác caohoặc vì thời gian eo hẹp của tiết học nên một số kiến thức không thể xây dựng

bằng con đờng lý thuyết và cũng không thể xây dựng bằng con đờng thựcnghiệm.

Thí nghiệm có thể đợc sử dụng một cách đa dạng trong quá trình củng cố(ôn tập, đào sâu, mở rộng, hệ thống hoá và vận dụng) kiến thức, kỹ năng củahọc sinh Việc củng cố kiến thức, kỹ năng của học sinh đợc tiến hành ngay ởmỗi bài học nghiên cứu tài liệu mới, trong các bài học dành cho việc luyệntập, các tiết ôn tập và các giờ thí nghiệm thực hành sau mỗi chơng, mỗi phầncủa chơng trình vật lý phổ thông Quá trình củang cố kiến thức, kỹ năng củahọc sinh diễn ra không những trong các giờ nội khoá mà cả trong các giờ họcngoại khoá, ở lớp và ở nhà

Thí nghiệm là phơng tiện để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kỹ năng củahọc sinh Thông qua các hoạt động trí tuệ – thực tiễn của học sinh trong quátrình thí nghiệm (thiết kế phơng án thí nghiệm, dự đoán hoặc giải thích hiện t-ợng, quá trình vật lý diễn ra trong thí nghiệm, lựa chọn các dụng cụ thínghiệm cần thiết, lắp ráp các dụng cụ và bố trí thí nghiệm, tiến hành thínghiệm, thu nhận và xử lý kết quả thí nghiệm…), không sinh sẽ chứng tỏkhông những kiến thức về sự kiện mà cả kiến thức về phơng pháp, khôngnhững kiến thức mà cả kỹ năng của mình

1.2.6 Thí nghiệm là phơng tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của học sinh

Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý góp phần quan trọng vàoviệc phát triển nhân cách toàn diện của học sinh

1.2.6.1 Thí nghiệm là phơng tiện để nâng cao chất lợng kiến thức và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo về vật lý của học sinh

Chất lợng kiến thức của học sinh đợc xem xét theo các dấu hiệu : tínhchính xác, tính khái quát, tính hệ thống, tính bền vững và tính vận dụng đợc.Bởi vì thí nghiệm luôn có mặt trong quá trình nghiên cứu các hiện tợng, quátrình vật lý, soạn thảo khái niệm, định luật vật lý, xây dựng các thuyết vật lý,

đề cập các ứng dụng trong sản xuất và đời sống của những kiến thức đã họcnên nó là phơng tiện góp phần nâng cao chất lợng kiến thức của học sinh theocác dấu hiệu nêu trên

Do thí nghiệm vật lý là một bộ phận của các phơng pháp nhận thức vật lýnên trong mối quan hệ với quá trình thí nghiệm, học sinh sẽ đợc làm quen vàvận dụng có ý thức các phơng pháp nhận thức này Các kiến thức về phơngpháp mà học sinh lĩnh hội có ý nghĩa quan trọng, vợt ra khỏi giới hạn mômvật lý Trong các thí nghiệm do mình tự tiến hành, học sinh đợc rèn luyện các

kỹ năng, kỹ xảo thí nghiệm

1.2.6.2 Thí nghiệm là phơng tiện kích thích hứng thú học tập vật lý, tổ chức quá trình học tập tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh

Trong quá trình thí nghiệm, học sinh phải tiến hành một loạt các hoạt

động trí tuệ – thực tiễn: thiết kế phơng án, kế hoạch thí nghiệm, vẽ sơ đồ thínghiệm, lập bảng giá trị đo, lựa chọn dụng cụ, bố trí và tiến hành thí nghiệm,

thu nhận và xử lý kết quả thí nghiệm (bằng số, bằng đồ thị), tính toán sái số,

xác định nguyên nhân của sai số (nguyên nhân khách quan, nguyên nhân chủquan), tìm biện pháp làm giảm sai số Chính vì vậy thí nghiệm là phơng tiệnhữu hiệu để bồi dỡng năng lực sáng tạo của học sinh Trong quá trình thínghiệm, việc bồi dỡng các yếu tố của năng lực thực nghiệm phải đợc gắn kếtvới việc bồi dỡng các yếu tố của năng lực hoạt động trí tuệ nh: năng lực đềxuất giả thuyết, phân tích mô tả các hiện tợng, quá trình vật lý, tổng hợp cácmặt, các khía cạnh trong mối liên hệ với nhau, khái quát hoá thành những kếtluận tổng quát nhờ phép quy nạp, đối chiếu các kết luận này với giả thuyết(hoặc hệ quả) đã đề xuất, giải thích, so sánh các hiện tợng, quá trình vật lý,các ứng dụng trong sản xuất và đời sống của kiến thức đã học Để phát triểnnăng lực sáng tạo của học sinh, cần tận dụng, sử dụng nhiều hình thức khácnhau của thí nghiệm học sinh, trong đó có thí nghiệm nhằm giải quyết cácnhiệm vụ thiết kế – kỹ thuật Cần tránh khuynh hớng sai lầm chỉ chú trọng

đến việc rèn luyện kỹ năng thực hiện các thao tác chân tay mà không quantâm tới việc bồi dỡng năng lực hoạt động trí tuệ của học sinh Điều đó dẫn

đến kết quả là không phát triển đợc t duy vật lý của học sinh, học sinh khônghiểu đợc mối quan hệ giữa thực tế và t duy, giữa những khái niệm, định luậttrừu tợng và những hiện tợng cụ thể quan sát đợc trong thực tế Khuynh hớngsai lầm này thờng dẫn đến đòi hỏi phải trang bị cho học sinh những thiết bị thínghiệm, dụng cụ đo lờng chính xác, đắt tiền mà nhiều khi học sinh khônghiểu nguyên tắc hoạt động của chúng, coi nhẹ những dụng cụ thí nghiệm đơngiản, dễ kiếm, dễ làm trong cuộc sống hàng ngày mà học sinh lại thấy rõ cấutạo, hiểu rõ nguyên tắc hoạt động của chúng

Quá trình làm việc với thí nghiệm của học sinh sẽ khêu gợi sự hứng thúnhận thức, lòng ham muốn nghiên cứu, tạo niềm vui của sự thành công khigiải quyết đợc nhiệm vụ đặt ra và góp phần phát triển động lực quá trình họctập của học sinh

1.2.6.3 Thí nghiệm là phơng tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác nhau, bồi dỡng các phẩm chất đạo đức của học sinh

Các thí nghiệm do các nhóm học sinh tiến hành đòi hỏi sự phân công,phối hợp những công việc tự lực của học sinh trong tập thể Vì vậy, trong quá

trình thí nghiệm đã diễn ra một quá trình bồi dỡng các phẩm chất đạo đức,xây dựng các chuẩn mực, hành động tậo thể Quá trình cùng nhau cố gắnggiải quyết những nhiệm vụ đặt ra trong quá trình làm việc tập thể, trong cuộcsống nghề nghiệp sau này của học sinh.

Trong mối liên hệ với quá trình tự lực xây dựng kiến thức ở các thínghiệm, học sinh thu nhận đợc những quan điểm quan trọng của thế giới quanduy vật, đặc biệt là vai trò của thực tiễn trong việc nhận thức thế giới, có niềmtin giữa trên cơ sở vốn hiểu biết của mình về tính nhận thức đợc thế giới và về

sự tồn tại khách quan của các mối liên hệ có tính quy luật trong tự nhiên

1.2.7 Thí nghiệm là phơng tiện đơn giản hoá và trực quan trong dạy học vật lý

Thí nghiệm là phơng tiện trực quan giúp học sinh nhanh chóng thu đợcnhững thông tin chân thực về các hiện tợng, quá trình vật lý Đặc biệt trongviệc nghiên cứu các lĩnh vực của vật lý mà ở đó đối tợng cần nghiên cứukhông thể tri giác trực tiếp bằng các giác quan của con ngời, thì việc sử dụngtrong dạy học vật lý các thí nghiệm mô hình (các thí nghiệm đợc tiến hànhtrên những mô hình vật chất thay thế cho đối tợng gốc cần nghiên cứu) để trựcquan hoá các hiện tợng, quá trình cần nghiên cứu là không thể thiếu đợc, cáchiện tợng, quá trình vật lý diễn ra trong thí nghiệm mô hình

1.3 Bài tập thí nghiệm vật lý

1.3.1 Bài tập thí nghiệm Vật lý

Là những bài tập mà trong khi giải phải tiến hành những thí nghiệm,những quan sát hoặc để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc tìm các số liệu, dựkiến dùng cho việc giải bài tập hoặc nghiên cứu sự phụ thuộc giữa các đại l-ợng vật lý Những thí nghiệm này có thể cho giáo viên tiến hành để học sinhquan sát, có thể cho học sinh tự thực hiện ở lớp, ở phòng thí nghiệm hay ởnhà Bài tập thí nghiệm vừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực nghiệm

nó có tác dụng lớn trong việc bồi dỡng cho học sinh phơng pháp thực nghiêm,phơng pháp cơ bản của nhận thức vật lý

Các bớc trong quá trình giải BTTNVL

1 Đọc đề bài , hiệu rõ câu hỏi của bài toán phân tích bản chất Vật lý củabải toán

2 Xây dựng phơng án giải ( Phơng án TN, lập luận , tính toán )

3 Thực hiện giải: Tính toán, lập luận, trình bày lời giải (Nêú có thể giảibằng lý thuyết) Hoặc lập phơng án thí nghiệm, quan sát để thu thập

số liệu

4 Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tợng ghi nhận số liệu và sử lý kếtquả.

5 Đánh giá kết quả và trả lời câu hỏi bài tập

Các hành động nhận thức diễn ra khi thực hiện giải một bài tập thínghiệm có tính chất tơng tự với những hành động diễn ra khi nghiên cứu bằngPPTN Đây chính là cơ sở tâm lý và lý luận dạy học của dạy học PPTN bằngbiện pháp sử dụng các BTTN, việc học sinh tiến hành giải BTTN sẽ làm cho tduy phân tích, tổng hợp, phán đoán, trừu tợng hoá, khái quát hoá và cả trựcgiác khoa học đợc bồi dỡng và rèn luyện Việc giải các BTTN, đó là nhữngnghiên cứu nhỏ – tạo điều kiện tốt để phát triển t duy và khả năng nhận thứccho học sinh

1.3.2 Vai trò bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm là loại bài tập mà khi giải nó nhất thiết phải thựchiện thí nghiệm hoặc phải quan sát để tìm số liệu, dự kiện hoặc nghiên cứu sựphụ thuộc giữa các thông số để giải bài tập hoặc kiểm tra lại lời giải lý thuyết

Trong quá trình giải các bài tập thí nghiệm, học sinh phải làm thínghiệm để giải quyết vấn đề dới dạng trả lời câu hỏi của bài tập trong những

điều kiện nhất định mà bài tập yêu cầu, nh vậy, bài tập thí nghiệm vừa là bàitập vừa là thí nghiệm nên nó sẽ phất huy đợc các lợi thế của hai phơng tiệndạy học nếu giáo viên biết khai thác tốt Trong quá trình làm thí nghiệm th-ờng tạo ra hứng thú cho học sinh và từ hứng thú đó học sinh ít nhiều sẽ nãysinh ra sự sáng tạo

Bài tập thí nghiệm là điều kiện cho học sinh vận dụng tổng hợp kiếnthức lý thuyết và kiến thức thực hành, kết hợp thao tác trí óc với thao tác chântay, tập làm các nhà thiết kế, chế tạo, lắp ráp… Điều này kích thích mạnh mẽhứng thú học tập của học sinh nhất là những bài liên quan đến thực tế

Khi giải các bài tập thí nghiệm học sinh đợc rèn luyện các thao tác tduy nh: Phân tích, tổng hợp, phán đoán, xây dựng phơng án thí nghiệm, lựachọn thiết bị thí nghiệm, dự đoán kết quả thí nghiệm, quan sát, đo đạc sử lý sốliệu khái quát hoá rút ra kết luận, so sánh Ngoài ra, học sinh còn đợc rènluyện năng lực thực nghiệm, năng lực hoạt động độc lập

Bài tập thí nghiệm khắc phục tình trạng giải bài tập một cách hình thức,tình trạng áp dụng công thức một cách máy móc

Nói tóm lại việc giải các bài tập thí nghiệm vật lý là một hình thức hoạt

động có thể nâng cao chất lợng học tập tạo ra nhiều hứng thú cho học sinh

Đó là hoạt động có sự kết hợp hiệu quả giữa học với hành, lý luận và thựctiển, phát huy tính tích cực, trí thông minh, tài sáng tạo, khả năng tháo vát củahọc sinh Bài tập thí nghiệm là hoạt động tạo điều kiện tốt để phát triển t duy

cho học sinh Nhng đồng thời thông qua đó giúp phát hiện những năng khiếu

cụ thể về vật lý của từng học sinh

1.3.3 Phân loại bài tập thí nghiệm

Dựa vào yêu cầu và điều kiện ta có thể phân loại bài tập thí nghiệm vật

lý theo hai loại sau:[16]

a Bài tập thí nghiệm, quan sát và giải thích hiện tợng : Đó là những bàitập yêu cầu học sinh :

Với câu hỏi thứ hai, HS buộc phải liên hệ sự kiện quan sát xẩy ra trong

TN với những định nghĩa, khái niệm, hiện tợng Vật lý đã học Các hành động

t duy và thực hành nêu ra ở trên rõ ràng là có tác dụng tốt để bồi dỡng cho HScác thao tác t duy, phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, các kỹ năng,

kỹ xảo thực hành khi tiến hành thí nghiệm, kỹ năng quan sát có mục đích khảnăng lập luận, diễn đạt bằng ngôn ngữ nói và viết

Ví dụ: Đặt một chiếc thớc nằm ngang trên hai ngón tay trỏ, sau đó dịch ngóntay bên phải tiến dần về phía trái Làm thí nghiệm, nêu hiện tợng xẩy ra vàgiải thích ?

Học sinh chỉ giải đợc bài tập này khi tiến hành thí nghiệm theo chỉ dẫncủa bài toán và quan sát hiện tợng xẩy ra sau đó liên hệ với kiến thức đã học(trọng tâm của vật rắn, lực ma sát trợt, cánh tay đòn) để giải thích hiện tợng

b Bài tập thiết kế phơng án thí nghiệm: Đây là loại bài tập phổ biếnnhất trong các BTTN ở trờng phổ thông bởi thí nghiệm đợc tiến hành trong tduy, vì vậy nó hoàn toàn khả thi trong điều kiện thiếu thốn trang thiết bị nhhiện nay ở trờng phổ thông Việt nam Các bài tập này là bớc đệm để HS giảicác bài tập thí nghiệm định lợng

Nội dung của loại bài tập này là: HS căn cứ vào yêu cầu của bài toán,vận dụng các định luật một cách hợp lý, thiết kế phơng án thí nghiệm để:

- Đo đác một đại lợng Vật lý nào đó

- Xác định sự phụ thuộc nào đó giữa các thông số Vật lý Chúng cótác dụng bồi dỡng năng lực thiết kế, hình thành trực giác khoa học, phát triển

t duy sáng tạo cho HS

Câu hỏi của loại bài tập này thờng là:

- “ Làm thế nào để đo đợc …với các thiết bị…?”

- “ Hãy tìm cách xác định đại lợng…với các thiết bị…?”

- “ Nêu phơng án đo… với các dụng cụ…”

Những bài tập này yêu cầu HS

- Đo đạc đại lợng Vật lý với các thiết bị nào đó

- Tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lợng Vật lý ( vớicác thiết bị nhất định )

Có thể chia làm 3 mức độ ( Căn cứ vào tính chất khó khăn, phức tạpcủa bài toán)

Mức độ1 Cho thiết bị Hớng dẫn cách làm thí nghiệm

Yêu cầu : HS làm thí nghiệm tìm quy luật, đo đạc đại lợng

Những bài thí nghiệm thực hành của HS ở phòng thí nghiệm đợc biênsoạn ở SGK là những ví dụ về bài tập thí nghiệm ở mức độ 1

2, Hãy nghiệm lại định luật II Niu tơn bằng thí nghiệm Dùng các thiết bị:

1 máng nghiêng, một số quả cầu nhỏ cùng kích thớc và có khối lợng khácnhau

Mức độ 3

Yêu cầu:

- HS tự lựa chọn thiết bị

- Thiết kế phơng án thí nghiệm

- Làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật

Các ví dụ ở mức độ 2, nếu không có thiết bị sẽ là những bài tập ở mức độ

3 Đậy thực sự là nghiên cứu nhỏ

Ví dụ: Làm thí nghiệm đo hệ số ma sát trợt giữa khối gỗ hình hộp và 1chiếc thớc bản to

Với bài toán này HS phải tự tìm thiết bị và lập phơng án thí nghiệm

Có thể tóm tắt sự phân loại BTTNVL trong trờng phổ thông bằng sơ đồ sau:

đo … với các thiết bị ?

2 Nêu PATN đo … với các thiết bị …

MĐ1: Cho thiết bị h ớng dẫn cách làm thí nghiệm, yêu cầu

đo đạc, tìm quy luật.

MĐ2: Cho thiết bị Yêu cầu: Lập PATN, làm thí nghiệm đo đạc, tìm quy luật.

MĐ3: Yêu cầu: Lựa chọn thiết

lý

Đo l ờng đại l ợng Vật lý

Ba mức độ

1.4 Quan hệ giữa bài tập giáo khoa và bài tập thí nghiệm

Bài tập giáo khoa là những bài tập thuần tuý mang tính lý thuyết, nội dungnêu lên trong bài tập ít gặp trong thực tế Nên khi giải chỉ sử dụng những kiếnthức về lý thuyết một cách hình thức, áp dụng công thức một cách máy móc,nhiều khi không biết đầy đủ quá trình vật lý của bài tập Tác dụng bài tập giáokhoa nhằm củng cố, khắc sâu và mở rộng kiến thức lý thuyết, tập dợt vậndụng các kiến thức đã học vào thực tiễn

Bài tập thí nghiệm có quan hệ nh thế nào với bài tập giáo khoa ?

- Bài tập giáo khoa là cơ sở để từ đó thiết lập bài tập thí nghiệm, bài tậpgiáo khoa hình thành ở học sinh những kỷ năng vận dụng cơ bản mang tínhchất luyện tập và ít nhiều t duy mang tính tài liệu

- Bài tập thí nghiệm là sự phát triển bài tập giáo khoa theo định hớngtăng cờng t duy sáng tạo, t duy thực nghiệm vật lý, làm cho mỗi bài tập là mộtvấn đề có ý nghĩa thiết thực đối với cuộc sống thực tế của học sinh

- Hai loại bài tập này cần đợc sử dụng trong dạy học vật lý bởi tácdụng của mỗi loại Thực tế bài tập giáo khoa đợc sử dụng phổ biến trong dạyhọc, có nhiều trong các tài liệu dạy học vật lý(sách giáo khoa, sách bài tập ,sách tham khảo) Bài tập thí nghiệm còn ít đợc sử dụng trong các tài liệu dạyhọc đó Việc sử dụng bài tập thí nghiệm vào dạy học còn rất hạn chế Vì vậycần phải biên soạn, xây dựng bài tập thí nghiệm để sử dụng vào dạy học nhằmphát huy tác dụng của loại bài tập này

1.5 Phơng pháp biên soạn bài tập thí nghiệm

1.5.1 Mục đích

Các BTTN nhằm củng cố , khắc sâu và mở rộng kiến thức cơ họctrong trờng phổ thông Mặt khác nhằm bồi dỡng t duy Vật lý cho học sinhbao gồm các thao tác t duy logic và thực hành, bồi dỡng những thao tác củaPPTN

Về mặt giáo dục : Các bài tập có nội dung gần gũi với cuộc sống hàngngày có thể giải trong lúc dạo chơi , đi tham quan , các bài tập mang tính thiết

kế , sáng tạo nhằm bồi dỡng hứng thú học Vật lý, lòng yêu khoa học, óc tò

mò quan sát, sáng tạo của HS

1.5.2 Yêu cầu

Hệ thống các bài tập phải đợc xắp xếp từ đơn giản đến phức tạp để mọi

đối tợng học sinh đều có thể giải đợc ở mức độ nông sâu khác nhau Nội dungcác bài tập phải liên hệ chặt chẽ với nội dung tri thức cơ bản của bài học trênlớp và phải thiết thực, gần gũi với cuộc sống hàng ngày của học sinh Thiết bịthí nghiệm đơn giản dễ tìm kiếm hoặc chế tạo Các tài liệu về bài tập Vật lýphổ thông phần cơ học lớp 10 Ban KHTN ( Kể cả tài liệu dành cho ban cơbản, SGK CCGD và lớp chuyên Vật lý ) đều cha có một hệ thống các BTTNsắp xếp theo chủ đề và đạt yêu cầu nh đã nêu Vì vậy, chúng tôi cho rằng việcsắp xếp, lựa chọn và biên soạn các BTTN theo các hình thức dạy học của giáotrình Vật lý phổ thông là điều cần thiết, tạo điều kiện thuận lợi cho GV lựachọn BTTN vào dạy học

F

a Tính quãng đờng vật đi đợc trong một giây.

b Sau đó lực F ngừng tác dụng Tính quãng đờng vật đi tiếp cho tới lúcdừng lại

Đây là bài toán thuần tuý lý thuyết

Bài toán cho hệ số ma sát  = 0,3 nhng thực tế việc xác định hệ số masát rất khó khăn Trong khi đó bài toán lại yêu cầu xác định quảng đờng đitrong khi đó ta dễ dàng đo đợc quảng đờng bằng cách dùng thớc

Vì vậy, bài toán trên thiếu ý nghĩa thực tế để bài toán có ý nghĩa thực tếhơn ta chuyển bài toán trên thành BTTN sau:

Làm thí nghiệm xác định hệ số ma sát trợt giữa hộp phấn và mặt bànnằm ngang nếu trong tay em chỉ có một lực kế

Ví dụ 2: Bài tập 4 [23,88]

Khi ngời ta treo quả cân có khối lợng 300g vào đầu dới của một vật lò

xo (đầu trên cố định) thì lò xo dài 31cm Khi treo thêm quả cân 200g nữa thì

lò xo dài 33cm Tính chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo Lấy g = 10m/s2

Bài tập trên thuần tuý là một bài tập giáo khoa có thể chuyển bài tậptrên thành bài tập thí nghiệm bằng cách: Ta không cho các giá trị đại lợng nhtrong bài toán (m, l) mà ta cho các thiết bị bắt buộc học sinh phải dùng cácthiết bị (lực kế, thớc) đó để xác định giá trị các đại lợng Bài toán trên trởthành BTTN sau:

Cho các thiết bị sau: Lực kế, thớc, lò xo Hãy làm thí nghiệm để xác

định độ cứng của lò xo

Ví dụ 3: Bài tập 3 [23,36]

Ngời ta ném một vật từ mặt đất lên trên cao theo phơng thẳng đứng vớivận tốc 4m/s, hỏi sau bao lâu thì vật đó chạm đất, độ cao cực đại vật đạt đợc

là bao nhiêu? Vận tốc khi chạm đất là bao nhiêu?

Với bài toán trên ta chỉ cần “đảo” yêu cầu của bài toán và dự kiến củabài toán ta sẽ đợc một bài tập tự nhiên nh sau:

Lấy một súng trò chơi lò xo bắn một viên đạn lên trên theo phơngthẳng đứng làm thí nghiệm xác định vận tốc của viên đạn khi ra khỏi lòngsúng Thiết bị súng đồ chơi, các viên đạn, thớc dây

Trong sách bài tập Vật lý 10 Ban KHTN, các bài tập sau có thể chuyểnthành các bài tập thí nghiệm : 1.22, 1.23, 1.27, 1.30, 2.23, 2.25, 2.26, 2.27,

2.32, 2.35, 2.36, 2.39, 2.48, 2.41, 2.42, 3.4, 3.9, 3.15, 3.17, 3.19, 3.20, 3.21,3.22, 4.8, 4.4, 4.10, 4.11, 4.38, 4.50, 4.56, 4.57, 4.58, 4.68, 4.69, (34 bài) và

27 bài tâp trong SBT vật lý 10 CCGD 1.5, 1.10, 1.11, 1.19, 1.30, 1.32, 2.11,2.23, 2.27, 2.31, 2.32, 2.33, 2.35, 2.39, 2.41, 2.42, 2.45, 3.7, 3.8, 3.9, 4.6,4.19, 4.20, 4.24, 4.28, 4.32, 4.34, là những bài tập giáo khoa thông thờng,song có thể biến đổi dữ kiến và câu hỏi ( đảo) để chúng trở thành các BTTNkhi cần thiết phục vụ cho mục đích giảng dạy Tuỳ đối tợng HS (TB, khá,giỏi) mà có thể trực tiếp giải bài tập thí nghiệm hoặc phải qua hai giai đoạn:Giải bài tập thông thờng và sau đó giải BTTN tơng ứng

1.5.4 Các bài tập thí nghiệm theo chủ đề phần cơ học 10

Để thuận tiện cho việc sử dụng của giáo viên khi giảng dạy theo quy

định của chơng trình, chúng tôi biên soạn các BTTN theo chủ đề sau tức làtheo vị trí diễn ra các hoạt động giải BTTN: Bài học bài tập vật lý, bài họcthực hành, bài học ngoại khoá, báo bảng, kiểm tra đánh giá, trong từng chủ đề

có thể có các BTTN ở những dạng khác nhau nh đã trình bày ở sơ đồ trên

Mỗi bài tập có câu hỏi gợi mở kèm theo để các bạn GV tham khảo khihớng dẫn HS giải chúng hoặc HS tự tham khảo

1.6 Phơng pháp sử dụng BTTN vào dạy học Vật lý

Trong quá trình dạy BTTN, để giúp học sinh có kỹ năng giải các BTTNcơ bản cũng nh phức tạp thì việc hớng dẫn học sinh tìm ra phơng pháp giảitoán là hết sức quan trọng Tuỳ vào đối tợng học sinh, mức độ khó của bàitập, mục đích s phạm của của việc giải bài tập mà ngời giáo viên sử dụng cáckiểu định hớng khác nhau cho phù hợp Theo Phạm Hữu Tòng[22], có ba kiểuhớng dẫn học sinh giải BTTN đó là :

a) Hớng dẫn theo mẫu (hớng dẫn Algôrit)

Sự hớng dẫn hành động theo mẫu thờng đợc gọi là hớng dẫn Algôrit ở

đây hớng dẫn Algôrit đợc dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành động hay mộtchơng trình hành động đợc xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ,chỉ cần thực hiện hành động theo trình tự mà quy tắc đã chỉ ra thì chắc chắn

sẽ đi đến kết quả

Hớng dẫn Algôrit là hớng dẫn chỉ rõ cho học sinh hành động cụ thể cần thựchiện và trình tự thực hiện các hành động để đạt kết quả mong muốn Nhữnghành động này đợc coi là hành động sơ cấp phải đợc học sinh hiểu một cách

đơn giản và học sinh đã nắm vững

Kiểu hớng dẫn Algôrit không đòi hỏi học sinh tự mình tìm tòi xác địnhcác hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi họcsinh chấp hành các hành động mà giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ giải

đợc các bài tập đã cho Kiểu hớng dẫn Algôrit đòi hỏi giáo viên phải phân tíchmột cách khoa học việc giải bài toán để xác định đợc một trình tự chính xác,chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải bài tập Cần đảm bảo chocác hành động đó là hành động sơ cấp đối với học sinh Nghĩa là kiểu hớngdẫn này đòi hỏi phải xây dựng đợc Algôrit bài toán

Kiểu hớng dẫn Angôrít thờng đợc áp dụng khi cần dạy cho học sinh

ph-ơng pháp giải một bài toán điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kỹnăng giải một bài toán xác định Ngời ta xây dựng các Angôrít giải cho từng

loại bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kỹ năng giải các bàitoán đó dựa trên việc làm cho học sinh nắm vững đợc các Algôrit giải.

Kiểu hớng dẫn Algôrit có u điểm là đảm bảo cho học sinh giải bài toán đãcho một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài toán củahọc sinh có hiệu quả Tuy nhiên, nếu hớng dẫn cho học sinh giải bài toán luônluôn chỉ áp dụng kiểu Algôrit thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành

động đã đợc chỉ dẫn theo một mẫu đã đợc có sẵn Do đó, ít có tác dụng rènluyện học sinh khả năng tìm tòi, sáng tạo và sự phát triển t duy bị hạn chế

b, Hớng dẫn tìm tòi

Hớng dẫn tìm tòi là kiểu hớng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suynghĩ, tìm tòi, phát hiện cách giải quyết vấn đề ở đây không phải là giáo viênchỉ dẫn cho học sinh chấp hành các hành động theo hớng đã có để đi đến kếtquả, mà là giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác địnhcác hành động cần thực hiện để đạt đợc kết quả

Kiểu hớng dẫn tìm tòi đợc áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vợt qua khókhăn để giải quyết đợc bài toán, đồng thời vẫn đảm bảo đợc yêu cầu phát triển

t duy cho học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết Ưu điểm của kiểu hớng dẫn này là tránh đợc tình trạng giáo viên làm thaycho học sinh trong việc giải bài tập Nhng vì kiểu hớng dẫn này đòi hỏi họcsinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải chỉ chấp hành cáchành động theo mẫu đã đợc chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng đảm bảo chohọc sinh giải đợc bài toán một cách chắc chắn Khó khăn của kiểu hớng dẫnnày chính là ở chỗ sự hớng dẫn của giáo viên phải làm sao không đa học sinh

đến chỗ thừa Sự hớng dẫn nh vậy nhằm giúp học sinh trong việc định hớngsuy nghĩ vào phạm vi cần tìm tòi, chứ không thể ghi nhận tái tạo cái có sẵn

c, Định hớng khái quát chơng trình hoá

Là sự hớng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết vấn đề Nét đặctrng của kiểu hớng dẫn này là giáo viên hớng hoạt động t duy của học sinhtheo đờng lối khái quát của việc giải quyết vấn đề Sự định hớng ban đầu đòihỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh Nếu học sinh không đápứng đợc thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự định hớng khái quát ban

đầu, cụ thể hoá thêm một bớc bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹpphạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho vừa sức với học sinh Nếu học sinh vẫnkhông đủ khả năng tự lực tìm tòi giải quyết thì sự hớng dẫn của giaó viên trởthành hớng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành đợc yêu cầucủa một bớc, sau đó yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bớc tiếp theo.Nếu cần giáo viên giúp đỡ thêm cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra.Kiểu hớng dẫn này áp dụng khi có điều kiện hớng dẫn tiến trình hoạt độnggiải bài toán của học sinh, nhằm giúp học sinh tự giải đợc bài toán đã cho,

đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài toán

Kiểu hớng dẫn này có u điểm là kết hợp đợc việc thực hiện các yêu cầu:

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

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

Để làm tốt thì yêu cầu giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giải toán và

có sự điêù chỉnh thích hợp với từng đối tợng học sinh

Trong 3 kiểu hớng dẫn trên thì mổi kiểu hớng dẫn có một số u điểm nhất

định, tuy nhiên trong dạy học bài tập vật lý điều quan trọng là giáo viên phảibiết phối hợp cả ba kiểu hớng dẫn đó sao cho có hiệu quả nhất

Kết luận chơng 1

Thí nghiệm Vật lý là phơng tiện của việc thu nhận trí thức, vận dụng trithức đã thu đợc vào thực tiễn là phơng tiện để kiểm tra tính đúng đắn của trithức đã thu đợc Thí nghiệm là một bộ phận của phơng pháp nhận thức Vật lý.

Bài tập Vật lý giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức, dẫn dắt

đến kiến thức mới, vì vậy giải bài tập Vật lý giúp rèn luyện kỹ năng, kỷ xảovận dụng lý thuyết vào thực tiễn, thói quen vận dụng kiến thức khái quát gópphần làm phát triển t duy, sáng tạo, tính tự lực cao của học sinh

BTTN vừa là bài tập Vật lý vừa là thí nghiệm Vật lý nên nó vừa pháthuy đợc u thế của phơng pháp dạy học tích cực của bài tập Vật lý vừa pháthuy đợc u thế phơng tiện trực quan của thí nghiệm Vật lý

Vậy BTTN Vật lý là một phơng pháp dạy học phát huy đợc mặt mạnhcủa bài tập Vật lý và thí nghiệm Vật lý về các mặt giáo dục, giáo dỡng, giáodục kỹ thuật tổng hợp Biết xây dựng một hệ thống BTTN thích hợp và sửdụng vào những hình thức dạy học khác nhau hợp lý sẽ nâng cao đợc chất l-ợng giáo dục ở trờng phổ thông

vật lý phần cơ học lớp 10 ban khtn

Cơ học là phần trọng tâm và cơ bản của chơng trình vật lý lớp 10 có

đến 61 tiết trên tổng số 87 tiết học theo PPCT lớp 10 ban khoa học tự nhiên

Để xây dựng đợc hệ thống BTTN đảm bảo mục đích và yêu cầu trên ta cầnhiểu rõ mục tiêu dạy học và nội dung kiến thức SGK phần cơ học

2.1 Mục tiêu dạy học

Căn cứ chuẩn kiến thức, kỷ năng Vật lý 10 ban khoa học tự nhiên[11].Mục tiêu dạy học phần cơ học là:

Động học chất điểm

Kiến thức:

- Nêu đợc định nghĩa khái niệm chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, mốcthời gian, vận tốc.

- Nhận biết đợc đặc điểm về vận tốc của chuyển động thẳng đều

- Nêu đợc định nghĩa khái niệm vận tốc tức thời

- Nêu đợc ví dụ về chuyển động biến đổi đều (nhanh dần đều, chậm dần đều)

- Viết đợc công thức tính gia tốc của một chuyển động biến đổi đều

- Nêu đợc đặc điểm của véc tơ gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều

- Viết đợc công thức tính vận tốc vt = v0 + at, phơng trình chuyển động

x = x0 + v0t +

2

1

at2 Từ đó suy ra công thức tính đờng đi

- Nêu đợc định nghĩa khái niệm sự rơi tự do và viết đợc công thức tính vận tốc

và đờng đi của chuyển động rơi tự do Nêu đợc đặc điểm về gia tốc rơi tự do

- Phát biểu đợc định nghĩa về chuyển động tròn đều Nêu đợc ví dụ thực tế vềchuyển động tròn đều

- Viết đợc công thức tính độ dời và chỉ đợc hớng của véc tơ vận tốc trongchuyển động tròn đều

- Viết đợc công thức và nêu đợc đơn vị đo tốc độ góc, chu kì, tần số củachuyển động tròn đều

- Viết đợc hệ thức giữa tốc độ dài và tốc độ góc

- Nêu đợc hớng của gia tốc trong chuyển động tròn đều và viết đợc biểu thứccủa gia tốc hớng tâm

- Giải đợc các bài tập về chuyển động tròn đều

- Giải đợc các bài tập về cộng hai vận tốc cùng phơng và có phơng vuông góc

- Xác định đợc các sai số tuyệt đối và sai số tỷ đối trong các phép đo trực tiếp

và gián tiếp

- Xác định đợc gia tốc của chuyển động nhanh dần đều bằng thí nghiệm

Động lực học chất điểm

Kiến thức:

- Phát biểu đợc định nghĩa của lực và nêu đợc lực là đại lợng véc tơ

- Phát biểu đợc quy tắc tổng hợp các lực tác dụng lên một chất điểm và phântích một lực thành hai lực theo các phơng xác định

- Nêu đợc khái niệm quán tính của vật và kể đợc một số ví dụ về quán tính

- Phát biểu đợc định luật I Niu-tơn

- Phát biểu đợc định luật vạn vật hấp dẫn, viết đợc hệ thức của định luật này

- Nêu đợc ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo(điểm đặt, phơng, chiều)

- Phát biểu đợc định luật Húc và viết hệ thức của định luật này đối với độ biếndạng của lò xo

- Nêu đợc đặc điểm ma sát trợt, ma sát nghỉ và ma sát lăn Viết đợc công thứctính lực ma sát nghỉ cực đại và lực ma sát trợt.

- Nêu đợc mối quan hệ giữa lực, khối lợng và gia tốc đợc thể hiện trong địnhluật II Niu-tơn nh thế nào và viết đợc hệ thức của định luật này

- Nêu đợc gia tốc rơi tự do là do tác dụng của trọng lực và viết đợc hệ thức

g

m

- Nêu đợc khái niệm khối lợng là số đo mức quán tính của vật

- Phát biểu đợc định luật III Niu-tơn và viết đợc hệ thức của định luật này

- Nêu đợc các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng

- Nêu đợc lực hớng tâm trong chuyển động tròn đều là tổng hợp các lực tácdụng lên vật và viết đợc hệ thức Fht = m r

r



- Nêu đợc khái niệm hệ qui chiếu phi quán tính và các đặc điểm của nó Viết

đợc công thức tính lực quán tính đối với vật đứng yên trong hệ quy chiếu phiquán tính

Kĩ năng :

- Vận dụng đợc định luật Húc để giải đợc bài tập về sự biến dạng của lò xo

- Vận dụng đợc công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập

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

- Biểu diễn đợc các véc tơ lực và phản lực trong một số ví dụ cụ thể

- Vận dụng đợc các định luật I, II, III Niu-tơn để giải đợc các bài toán đối vớimột vật, đối với hệ hai vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, nằmnghiêng

- Vận dụng đợc mối quan hệ giữa khối lợng và mức quán tính của vật để giảithích một số hiện tợng thờng gặp trong đời sống và kỹ thuật

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

- Giải đợc bài toán về chuyển động của vật ném ngang, ném xiên

- Giải đựơc bài tập về sự tăng, giảm và mất trọng lơng của vật

- Xác định đợc lực hớng tâm và giải đợc bài toán về chuyển động tròn đều khivật chịu tác dụng của một hoặc hai lực

- Giải thích đợc các hiện tợng liên quan đến lực quán tính li tâm

- Nêu đợc điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định

- Phát biểu đợc quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều và phân tíchmột lực thành hai lực song song cùng chiều

- Phát biểu đợc định nghĩa ngẫu lực và nêu đợc tác dụng của ngẫu lực Viết

đ-ợc công thức tính mômen ngẫu lực

- Nêu đợc khái niệm trọng tâm của một vật

- Nêu đợc điều kiện cân bằng và nhận biết đợc các dạng cân bằng bền, cânbằng không bền, cân bằng phiếm định của một vật rắn có mặt chân đế

Kĩ năng :

- Vận dụng đợc điều kiện cân bằng và quy tắc tổng hợp lực để giải các bài tập

đối với trờng hợp vật rắn chịu tác dụng của ba lực đồng quy

- Vận dụng đợc quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều và phân tíchmột lực thành hai lực song song cùng chiều

- Vận dụng đợc quy tắc mômen lực để giải đợc các bài toán về điều kiện cânbằng của vật rắn có trục quay cố định khi chịu tác dụng của hai lực.

- Xác định đợc trọng tâm của các vật phẳng đồng chất bằng thí nghiệm

- Xác định đợc hợp của hai lực song song cùng chiều bằng thí nghiệm

Các định luật bảo toàn

Kiến thức:

- Viết đợc công thức tính động lợng và nêu đợc đơn vị đo động lợng

- Phát biểu và viết đợc hệ thức của định luật bảo toàn động lợng đối với hệ haivật

- Nêu đợc nguyên tắc chuyển động bằng phản lực

- Phát biểu đợc định nghĩa và viết đợc công thức tính công

- Phát biểu đợc định nghĩa và viết đợc công thức tính động năng Nêu đợc đơn

vị đo động năng

- Phát biểu đợc định nghĩa và viết đợc hệ thức của định lí động năng

- Phát biểu đợc định nghĩa thế năng của một vật trong trọng trờng và viết đợccông thức tính thế năng này Nêu đợc đơn vị đo thế năng

- Viết đợc công thức tính thế năng đàn hồi

- Phát biểu đợc định nghĩa và viết đợc công thức tính cơ năng

- Phát biểu đợc định luật bảo toàn cơ năng và viết đợc hệ thức của định luậtnày

- Phát biểu và viết đợc hệ thức của ba định luật Kêp-le

nh toạ độ với thời gian, vận tốc với thời gian Tính tơng đối của chuyển độngcông thức cộng vận tốc Ngoài ra còn đa thêm vào bài học tính sai số trong thí

nghiệm thực hành ( sách GK lớp 10 CCGD không có) và bài thực hành đo gia

tốc rơi tự do Có thể trực quan hoá cấu trúc lôgic phần “Động học chất điểm”lớp 10 ban khoa học tự nhiên theo sơ đồ sau:

Nguyên nhân sai số

Tính sai số

Ghi kết quả

đo

Phần này trình bày 3 định luật Niutơn, sau khi trình bày quy tắc vềphép tổng hợp và phân tích lực Ba định luật Niutơn là cơ sở của toàn bộ cơhọc, là kết quả của hàng loạt quan sát và t duy khái quát hoá Vì vậy SGKkhông đa ra 3 định luật này bằng con đờng quy nạp thực nghiệm ở mỗi địnhluật, sách nêu lên những hiện tợng có tính chất gợi mở để dẫn tới định luật,sau đó dùng thí nghiệm để minh hoạ hoặc kiểm chứng Hai khái niệm rất cơbản đợc đề cập đến ở phần này là lực và khối lợng đã đợc học ở cấp THCS nh-

ng đợc hoàn thiện hơn đó là biết đợc mối quan hệ giữa khối lợng và quán tính,thớc đo định lợng và định nghĩa chính thức đơn vị Niutơn Ngoài ra phần nàycòn nghiên cứu về các loại lực cơ học (lực đàn hồi, lực hấp dẫn, lực ma sát)các kết luận về đặc điểm của các lực (phơng, chiều và độ lớn) đều rút ra bằngcon đờng quy nạp thực nghiệm Riêng bài lực hấp dẫn không thể là những thínghiệm nhng bằng những quan sát thực nghiệm Niutơn đã dẫn tới định luậtnày Trong phần này SGK lớp 10 ban KHTN đa thêm vào khái niệm lực quántính ( SGK10 CCGD không có) nhằm áp dụng các định luật Niutơn trong hệquy chiếu phi quán tính

Lực ma sát

Lực đàn hồi Lực hấp dẫnCác lực cơ học

đặc điểm của lực cơ

học

Chuyển động của vật bí ném

Ph ơng Chiều độ

lớn Lực qt

Hiện t ợng tăng, giảm, mất trọng l ợng Thực hành: đo hệ số ma sát

Trọng lực

Trọng

l ợng

mà chỉ xét các trờng hợp đơn giản nhất, cân bằng của vật rắn chịu tác dụngcủa hai lực, ba lực Nghiên cứu bằng thực nghiệm các quy tắc tìm hợp lực củacác lực đồng quy, song song Mức độ phức tạp đợc nâng dần lên khi nghiêncứu tìm điều kiện cân bằng của một vật có trục cố định, điều kiện cân bằngcủa vật có mặt chân đế.

Sơ đồ 5: Sơ đồ lôgic phần Tĩnh học

d Các định luật bảo toàn:

Phần các định luật bảo toàn học sinh đợc học thêm nhiều khái niệm và

đợc bổ sung những kiến thức sâu hơn, định lợng hơn so với chơng trìnhTHCS Đó là các khái niệm động lợng, công, công suất, động năng, thế năng,lực thế, năng lợng cơ học nói riêng và năng lợng nói chung Các định luật bảotoàn trong phần này gồm định luật bảo toàn động lợng và động lực bảo toàncơ năng So với các định luật Niutơn, các định luật bảo toàn tổng quát hơn,vừa bổ sung cho phơng pháp động lực học khi giải các bài toán cơ học mà cònthay thế hoàn toàn trong một số trờng hợp không thể áp dụng đợc các định

Vật rắn chịu TD của

3 lực song song

Vật rắn có trục quay cố định

men lực Quy tắc hợp

lực song song

Vật rắn chịu TD của 3 lực không song song

Điều kiện cân

bằng của vật có

mặt chân đế

Các dạng cân bằng

luật Niutơn Ngoài ra, phần này còn đa vào 3 định luật Kê-ple và ứng dụngcủa nó

Sơ đồ 6: Sơ đồ lôgic phần Các định luật bảo toàn

2.4 Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập nói chung, bài tập thí nghiệm nói riêng ở tr ờng PT

2.4.1 Nhận thức của giáo viên về bài tập thí nghiệm

Chúng tôi đã điều tra nhận thức của giáo viên về bài tập thí nghiệm ởtrờng phổ thông bằng phiếu tìm hiểu (Nội dung phiếu xem phần phụ lục1),kết quả điều tra nh sau:

- 80% giáo viên đã nhận thức đúng về bài tập thí nghiệm vật lý

-10% giáo viên cho rằng bài tập thí nghiệm là bài tập mà việc giải nó

đòi hỏi phải làm thí nghiệm để xác định một đại lợng vật lý nào đó

- 7% giáo viên cho rằng bài tập thí nghiệm vật lý là bài tập mà việc giải

nó chỉ để nghiên cứu sự phụ thuộc giữa các đại lợng vật lý, hay đợc sử dụngngay sau khi nghiên cứu một khái niệm hoặc một định luật nào đó

năng

Động năng Thế năng Công suất ĐL I Kê-ple

ĐL II Kê-ple

ĐL III Kê-ple

Chuyển

động của các vệ tinh

Thế năng

đàn hồi

Hiệu suất ứng dụng

- 3% cho rằng bài tập thí nghiệm vật lý chỉ để kiểm tra tính chân thậtcủa lời giải lý thuyết.

Qua điều tra ta thấy:

- Đa số giáo viên đã biết đợc thế nào là bài tập thí nghiệm vật lý

- Tuy nhiên, một số giáo viên còn hiểu hạn hẹp về bài tập thí nghiệmvật lý, họ cho rằng bài tập thí nghiệm vật lý chỉ để xác định một số đại lợngnào đó hoặc kiểm tra tính chân thân thc của lời giải lý thuyết hay sự phụthuộc giữa các đại lợng vật lý hoặc để mô tả quá trình vật lý nào đó

2.4.2 Sử dụng bài tập và bài tập thí nghiệm trong thực tiễn

Đa số các giáo viên ( > 90% ) khi đuợc hỏi về việc sử dụng các bài tậpthí nghiệm trong dạy học vật lý nh thế nào, đều cho rằng cha bao giờ sử dụngbài tập thí nghiệm vật lý Trong dạy học chủ yếu ( 90% ) là sử dụng bài tập

định lợng và một số ít sử dụng bài tập định tính ở SGK hoặc những tài liệu

đọc thêm khác

Một số ít giáo viên vẩn sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học nhngrất ít và chỉ sử dụng bài tập thí nghiệm ở mức độ chỉ là yêu cầu học sinh đa ra

đợc phơnng án thí nghiệm để xác định đại lợng vật lý nào đó Ngoài ra, phạm

vi sử dụng bài tập thí nghiệm củng rất hạn hẹp, chủ yếu trong các câu lạc bộvật lý, báo bảng hoặc ngoại khoá

Về việc lựa chọn bài tập thí nghiệm, đa số các giáo viên đều lấy bài tậpthí nghiệm trong các tài liệu tham khảo

2.4.3 Nguyên nhân thực trạng

a SGK và SBT vật lý 10

Các bài tập thí nghiệm còn ít, chỉ có 15 bài tập thí nghiệm trong tống

số 351 hỏi định tính, câu hỏi trắc nghiệm bài tập SGK và SBTvật lý 10 banKHTN phần cơ học So với giáo trình cơ học 10 (SGK cải cách giáo dục), thìhầu nh không có mặt bài tập thí nghiệm trong số 248 câu hỏi định tính và bàitập Nh vậy SGK mới đã có chú trọng đến loại BTTN nhng số lợng còn hạnchế so với tác dụng của nó Mà SGK và SBT vật lý là hai tài liệu cơ bản dùngcho GV và HS Chính vì thế nhiều học sinh không biết bài tập thí nghiệm làthế nào

b Kiểm tra và thi cử

Trong các tiết kiểm tra thông thờng trên lớp cho đến các kỳ thi học sinhgiỏi tỉnh, quốc gia cho đến các kỳ thi đại học, cao đẳng dạng bài tập thí

nghiệm hầu nh không có Thi nh thế nào thì dạy học nh thế đó, đây là hạn chếlớn nhất trong việc sử dụng BTTN trong dạy học.

c Trong các tài liệu tham khảo

Trong thị trờng hiện nay các tài liệu tham khảo cho GV và HS rất đadạng, phong phú về số lợng cũng nh chủng loại nhng hầu nh không có không

có tài liệu chuyên về bài tập thí nghiệm Đã từ lâu tôi chỉ thấy có một quyểnsách chuyên sâu về bài tập thí nghiệm của tác giả V.Langue in năm 1998 nh-

ng số lợng đầu sách rất ít và cha thấy tái bản Không những thế trong các tàiliệu tham khảo cũng chỉ viết về các dạng bài tập giáo khoa, chứ không códạng bài tập thí nghiệm Ngoài ra, trong sách giáo khoa, các th viện của cácnhà trờng phổ thông không có đầu sách nào về bài tập thí nghiệm kể cả việchàng năm GV đăng ký mua sách cũng không có sách về BTTN vật lý

d Điều kiện giải bài tập thí nghiệm

Việc giải BTTN đòi hỏi phải làm thí nghiệm Vì vậy, phải có thiết bị thínghiệm Trong điều hiện cơ sở vật chất còn thiếu thốn ở các trờng phổ thônghiện nay chỉ đáp ứng một phần nhỏ với những thiết bị đơn giản Ngoài ra, việcthí nghiệm cũng đòi hỏi phải có không gian và thời gian Trong điều kiện lớphọc với 40 đến 50 học sinh thời gian 45 phút không đáp ứng đợc yêu cầu vềthí nghiệm Việc không phát huy đợc tác dụng của bài tập đã làm hạn chếchất lợng dạy và học vật lý và không phát huy đợc khả năng t duy, sáng tạocủa học sinh Ngoài ra, qua tìm hiểu nguyên nhân của thực trạng này là docòn có một số quan niệm cho rằng: Bài tập thí nghiệm là khó, lại cần thiết bị,thời gian lại hạn hẹp không thể làm đợc

2.5 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm vật lý và các câu hỏi

định h ớng t duy học sinh phần cơ học lớp 10 ban KHTN

Hoạt động giải bài tập TN rất đa dạng và phong phú Có thể diễn ra ởtrên lớp trong tiết bài tập để củng cố kiến thức hoặc để mở rộng kiến thức dựatrên các bài tập đã giải của HS hay dựa vào những hiện tợng xảy ra quanh tatrong tự nhiên hoặc sử dụng các thiết bị TN có sẵn trong phòng TN để đa racác BTTN

Ngoài ra chúng ta có thể kết hợp BTTN vào các tiết kiểm tra đánh giá

Đặc biệt trong các buổi ngoại khoá hoặc tham quan dã ngoại sử dụng cácBTTN sẽ gây đựoc hứng thú và vui nhộn cho HS

BTTN đợc sử dụng ở giai đoạn hoàn thiện kiến thức, kỹ năng và bồi dỡngnăng lực t duy sáng tạo cho học sinh Đó là những bài tập mang tính chấttổng hợp Việc hớng dẫn thực tập học sinh giải (trong tiết luyện tập giải bài

tập) là rất hạn chế, mà chủ yếu là hoạt động tự lực của học sinh Vì thế ở mỗibài tập cần có các câu hỏi định hớng để hớng dẫn học sinh tự lực giải bài tập.

Sau đây chúng tôi đa ra hệ thống bài tập thí nghiệm Vật lý dùng chodạy học cơ học lớp 10 ban KHTN

2.5.1 Các bài tập thí nghiệm ở lớp

Bài tập 1: Hãy tìm phơng án và làm thí nghiệm để thiết lập sự phụ thuộc của

lực ma sát vào trọng lợng của vật

Hớng dẫn:

1 Lực ma sát phụ thuộc vào những yếu tố nào?

2 Một vật chuyển động trên mặt bàn nằm ngang thì độ lớn của trọnglực và áp lực của vật có bằng nhau không?

3 Làm thế nào để thay đổi trọng lợng của vật?

Bài tập 2 Hãy nêu phơng án thí nghiệm và làm thí nghiệm để xác định độ

cứng của một lò xo Thiết bị sau: lò xo, quả cân 100g, thớc, giá đỡ

Hớng dẫn:

1 Viết biểu thức định luật Huck?

2 Muốn tính K ta cần đo lợng nào? Bằng cách nào?

3 Trình bày phơng án thí nghiệm?

4 Làm thí nghiệm đo đạc

Bài tập 3: Có một cái giếng sâu có nớc Trong tay em chỉ có 1 chiếc đồng hồ

bấm giây và một vài hòn sỏi Làm cách nào để xác định đợc chiều sâu củagiếng Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 330 m/s

Hớng dẫn:

1 Sử dụng hòn đà và đồng hồ để làm gì?

2 Thời gian đo đợc trên đồng hồ chỉ những khoảng thời gian nào?

3 Viết biểu thức tính đờng đi của hòn đá và âm thanh?

4 Hãy tính thời gian truyền âm thanh?

5 Viết biểu thức tính độ sâu của hang?

Bài tập 4 Hãy làm thí nghiệm để chứng minh rằng: Gia tốc của một vật tỷ lệ

thuận với lực tác dụng và tỷ lệ nghịch với khối lợng của vật

Hớng dẫn:

1 Biểu thức nào nói lên mối quan hệ giữa gia tốc, lực tác dụng và khốilợng?

2 Làm các nào để xác định đợc gia tốc tỷ lệ với lực tác dụng? Gia tốc

tỷ lệ nghịch với khối lợng?

3 Hãy trình bày phơng án làm thí nghiệm?

Bài tập 5 Hãy nêu phơng án thí nghiệm xác định hệ số ma sát trợt giữa hộp

phấn và mặt bàn nếu trong tay em chỉ có 1 lực kế

Hớng dẫn:

1 Một vật chuyển động thẳng đều khi nào?

2 Kéo một vật trên mặt phẳng ngang thì có những lực nào tác dụng lênvật?

3 Trọng lực và phản lực là hai lực nh thế nào?

4 Khi vật chuyển động thẳng đều so sánh số chỉ của lực kế và lực masát trợt?

5 Viết công thức tính lực ma sát trợt?

6 Ta cần làm thí nghiệm để đo đại lợng nào?

Bài tập 6 Dùng sợi dây kéo một quyển sách trong 2 trờng hợp:

- Kéo sách trợt trên bàn

- Kéo sách đặt trên 2 bút chì

Làm TN và giải thích hiện tợng xảy ra

Hớng dẫn:

1 Những lực ma sát nào tác dụng lên quyển sách trong hai trờng hợp?

2 Làm thí nghiệm cho biết kéo quyển sách trong trờng hợp nào nhẹhơn?

3 So sách phản lực tác dụng lên quyển sách trong hai trờng hợp

2 Để xác định đợc hệ số ma sát trợt ta đo đại lợng nào ?

Bài tập 8: Lấy một chiếc thớc gạt một hòn sỏi ra khỏi mọt mặt bàn nằm

ngang Xác định vận tốc của hòn sỏi khi rời khỏi mặt bàn?

Thiết bị: thớc, hòn sỏi, mặt bàn

Hớng dẫn:

1 Quỹ đạo chuyển động của hòn sỏi giống quỹ đạo chuyển động củavật bị ném theo phơng nào?

2 Viết công thức tính thời gian rơi của vật và công thức tính tầm xa?

3 Làm thí nghiệm, ta cần đo những đại lợng nào?

Bài tập 9: Đặt một hộp phấn lên giữa một quyển sách giáo khoa đặt trên mặt

bàn nằm ngang, kéo quyển sách theo phơng ngang với lực nhỏ và lực lớn.Làm thí nghiệm và giải thích hiện tợng

Hớng dẫn:

1 Lực nào giữ cho hộp phấn chuyển động có gia tốc cùng với tờ giấy?

2 Nếu lực tác dụng lớn thì lực tác dụng vào hộp phấn có thể giữ cho nóchuyển động cùng gia tốc với quyển sách đợc không?

Bài tập 10: Hãy xác định trọng tâm của một quyển vở.

Thiết bị: Dây treo, bảng kẹp giấy

Hớng dẫn:

1 Xem bài “ Cân bằng của một vật rắn dới tác dụng của hai lực, trọngtâm “

2 Nêu 2 cách xác định trọng tâm của vật phẳng đồng chất?

Bài 11: Đặt một chiếc thớc nằm ngang trên 2 ngón tay trỏ, sau đó dịch ngón

tay bên phải tiến dần về phía trái Làm thí nghiệm, nêu hiện tợng xảy ra vàgiải thích

Hớng dẫn:

1 Thớc sẽ dịch chuyển trên ngón tay nào trớc? tại sao?

2 So sánh lực ma sát giữa hai ngón tay và thớc?

3 Khi hai ngón tay chạm nhau sẽ nằm ở vị trí nào trên thớc?

Bài tập 12: (Đề thi học sinh giỏi vật lý toàn Liên Xô vòng thử nghiệm năm

Hớng dẫn:

1 Khi phóng thỏi gỗ chuyển động trên một mặt phẳng nằm ngang có những lực nào tác dụng lên vật?

2 Viết phơng trình định luật II Niutơn cho vật?

3 Vật tốc của vật ở thời điểm nào là lớn nhất ? Viết biểu thức tính quảng đờng vật đi đợc?

4 Ta có thể xác định hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nằm ngang

nh thế nào?

Bài tập 13: Hãy tìm độ lớn của lực hớng tâm bắt quả cân có khối lợng 100g

đợc treo vào một sợi dây dài l = 60cm quay trên một mặt phẳng nằm ngang theo một đờng tròn có bán kính R = 20cm Kiểm tra việc tính toán bằng thí nghiệm

2 Làm thí nghiệm đo đại lợng nào?

Bài tập 14: Dùng một tấm ván, một khúc gỗ và một lực kế hãy xác định xem

hiệu suất mặt phẳng nghiêng phụ thuộc vào góc nghiêng  của nó với mặtphẳng ngang nh thế nào?

Hớng dẫn:

1 Viết công thức tính hiệu suất?

2 Hãy xác định công thức tính công có ích và công toàn phần?

3 Làm thí nghiệm với những góc  khác nhau và đa ra kết luận?

Bài tập 15: Một cái ống đựng ête đợc treo dới một thanh nhẹ, dùng lửa đốt

nóng ête cho nút bật ra Làm thí nghiệm và tính vận tốc của nút

3 Xác định các đại lợng cần đo Làm thí nghiệm

2.5.2 Các bài tập thí nghiệm làm ở nhà

Bài 16: Dùng một quả cân 100g và một chiếc thớc kẻ có chia độ, hãy xác

định gần đúng khối lợng của một vật nếu khối lợng ấy chỉ khác khối lợng củaquả cân rất ít Bạn sẽ làm thế nào nếu không có quả cân mà bạn lại có các loại

đồng tiền lẻ làm bằng kim loại

Hớng dẫn:

Giải bài tập sau [23,37]

Có một cái cân đòn ( hình vẽ)

khi không treo vật nào vào và đặt quả cân ở

O thì cân nằm ngang Hỏi trọng lợng của quả

cân bằng bao nhiêu? Biết rằng khi treo một vật 2kg

tại K thì quả cân phải đặt ở vị trí B cách O là 20cm, cho biết IA = 5cm

Trờng hợp 1:

1 Treo thớc lên sợi dây ở vị trí nào thì thớc cân bằng?

2 Viết biểu thức quy tắc mômen khi thớc nằm ngang khi treo quả cân

và vật cần đo vào hai bên thớc?

Trờng hợp 2:

1 Treo vật cần đo và các đồng xu hai bên thớc đo cách đều vị trí treothớc, làm cách nào cho thớc nằm ngang?

2 Viết biểu thức quy tắc mômen khi thớc nằm ngang?

Bài tập 17: Làm thế nào xác định đợc trọng tâm của một chiếc gậy trơn, nhẵn

mà không cần tới bất kỳ một dụng cụ nào?

Hớng dẫn:

Cách 1:

1 Điểm đặt của trọng lực tác dụng lên gậy đặt ở đâu?

2 Đặt chiếc gậy lên mặt bàn nằm ngang rồi đặt từ từ chiếc gậy ra khỏimép bàn, khi nào chiếc gậy sẽ rơi?

3 Vì sao chiếc gậy rơi xuống?

Bài tập 18: Dùng những đồng xu hãy xác định trọng lợng của một cái thớc

thẳng?[15]

Dụng cụ: thớc thẳng, đồng xu, giá đỡ hình tam giác

1 Trọng tâm của chiếc thớc nằm ở đâu?

2 Đặt thớc lên giá đỡ (ngoài vị trí trọng tâm) làm cách nào cho chiếcthớc cân bằng nằm ngang?

3 Hãy xác định trọng lực tác dụng lên thớc?

Bài tập 19: Bằng thí nghiệm hãy xác định trọng tâm của một hình tròn, hình

vuông, hình chữ nhật cắt ra từ bìa các tông? Chỉ dùng một sợi dây

Hớng dẫn:

1 Giá của lực là gì?

2 Giá của trọng lực luôn đi qua điểm nào trên vật?

3 Làm cách nào để xác định đợc giá của trọng lực?

Bài tập 20: Cầm một cái gầu chứa nớc và quay nhanh trong một mặt phẳng

thẳng đứng sao cho nớc trong gàu không đổ ra Hãy làm thí nghiệm và kiểmtra xem vòng quay tối thiểu trong một giây của chiếc gàu là bao nhiêu để khigàu ở vị trí cao nhất mà nớc không ép lên đáy gàu

Hớng dẫn:

1 Xác định các lực tác dụng lên nớc khi gàu ở vị trí cao nhất?

2 Hãy viết phơng trình định luật II Niutơn trong trờng hợp trên?

3 Số vòng quay tối thiểu để ở vị trí cao nhất nớc không ép lên đáy gàuứng với giá trị nào của phản lực ở đáy gàu?

Bài tập 21: Thể năng của chính em tăng lên bao nhiêu khi em đi từ gác 1 lên

3 Để tính đợc độ tăng thể năng cần đo đại lợng nào?

Bài tập 22: Làm thế nào để xác định đợc sự làm lợi về lực của đờng dẫn xe

máy lên nhà em (xem nh một mặt phẳng nghiêng)