Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương Động lực học chất điểm trong bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí 10 THPT

- Hệ thống bài tập dùng để bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí nói chung và đặcbiệt là bài tập chương “động lực học chất điểm” lớp 10 nói riêng chưa nhiều,đồng thời việc sử dụng hệ thống bài

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu, tôi đã hoàn thành luận văn này.Bản thân luận văn đợc hoàn thành với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và bạn bè Qua đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Quang Lạc

đã tận tình hớng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận vănnày

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Vật Lý và côngnghệ - Trờng Đại học Vinh, các thầy cô giáo trong trường THPT Minh Khai,những ngời đã giúp đỡ tôi trong suốt những năm học tập và đóng góp cho tôinhững ý kiến quý báu trong quá trình nghiên cứu luận văn

Luận văn này đợc hoàn thành với sự nỗ lực học tập và nghiên cứu của tôitrên cơ sở kế thừa thành tựu của những ngời đi trớc Rất mong nhận đợc ý kiến

đóng góp của các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp

Xin trân trọng cảm ơn

Nghệ An, tháng 5 năm 2015

Nguyễn Văn Cụng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3

4 Giả thuyết khoa học 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 4

7 Đóng góp luận văn 4

8 Cấu trúc luận văn 5

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 6

1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ở trường THPT 6

1.2 Một số vấn đề lí luận về bài tập vật lí trong dạy học ở trường THPT 9

1.2.1 Bài tập vật lí là gì? 9

1.2.2 Chức năng lý luận dạy học của bài tập Vật lý 9

1.2.3 Vai trò của bài tập vật lí trong dạy và học 11

1.2.4 Phân loại các bài tập vật lý 13

1.2.5 Bài tập Vật lý với việc bồi dưỡng học sinh giỏi 14

1.3 Một số biện pháp dạy học bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi 19

1.3.1 Bài học tại lớp 20

1.3.2 Luyện tập giải bài tập cá nhân ở nhà 22

1.3.3 Giải bài tập theo nhóm 24

1.4 Thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ở trường THPT 25

1.4.1 Tìm hiểu nội dung kiến thức vật lí trong các kì thi học sinh giỏi tỉnh Hà Tinh 25

1.4.2 Một số nhận xét về nội dung chương trình và sách giáo khoa vật lí THPT hiện hành phục vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi 26

1.4.3 Thực trạng của việc sử dụng bài tập chương “Động lực học chất điểm” trong

bồi dưỡng HSG vật lí lớp 10 THPT 26

Kết luận chương 1 29

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 30

2.1 Nội dung chương “Động lực học chất điểm” ở chương trình vật lý 10 - THPT 30

2.2 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập động lực học chất điểm 36

2.2.1 Xây dựng hệ thống bài tập luyện tập 36

2.2.2 Xây dựng hệ thống bài tập nâng cao 53

2.2.3 Sử dụng hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” trong bồi dưỡng HS giỏi Vật lý 10 - THPT 75

Kết luận chương 2 92

Chương 3.THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 93

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 93

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 93

3.3 Đối tượng, nội dung và tiến trình thực nghiệm sư phạm 94

3.3.1 Đối tượng thực nghiệm 94

3.3.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 94

3.3.3 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 94

3.4 Đánh giá kết quả 94

3.5 Nhận xét và kết luận từ thực nghiệm sư phạm 97

Kết luận chương 3 99

KẾT LUẬN 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 PHỤ LỤC P1 Phụ lục 1 GIÁO ÁN SỐ 2: BÀI TẬP VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM P11 Phụ lục 2: ĐỀ KIỂM TRA LẦN 1 P111 Phụ lục 3: BÀI TẬP THAM KHẢO P14

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài.

Hiện nay, nước ta đang tiến hành công cuộc đổi mới, tiến tới xây dựng nhànước xã hội chủ nghĩa phát triển hòa nhập với khu vực và thế giới Để đáp ứngyêu cầu đào tạo con người, nguồn nhân lực có tri thức, năng lực hành động, có tưduy sáng tạo cần có sự chuyển biến cơ bản, toàn diện, mạnh mẽ trong lĩnh vựcgiáo dục và đào tạo Do đó, Hội nghị Trung ương 8 khóa XI đã ban hành nghịquyết về “Đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầucông nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướngXHCN và hội nhập quốc tế ”

Nhân tài có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của đất nước Vì vậy, ở thờiđại nào, quốc gia nào người tài cũng được tôn trọng Việc bồi dưỡng và sử dụngnhân tài được xem là quốc sách Bia tiến sĩ ở Văn Miếu - Quốc Tử Giám còn ghi

“Hiền tài là nguyên khí của quốc gia, nguyên khí thịnh thì nước mạnh và ngàycàng lên cao, nguyên khí suy thì thế nước yếu và ngày càng xuống thấp, cho nêncác bậc thánh đế minh vương thời xưa, chẳng có đời nào mà không chăm bónnhân tài, bồi đắp nguyên khí cho đất nước.” Trong điều 9, Luật giáo dục năm

2005 đã quy định rõ “Phát triển giáo dục là quốc sách hàng đầu nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” Yêu cầu đó đặt ra cho ngành giáo

dục ngoài nhiệm vụ đào tạo toàn diện còn có chức năng phát hiện, bồi dưỡng họcsinh giỏi, đào tạo họ trở thành những nhà khoa học mũi nhọn trong từng lĩnhvực, đáp ứng yêu cầu hội nhập quốc tế của nước nhà Để tạo ra được một thế hệnhân tài cho đất nước thì vai trò của các trường THPT rất quan trọng Song sựxuất hiện nhân tài là một quá trình đòi hỏi sự làm việc tâm huyết, nhiệt tình vàđam mê của trò và thầy Ở các trường THPT, công tác bồi dưỡng học sinh giỏi làmột hoạt động mũi nhọn nhằm đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao

Bài tập vật lí được coi là phương tiện cơ bản để dạy học và vận dụng kiếnthức vật lí giải quyết các nhiệm vụ học tập, các vấn đề thực tiễn có liên quan đến

vật lí Trong dạy học vật lí, bài tập vừa là mục đích, vừa là nội dung và cũng làphương pháp dạy học có hiệu quả cao Trong bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí, bàitập vật lí không những cung cấp cho học sinh kiến thức, phương tiện để rènluyện kĩ năng vận dụng, đào sâu kiến thức đã học mà còn có tác dụng phát huytính tích cực, tự lực, trí thông minh, sáng tạo của học sinh Sự phát hiện và tìm rađáp số, lời giải của bài toán đã mang lại niềm vui, gây hứng thú học tập tronghọc sinh.

Trong thực tế cho thấy, công tác phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi cácmôn học nói chung và môn vật lí lớp 10 nói riêng ở trường THPT còn gặp nhiềukhó khăn và chưa đạt kết quả như mong muốn Điều này xuất phát từ nhiềunguyên nhân:

- Do học sinh lớp 10 là học sinh đầu cấp, các năng lực nhận thức đang cònnon trong khi đó chương trình vật lí lớp 10 đặc biệt là chương Động lực học chấtđiểm là chương chứa đựng nhiều nội dung kiến thức khó và phức tạp Vì vậy,hiệu quả bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí 10 còn nhiều hạn chế

- Giáo viên còn thiếu kinh nghiệm trong việc phát hiện học sinh có năngkhiếu về môn vật lí còn thiếu, bản thân giáo viên vẫn còn lúng túng trong việcxác định phẩm chất và năng lực cần có của học sinh giỏi vật lí và các biện phápnhằm phát triển các phẩm chất và năng lực đó

- Hệ thống bài tập dùng để bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí nói chung và đặcbiệt là bài tập chương “động lực học chất điểm” lớp 10 nói riêng chưa nhiều,đồng thời việc sử dụng hệ thống bài tập này trong quá trình bồi dưỡng học sinhgiỏi còn nhiều hạn chế Hệ thống sách “bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí trung họcphổ thông” cũng chỉ trình bày những kiến thức trong chương trình chuyên màchưa có trong sách giáo khoa, hoặc có mà chưa đủ sâu

Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, tôi chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng

hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” trong bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý lớp 10 - THPT”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng được một hệ thống bài tập chương “động lực học chất điểm” và

đề xuất cách sử dụng hệ thống bài tập đó trong bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí lớp

10 - THPT nhằm đạt thành tích cao trong các kì thi học sinh giỏi

3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu

- Bài tập vật lý chương “Động lực học chất” điểm lớp 10 THPT

- Dạy bài tập để bồi dưỡng HSG lớp 10 – Trường THPT Minh Khai - ĐứcThọ - Hà Tĩnh

4 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết lập được một hệ thống đầy đủ các dạng bài tập chương “Động lực

học chất điểm” dựa trên các tiêu chí cụ thể và sử dụng hệ thống bài tập một cáchhợp lý thì có thể nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi phần - Động lựchọc chất điểm

5 Nhiệm vụ nghiên cứu.

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về việc phát hiện và bồi dưỡng học

sinh giỏi vật lí ở trường THPT

- Nghiên cứu nội dung kiến thức và bài tập chương “Động lực học chất điểm”

trong sách giáo khoa (sgk) vật lí lớp 10 nâng cao và các tài liệu vật lí khác

- Xây dựng hệ thống các bài tập chương “Động lực học chất điểm” nhằm

mục đích phục vụ công tác bồi dưỡng HSG vật lý lớp 10 THPT

- Đề xuất các biện pháp sử dụng hệ thống bài tập trên trong công tác bồidưỡng HSG vật lý lớp 10 THPT.

- Thực nghiệm sư phạm với hệ thống bài tập chương “Động lực học chất

điểm” để bồi dưỡng HSG vật lý lớp 10 THPT

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu lý thuyết.

- Dựa trên cơ sở lý luận về vài trò và vị trí của bài tập vật lý trong dạy học

vật lý nói chung và trong công tác bồi dưỡng HSG nói riêng

- Dựa trên các tiêu chí và cơ sở của việc phân loại bài tập cũng như xây

dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương Động lực học chất điểm theo ý tưởng

của đề tài

6.2 Nghiên cứu thực nghiệm.

- Tìm hiểu thực trạng bồi dưỡng HSG vật lý phần Động lực học chất điểm.

- Xây dựng được một hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” đểbồi dưỡng HSG vật lý lớp 10 THPT

- Đề xuất được tiến trình sử dụng bài tập chương “Động lực học chất điểm”

- Về mặt lý luận: Tạo ra được một tiến trình về phương pháp bồi dưỡng

HSG cho giáo viên đối với chương “Động lực học chất điểm” trong chương trìnhvật lý 10 THPT

- Về mặt thực tiễn:

Xây dựng được một hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” và đề

xuất phương pháp sử dụng hệ thống bài tập đó nhằm mục đích bồi dưỡng HSG

Học sinh giải tốt hệ thống bài tập trong luận văn sẽ làm tiền đề, cở sở choviệc học tập tiếp theo được thuận lợi hơn và sẽ cho kết quả tốt hơn khi tham giabồi dưỡng HSG.

8 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo, nội dung luận văn gồm 3

chương

Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng hệ

thống bài tập vật lý trong bồi dưỡng học sinh giỏi.

Chương 2 Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “động lực học

chất điểm” trong bồi dưỡng học sinh giỏi.

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm.

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG

VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ TRONG

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ở trường THPT.

Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI đã khẳng định “phát triểnnâng cao chất lượng nguồn nhân lực, nhất là nguồn nhân lực chất lượng cao là mộttrong các nhân tố quyết định sự phát triển nhanh, bền vững đất nước Đổi mới cănbản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam theo hướng chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hộihóa, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế, trong đó, đổi mới cơ chế quản lí giáo dục, pháttriển đội ngũ giáo viên và cán bộ quản lí giáo dục là khâu then chốt”

Nhân tài có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự tồn vinh của xã hội Nhữngnước văn minh đều là những nước bồi dưỡng và sử dụng được nhiều nhân tài

Bộ giáo dục và đào tạo cũng có những chủ trương mới về công tác bồi dưỡnghọc sinh giỏi Đó là tiếp tục chú trọng xây dựng hệ thống các trường chuyên mộtcách hoàn thiện hơn, khuyến khích và tôn vinh các học sinh xuất sắc đạt thành tíchcao Các em học sinh có năng khiếu có thể được học với chương trình có tốc độ caohơn học sinh bình thường… Chính vì thế mà có thể coi công tác bồi dưỡng học sinhgiỏi là công tác mũi nhọn và trọng tâm Nó có tác dụng thiết thực và mạnh mẽ nângcao trình độ chuyên môn nghiệp vụ của đội ngũ các thầy cô giáo, nâng cao chấtlượng giáo dục góp phần khẳng định thương hiệu của nhà trường, tạo ra khí thếhăng say vươn lên học tập giành những đỉnh cao trong học sinh

Bồi dưỡng học sinh giỏi là một hình thức dạy học phân hoá Theo [20] Dạyhọc phân hóa xuất phát từ sự biện chứng của thống nhất và phân hóa, từ yêu cầuđảm bảo thực hiện tốt tất cả mục đích dạy học, đồng thời khuyến khích phát triểntối đa và tối ưu những khả năng của từng cá nhân

Trong quá trình học tập một bộ môn, có những HS trình độ kiến thức, kỹnăng và tư duy vượt trội lên trên các HS khác, có khả năng hoàn thành nhiệm vụmôn học một cách dễ dàng, đó là những HS giỏi bộ môn đó.

Việc bồi dưỡng HS này một mặt được tiến hành trong những giờ học đồngloạt bằng những biện pháp phân hóa, mặt khác được thực hiện bằng cách bồidưỡng tách riêng diện này trên nguyên tắc tự nguyện

Bồi dưỡng HSG là việc làm rất quan trọng và cần thiết, cần được thực hiệnbằng các hình thức dạy học phân hóa thích hợp Hai hình thức thường tổ chứclà: Nhóm học sinh giỏi Vật lý và lớp phổ thông chuyên lý

Mục đích bồi dưỡng nhóm học sinh giỏi Vật lý là:

Nâng cao hứng thú học tập môn Vật lý, đào sâu và mở rộng tri thức trongsách giáo khoa Giáo viên làm nổi bật vai trò của môn Vật lý trong đời sống,bồi dưỡng tác phong, phương pháp nghiên cứu và thói quen tự học chohọc sinh

Nội dung bồi dưỡng học sinh giỏi được chú trọng bởi các phần sau:

Nghe thuyết trình những kiến thức bổ sung cho nội khóa, giải các bài tậpnâng cao, học chuyên đề Vật lý, tham quan thực hành và ứng dụng Vật lý

+ Lớp phổ thông chuyên Vật lý:

Hiện nay ở nước ta đang tập hợp những học sinh giỏi Vật lý ở trường phổthông thành những lớp đặc biệt, giao cho một số trường đại học hoặc các trườngchuyên phụ trách Những lớp này được gọi là những lớp phổ thông chuyên Vậtlý.

Mục đích của những lớp học này là phát hiện những học sinh có năng lực

về Vật lý, bồi dưỡng các em phát triển tốt về mặt này trên cơ sở giáo dục toàndiện, góp phần đào tạo đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật giỏi, một số có thểtrở thành nhân tài đất nước Để thực hiện tốt mục đích đào tạo lớp chuyênVật lý, chương trình các môn học ở các lớp này được Bộ giáo dục và Đào tạoquy định là chương trình phân hóa phổ thông có thêm một số giờ Vật lý vàngoại ngữ Trong đó chú trọng những ứng dụng thực tiễn của Vật lý học, tăngcường một số yếu tố về lôgic học, bổ sung một số yếu tố về Vật lý học hiện đại…Nhiệm vụ quan trọng của ngành giáo dục là phải phát hiện những học sinh

có tư chất thông minh, có năng khiếu môn học Theo các tài liệu về tâm lí học vàphương pháp dạy học vật lí thì năng khiếu vật lí được thể hiện qua một số nănglực và phẩm chất sau: năng lực tiếp thu kiến thức; năng lực suy luận logic; nănglực đặc biệt; năng lực lao động sáng tạo; năng lực kiểm chứng; năng lực thựchành Trước mắt cần xác định những phẩm chất và năng lực quan trọng nhất củamột học sinh giỏi vật lí là:

- Có kiến thức vật lí cơ bản vững vàng, sâu sắc, hệ thống Chính là nắmvững bản chất, hiện tượng vật lí

- Có năng lực tư duy vật lí: biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa,

có khả năng sử dụng phương pháp mới (quy nạp, diễn dịch, loại suy )

- Biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo, mềm dẻo những kiến thức cơ bản vàhướng nhận thức đó vào tình huống mới, không theo đường mòn

Để phát hiện được những học sinh có năng lực trở thành học sinh giỏi mônvật lí, giáo viên cần thực hiện đối với học sinh các biện pháp sau đây:

- Làm rõ mức độ đầy đủ, chính xác của kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo theochuẩn kiến thức, các kĩ năng của chương trình sgk.

- Làm rõ trình độ nhận thức và mức độ tư duy của từng học sinh bằng nhiềubiện pháp và nhiều tình huống về lí thuyết và thực nghiệm để đo mức độ tư duycủa học sinh

Đối với giáo viên, khi bồi dưỡng những học sinh có năng khiếu về môn vật

lí cần thực hiện các biện pháp cơ bản sau đây:

- Hình thành cho học sinh có kiến thức cơ bản vững vàng, sâu sắc Đó là lýthuyết chủ đạo, là các định luật và các quy luật cơ bản của bộ môn

- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng vận dụng các lý thuyết chủ đạo, là cácđịnh luật và các quy luật cơ bản của môn học một cách linh hoạt, sáng tạo trên

cơ sở bản chất vật lí của sự vật, hiện tượng

- Rèn luyện cho học sinh kĩ năng dựa vào bản chất vật lí, kết hợp với kiếnthức của các môn học khác có được hướng giải quyết vấn đề một cách logic

- Rèn luyện cho học sinh khả năng phán đoán (quy nạp, diễn dịch ) một cáchđộc lập, sáng tạo giúp học sinh có cách giải bài tập nhanh hơn, ngắn gọn học

- Rèn luyện kĩ năng thực hành cho học sinh, giúp các em biết cách tiến hànhthí nghiệm để kiểm chứng lại những dự đoán

1.2 Một số vấn đề lí luận về bài tập vật lí trong dạy học ở trường THPT

1.2.2 Chức năng lý luận dạy học của bài tập Vật lý [26]

Việc giảng dạy bài tập vật lý trong dạy học không chỉ giúp học sinh hiểu

được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình

mà còn giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụcủa học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra

Muốn đạt được điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những

kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày Kỹ năng vận dụngkiến thức trong giải bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước đo mức độsâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận được Bàitập vật lý với chức năng là một phương pháp dạy học có một vị trí đặc biệt trongdạy học vật lý ở trường phổ thông

Trước hết, vật lý là một môn khoa học giúp học sinh nắm được qui luật vậnđộng của thế giới vật chất và bài tập vật lý giúp học sinh hiểu rõ những qui luật

ấy, biết phân tích và vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn Trong nhiềutrường hợp mặc dù người giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợplôgic, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, qui tắc và cókết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chưa đủ để học sinh hiểu vànắm sâu sắc kiến thức Chỉ thông qua việc giải các bài tập vật lý dưới hình thứcnày hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đãhọc để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc vàhoàn thiện

Trong qúa trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lý đặt ra,học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, kháiquát hóa , trừu tượng hóa… để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của học sinh cóđiều kiện để phát triển Vì vậy có thể nói bài tập vật lý là một phương tiện rất tốt

để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hànhđộng, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống của họcsinh

Bài tập vật lý là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong

giờ học lý thuyết chưa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thứccho học sinh.

Đặc biệt, để giải được các bài tập vật lý dưới hình thức trắc nghiệm kháchquan ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiềuphần, nhiều chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tínhphản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải thậtnhiều các dạng bài tập khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính xác vàkhoa học

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

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

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm được cái chung, cáikhái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng Trong các bàitập, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào nhữngtrường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm được những biểu hiện cụthể của chúng trong thực tế, phát hiện càng nhiều những hiện tượng thuộc ngoạidiên của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay thuộc phạm

vi ứng dụng của chúng Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật vật lýkhông kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lý màcòn tiếp tục ở giai đoạn vận dụng vào thực tế Ngoài những ứng dụng quan trọngtrong kỹ thuật, bài tập vật lý sẽ giúp học sinh thấy được những ứng dụng muônhình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học

Bài tập vật lý là một phương tiện cũng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khigiải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổnghợp những kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình

b, 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 Vật lý học đã

khá phát triển, nhiều khi các bài tập đã được sử dụng khéo léo có thể dẫn họcsinh đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới để giải thích hiện tượng mới dobài tập phát hiện ra

c, 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 khái quát

Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kỹnăng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiếnthức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn Có thểxây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu học sinh phảivận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoáncác hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

d, 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 đầu bài,

tự xây dựng những lập luận kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh rút

ra được nên tư duy học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lực dược nângcao, tính kiên trì được phát triển

Cần lưu 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 Vật lý kỹ thuật và cuốicùng phát triển năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề

e, Bài tập vật lý góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng nhữngkiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy, sáng tạo Đặc biệt

là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng

cụ rất có ích về mặt này

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

Bài tập vật lý cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắmvững kiến thức của học sinh Tuỳ theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phânloại được các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giáchất lượng kiến thức của học sinh được chính xác

1.2.4 Phân loại các bài tập vật lý

1.2.4.1 Phân loại theo nội dung

1.2.4.2 Phân loại bài tập theo mục đích dạy học

+ Bài tập mở đầu bài học, gây hứng thú hoạt động học

+ Bài tập nghiên cứu để xây dựng kiến thức mới

+ Bài tập ôn luyện, củng cố kiến thức

+ Bài tập để kiểm tra

1.2.4.3 Phân loại theo mức độ khó dễ

+ Bài tập yêu cầu tính toán nhanh

+ Bài tập giải thích hiện tượng.

+ Bài tập dự đoán hiện tượng

+ Bài tập tổng hợp

1.2.5 Bài tập Vật lý với việc bồi dưỡng học sinh giỏi

1.2.5.1 Tiêu chí bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi

Bài tập giữ một vai trò to lớn trong việc rèn luyện bồi dưỡng HSG, pháttriển năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học vậy lý Bởi vì chính bài tậpgiúp cho học sinh trong việc khắc sâu nội dung kiến thức, giúp họ trong việc đàosâu và xây dựng các mối liên hệ giữa các bộ phận kiến thức với nhau Nhờ đó

mà kiến thức vật lý trở nên sống động, có ý nghĩa trong việc giải quyết nhữngvấn đề thực tiễn đặt ra Theo PGS TS Phạm Thị Phú Bồi dưỡng HSG cần đạtđược các mục đích sau:

- Nâng cao kiến thức so với chuẩn (học sinh có đủ kiến thức lý thuyết để tiếpcận và giải được đề thi HSG cấp tỉnh, cấp quốc gia trong 5 năm gần nhất)

- Nâng cao kỹ năng so với chuẩn, đặc biệt là các kỹ năng giải bài tập tổnghợp, luyện tập có nội dung liên chương, liên phần

- Bồi dưỡng, phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh

- Bồi dưỡng niềm đam mê, yêu thích Vật lý cho học sinh

Để đạt được mục đích đó, hệ thống bài tập Vật lý phải đảm bảo được cáctiêu chí sau:

- Bài tập nâng cao kiến thức (nếu trong 5 năm gần đây, đề thi HSG các cấp

có kiến thức vượt chuẩn thì phải có tiêu chí này để bồi dưỡng cho học sinh)

- Bài tập luyện tập nâng cao (đó là các bài tập tổng hợp sử dụng nhiều kiếnthức liên chương, liên phần)

- Bài tập sáng tạo có nội dung thực tế, có nội dung kỹ thuật vừa để bồi dưỡng

tư duy sáng tạo, vừa nhằm bồi dưỡng niềm yêu thích Vật lý cho học sinh

1.2.5.2 Bài tập luyện tập bồi dưỡng học sinh giỏi

Theo ngôn ngữ thông thường của giáo viên và học sinh thường gọi là bàitập khó hay bài tập nâng cao Bám sát tiêu chí 2 đã nêu ở 1.2.5.1, đây là loại bàitập luyện tập vận dụng tổng hợp của chương, liên chương, hay kiến thức cácphần khác nhau của giáo trình Vật lý Loại bài tập này vừa rèn luyện kỹ năngvận dụng tổng hợp kiến thức, vừa rèn luyện kỹ năng tính toán, suy luận cho họcsinh

Mức độ phức tạp của loại bài tập này được đánh giá vào số đơn vị kiến thức

sử dụng trong bài tập; càng nhiều đơn vị kiến thức Vật lý được sử dụng thì bàitập càng phức tạp Đòi hỏi càng cao kỹ năng tính toán, suy luận của học sinh

1.2.5.3 Bài tập sáng tạo bồi dưỡng HS giỏi [24][25]

Dạng của bài tập sáng tạo có thể rất khác nhau: câu hỏi, bài tập định tính,bài tập định lượng và bài tập thí nghiệm, thực hành vật lý, thiết kế một mô hình

kỹ thuật… Theo V.G Ra-zu-mốp-xki dựa theo sự tương tự giữa quá trình sángtạo khoa học với tính chất của quá trình tư duy trong giải các bài tập sáng tạo,chia bài tập sáng tạo thành hai loại

Bài tập nghiên cứu: đòi hỏi trả lời câu hỏi “Tại sao?” tương tự với “phátminh” trong sáng tạo khoa học kỹ thuật

Bài tập thiết kế: đòi hỏi trả lời câu hỏi “Làm thế nào?” tương tự với “ sángchế” trong sáng tạo khoa học kỹ thuật

Sự phân loại trên có tính khái quát cao nên khó vận dụng trong dạy học.Các câu hỏi “Tại sao?” và “như thế nào?” cũng thường xuất hiện ở những bài tậpluyện tập Để dễ vận dụng trong thực tiễn dạy học chúng tôi cho rằng nên kếthợp cách phân loại này với cách phân loại theo các phẩm chất của tư duy sáng

tạo Tư duy sáng tạo bộc lộ các phẩm chất: tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độcđáo và tính nhạy cảm Bốn phẩm chất này có tính độc lập tương đối ở một mức

độ nào đó, có thể khai thác trong dạy học các bài tập sáng tạo nhằm bồi dưỡng tưduy sáng tạo cho học sinh Từ đó chúng tôi đề xuất các dấu hiệu nhận biết bài tậpsáng tạo như sau:

Dấu hiệu 1: Bài tập có nhiều cách giải

Đây là dạng phổ biến trong hệ thống bài tập sáng tạo cho học sinh thói quensuy nghĩ không rập khuôn, máy móc Thường xuyên cho học sinh làm việc vớidạng bài toán này làm cho học sinh nhận thức rằng: khi xem xét một vấn đề cầnnhìn từ nhiều góc độ, nhiều quan điểm khác nhau, từ đó có nhiều con đường đạtđến mục đích và chọn ra con đường nào hiệu quả nhất

Dấu hiệu 2: Bài tập có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi

Đây là những bài tập có nhiều hơn một câu hỏi, ở câu hỏi thứ nhất là mộtbài tập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nhưng nếu vẫn ápdụng phương pháp giải như trên sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi đã có sựthay đổi về chất

Phương thức để soạn thảo dạng bài tập này gồm 2 bước:

Bước 1: Cho bài tập hoàn chỉnh, yêu cầu học sinh tìm một yếu tố nào đó.Bước 2: Thay đổi một dữ kiện của đề tài và vẫn yêu cầu học sinh tìm yếu tốtrên những chính dữ kiện đó đã phải làm biến đổi hoàn toàn bản chất của vấn đề.Với bài tập có nhiều cách giải và bài tập có hình thức tương tự nhưng nộidung biến đổi có tác dụng trong việc bồi dưỡng thói quen tư duy nhiều chiều,không máy móc cứng nhắc, khắc phục tính ỳ của tư duy theo lối mòn - đó là cácbiểu hiện về tình mềm dẻo của tư duy

Dấu hiệu 3: Bài tập thí nghiệm về vật lý

Dựa vào yêu cầu và điều kiện ta có thể phân bài tập thí nghiệm vật lý gồm:+ Bài tập thí nghiệm định tính.

+ Bài tập thí nghiệm định lượng

Cả hai dạng bài tập thí nghiệm (địng tính và định lượng) đòi hỏi học sinhphải tự thiết kế phương án thí nghiệm dựa trên cơ sở giả thiết bài toán: người tacho trước một số thiết bị thí nghiệm( dụng cụ đo lường, vật liệu) hoặc tự đề xuất.Bài tập thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế phương án thí nghiệm theomột mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ ứng dụng vật lý hoặc yêu cầu làmthí nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra, loại bài tập nàykhông có các thao tác đo đạc, tính toán về mặt định lượng Việc giải các bài tậploại này là lập chuỗi các suy luận logic dựa trên cơ sở các định luật, các kháiniệm và các quan sát thí nghiệm vật lý Trong loại bài tập này ta có thể phân làmhai loại là: Bài tập thí nghiệm quan sát và giải thích hiện tượng và bài tập thínghiệm thiết kế phương án thí nghiệm nhằm giải quyết yêu cầu của đề bài

Bài tập thí nghiệm định lượng: là loại bài tập mà khi giải ngoài việc chú ýđến hiện tượng vật lý học sinh còn phải quan tâm đến số đo của các đại lượngcần đo Gồm các bài tập đo đạc đại lượng vật lý, minh họa lại quy luật vật lýbằng thực nghiệm

Các bài tập thí nghiệm có tác dụng bồi dưỡng tính linh hoạt của tư duytrong việc đề xuất các phương án thí nghiệm, các giải pháp đo đạc trong các tìnhhuống khác nhau tuỳ thuộc vào các thiết bị thí nghiệm đã cho hay tự tìm kiếm

Dấu hiệu 4: Bài tập cho thiếu, thừa hoặc sai dữ kiện

Đây là dạng bài tập mà người ra đề cố ý cho thừa dữ kiện, hoặc thiếu dữkiện, hoặc sai dữ kiện Việc đòi hỏi học sinh phải nhận biết và chứng minh được

dữ kiện “có vấn đề” là mục đích của bài tập Tính sáng tạo ở đây là học sinh phảinhận ra sự không bình thường của bài toán, chỉ ra được mâu thuẫn giữa các dữ

kiện và có thể đề xuất các cách điều chỉnh dữ kiện để được bài toán thôngthường Việc phân tích kết quả nhận được, đối chiếu kết quả với các dữ kiện bàitoán đã cho trong trường hợp bài toán cho thừa dữ kiện quan trọng hơn chínhquá trình giải.

Dấu hiệu 5: Bài tập nghịch lý và ngụy biện

Bài tập nghịch lý và ngụy biện là những bài tập trong đó đề bài chứa đựngmột sự ngụy biện nên đã dẫn đến nghịch lý: kết luận rút ra mâu thuẫn với thựctiễn hoặc mâu thuẫn với những nguyên tắc, định luật vật lý đã biết Tuy nhiênnếu chỉ nhìn nhận các yếu tố này một cách hình thức thì có thể nhầm tưởng rằngchúng phù hợp với các định luật vật lý và logic thông thường Song khi xem xétmột cách cặn kẽ, có luận chứng khoa học, dựa trên các định luật vật lý thì mớinhận ra sự nghịch lý và ngụy biện trong bài toán

Bài tập nghịch lý và ngụy biện là những bài tập được soạn thảo dựa trênnhững suy luận sai lầm về tri thức vật lý của học sinh trong những biểu hiện đadạng của các sự kiện, hiện tượng, quá trình vật lý,…Các bài toán nghịch lý vàngụy biện về vật lý là những bài tập loại đặc biệt mà phương pháp giải chungnhất là phân tích và tìm ra nguyên nhân của sự hiểu sai và vận dụng sai các kháiniệm, định luật và lý thuyết vật lý

Do nguyên nhân của những sai lầm tiềm ẩn trong các nghịch lý và ngụybiện luôn đa dạng cho nên các bài toán thuộc loại này bao giờ cũng chứa đựngnhiều yếu tố mới, bất ngờ, dễ kích thích óc tò mò tìm hiểu của người giải

Các bài tập nghịch lý và ngụy biện có tác dụng bồi dưỡng tư duy phêphán, phản biện của học sinh, giúp cho tư duy có tính độc đáo nhạy cảm, đặc biệtcác bài toán nghịch lý có giá trị lớn phát triển sự khám phá, tìm tòi thêm tri thức

Ưu điểm của dạng bài tập này là kích thích hứng thú học tập cao độ của học sinh

Dấu hiệu 6: Dạng bài tập không theo khuôn mẫu

Dạng bài tập này được soạn thảo không theo một khuôn mẫu nào cả Mụcđích sử dụng để chống suy nghĩ rập khuôn, máy móc.Việc giải bài tập này không

áp dụng ngay các công thức đã biết Điều cơ bản là học sinh phải tìm ra đượcmối liên hệ “ngầm” từ đó hình thành nên những kết hợp mới của đề bài Loại bàitập này kích thích học sinh khả năng đưa ra các giải pháp lạ, cách giải quyết vấn

đề theo hướng riêng, độc đáo, không bị gò bó lệ thuộc vào cái đã có Đây là loạibài tập nhằm bồi dưỡng tính độc đáo của tư duy

Dấu hiệu 7: Bài toán “ hộp đen”

Theo M.Bun-xơ-man bài toán “hộp đen’’ gắn liền với việc nghiên cứu đốitượng mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng cóthể đưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện “đầu vào”, “đầura” Giải bài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mốiquan hệ giữa dữ kiện đầu vào, đầu ra để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen.Các bài toán hộp đen ngoài chức năng giáo dưỡng còn có chức năng bồi dưỡngnăng lực sáng tạo

Tuy nhiên tùy nội dung của từng phần mà chúng ta có thể xây dựng bàitập sáng tạo theo các dấu hiệu

1.3 Một số biện pháp dạy học bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi [26][7]

Việc giải bài tập vật lý kết hợp với các biện pháp khác đóng góp một phầnđáng kể vào việc phát triển hoạt động tư duy của học sinh Dạy học sinh giải bàitập vật lý là một công việc khó khăn và ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của ngườigiáo viên vật lý trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh Muốn họcsinh giải được một bài tập nào đó thì trước hết giáo viên phải giải được bài tập

đó, nhưng như vậy chưa đủ Muốn cho việc hướng dẫn giải bài tập được địnhhướng một cách đúng đắn, giáo viên phải biết phân tích được phương pháp giảibài tập cụ thể bằng cách vận dụng những hiểu biết tư duy giải bài tập vật lý để

xem xét việc giải bài tập cụ thể này Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sưphạm cụ thể cho việc giải bài tập để xác định được kiểu hướng dẫn phù hợp Nóicách khác là cơ sở khoa học để suy nghĩ những hành động cụ thể cần thực hiện

và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn Những hànhđộng này được coi là những hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu và nắmvững

1.3.1 Bài học tại lớp [26]

Bài học tại lớp của tiết bồi dưỡng HSG là loại tiết học khó dạy, song một

số giáo viên chưa chú ý làm việc một cách nghiêm túc: Không có kế hoạch cụthể, thậm chí có khi còn không chuẩn bị, không có bài tổng hợp, chỉ có nhữngbài trong sách giáo khoa, sách bài tập, học sinh chỉ giở ra chép bởi có lúc bàithầy chữa không có gì khác sách Thêm nữa phương pháp làm việc trên lớp cònrất tẻ nhạt: Thầy gọi một học sinh lên chữa, rồi nhận xét rồi lại chuẩn bị bàikhác, dưới lớp sẽ có nhiều học sinh không chú ý Để đảm bảo có một tiết dạyhiệu quả giáo viên cần phải chú ý theo các bước sau

a) Chọn bài tập điển hình

Trong giờ chỉ nên chọn chữa những bài tập điển hình cho từng loại tức làđiển hình về phương pháp phân tích, hướng phát triển, cách áp dụng các địnhluật cách nhận xét biện luận chặt chẽ thông qua việc giải bài này học sinh cóđược phương pháp giải cho từng loại, trên cơ sở đó có thể tự giải các bài khác.Không nên chữa bài quá dễ hoặc quá khó (tức là bài phức tạp quá về tính toán rấtmất thời gian và sẽ làm nhẹ bản chất Vật lí của bài toán đặt ra)

b) Chữa bài tập tương tự

Để khắc phục tình trạng kém hứng thú của học sinh ở trên lớp khi chữa bài

mà họ đã làm ở nhà, thầy giáo có thể chữa bài tập khác tương tự với bài đã ra ởnhà bằng cách đổi các số liệu hoặc đổi ẩn số của bài ở nhà thành dữ kiện ở bài

chữa và ngược lại Với biện pháp này, ít nhiều thầy sẽ lôi cuốn được học sinhcùng mình chữa bài tập mới, đồng thời theo dõi sửa chữa được cả bài tập đã làm

ở nhà

c) Giải bài tập có bình luận

Trong lúc một học sinh đang chữa bài tập trên bảng, thầy có thể yêu cầu

cả lớp theo dõi giúp đỡ bạn giải bài, nhận xét bài giải của bạn và nêu phươngpháp giải khác bạn hoặc so sánh các cách giải với nhau

d) Phân phối công việc hợp lí

Gọi học sinh lên bảng chữa bài tập phù hợp với trình độ:

- Trong lúc một em đang chữa bài trung bình trên lớp, thầy chuẩn bị một

số phiếu khai thác ý hay của bài tập đang chữa ở bảng, thầy đọc nội dung phiếu,chí định em đã chuẩn bị lên bảng chữa, cả lớp góp ý kiến bình luận

Với biện pháp này thầy sẽ tạo cho cả lớp cùng làm việc, tránh sự tẻ nhạt

và tiết kiệm được thời gian, có khi chỉ cần chữa một bài tập mà có thể khai thácđược vài khía cạnh và đề cập tới cả bài tập phức tạp khác rất thuận lợi

e) Đảm bảo tính chắc

- Với số lượng bài tập tương đối nhiều so với giờ quy định thầy giáo phảibiết chọn lựa bài điển hình, chữa chu đáo không nên tham số lượng mà đòi hỏichất lượng nữa Chỉ cần chữa chắc, một vài bài điển hình, không nên chữa đạikhái, sơ qua

- Trong quá trình hướng dẫn học sinh, điều quan trọng là tập cho các emquen với phương pháp giải một cách khoa học: từ cách khai thác đề bài, phântích hiện tượng hợp lí chặt chẽ, đến việc áp dụng định luật và biện luận cho bàitoán Trên cơ sở chữa bài tập cho học sinh sẽ tự mình giải quyết được tương đối

dễ dàng bài tập đã ra

Đó là một vài biện pháp có thể phối hợp áp dụng trong giờ bài tập sao cho

có hiệu quả cao nhất Làm thế nào để phối hợp được các biện pháp để giờ dạyđược như ý muốn, để làm được điều này đòi hỏi sự nghiêm túc, sáng tạo củathầy trong việc đón ý của trò, dự đoán tình huống xảy ra, dẹp bỏ mọi bế tắc, thờigian chết trong giờ dạy

1.3.2 Luyện tập giải bài tập cá nhân ở nhà.[7][26][27][29]

Qua thực tế dạy bồi dưỡng HSG Vật lí ở trường THPT, chúng tôi nhậnthấy giờ học trên lớp không có đủ lượng thời gian để giáo viên mở rộng, nângcao kiến thức cũng như rèn luyện kỹ năng giải bài tập cho học sinh Do đó bêncạnh việc tổ chức các chuyên đề thì một trong những biện pháp tốt nhất để rènluyện kỹ năng giải bài tập cho học sinh để học sinh có thể thường xuyên đượcluyện giải nhiều dạng bài tập khác nhau, cũng như tiếp xúc với các dạng bài tập

có tính chất mở rộng và nâng cao, để từ đó học sinh có thể vận dụng một cách

linh hoạt các cách giải từng dạng bài tập đó là : “Hướng dẫn học sinh giải bài vật lí ở nhà.”

Việc học sinh tự học ở nhà có một ý nghĩa lớn lao về mặt giáo dục và giáodưỡng Nếu việc học ở nhà của học sinh được tổ chức tốt sẽ giúp các em rènluyện thói quen làm việc tự lực, giúp các em nắm vững tri thức, có kỹ năng, kỹxảo Ngược lại nếu việc học tập ở nhà của học sinh không được quan tâm tốt sẽlàm cho các em quen thói cẩu thả, thái độ tắc trách đối với việc thực hiện nhiệm

vụ của mình dẫn đến nhiều thói quen xấu làm cản trở đến việc học tập

Công việc học tập của học sinh ở nhà có những đặc điểm riêng sau:

+ Tiến hành trong một thời gian ngắn, không có sự hướng dẫn trực tiếp củagiáo viên, mặc dù đấy là công việc do chính giáo viên giao cho học sinh phải tựmình hoàn thành, tự kiểm tra công việc mình làm

+ Công việc này được thực hiện tuần tự theo hứng thú, nhu cầu và năng lựccủa học sinh

+ Dễ bị chi phối bởi ngoại cảnh khác

Có thể coi quá trình học tập của học sinh ở nhà bao gồm các giai đoạn :

Trước hết phải nhớ lại những điều đã học ở lớp sau đó rèn luyện sáng tạo.Mỗi giai đoạn có một nội dung công việc cụ thể

Việc học tập của học sinh ở nhà phụ thuộc phần lớn vào việc dạy học trênlớp của giáo viên Vì vậy giáo viên cần phải căn cứ vào tình hình tiếp thu kiếnthức của học sinh mà giao cho các em những công việc có tính chất bổ sungphục hồi tài liệu đã học như : nghiên cứu sách giáo khoa, vẽ hình …

Trong khi dạy về vần đề nào đó cần suy nghĩ việc giao cho học sinh cácbài tập ở nhà Chính việc giao bài làm một cách có hệ thống đảm bảo cho việchọc tập của học sinh có một quy luật chặt chẽ, nhờ đó mà học sinh có thể tự lựcgiải quyết các bài tập kể cả những bài tập khó, vì đã có sự chuẩn bị ở các bài tập

dễ Việc học sinh hoàn thành tốt các bài tập ở nhà không những chỉ giúp các emnắm vững tri thức đã học cũng như rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cần thiết, mà còngiúp các em chuẩn bị tốt nhất cho việc tiếp thu kiến thức mới Vì thế bên cạnhnhững bài làm phục hồi, luyện tập và sáng tạo trên cơ sở kiến thức đã học cầnphải giao cho học sinh những bài làm mang những yếu tố chuẩn bị cho việc tiếpthu chi thức mới Có như vậy mới đảm bảo được việc tiếp thu một cách tích cực,

tự lực đối với những tri thức mới

Giao bài tập về nhà cho học sinh bằng nhiều hình thức :

+ Giao bài tập sau tiết học

+ Giao bài tập theo hệ thống bài tập SGK, SBT, sách tham khảo

+ Giao bài tập theo dạng, theo chuyên đề

Một biện pháp quan trọng nữa để đảm bảo công tác hướng dẫn học ở nhà

có kết quả là cần có những biện pháp kiểm tra, động viên, khích lệ kịp thời vàphù hợp

+ Kiểm tra vở ghi, vở bài tập

+ Cho điểm khuyến khích những học sinh có nhiều cố gắng hoặc chuyểnbiến trong học tập,

Do đặc thù của việc bồi dưỡng HSG, học sinh là những em có năng khiếumôn Vật lý, các bài tập phải mang tính sáng tạo nên khi ra hệ thống bài tập ở nhàgiáo viên phải sử dụng các câu hỏi định hướng tư duy giúp các em hoàn thành tốtnhiệm vụ được giao

1.3.3 Giải bài tập theo nhóm [26][27]

Để có kết quả tốt trong việc bồi dưỡng HSG chúng tôi lựa chọn phương ándạy học dự án Từ đầu thế kỉ 20, các nhà sư phạm Mỹ đã xây dựng cơ sở lý luậncho phương pháp dự án (Project method) và coi đây là phương pháp dạy họcquan trọng để thực hiện dạy học hướng vào người học nhằm khắc phục nhượcđiểm của dạy học truyền thống Dạy học dự án hay phương pháp dạy học dự ánđược hiểu là một phương pháp hay hình thức dạy học, trong đó người học thựchiện một nhiệm vụ phức hợp, có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn, thựchành Nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính tự lực cao trong quá trìnhhọc tập, từ việc xác định mục đích, lập kế hoạch, đến việc thực hiện dự án, kiểmtra, điều chỉnh, đánh giá quá trình và kết quả thực hiện

+ Các giai đoạn trong dạy học dự án của luyện tập giải bài tập cá nhân ởnhà (có thể áp dụng cho một nhóm học sinh)

Giai đoạn 1: Chọn đề tài và xác định mục đích của dự án

Giáo viên chọn hệ thống bài tập, xác định những nội dung kiến thức cần

ôn tập, hoặc cần nghiên cứu

Giai đoạn 2: Xác định đề cương, kế hoạch thực hiện

Cần xác định công việc cần làm, thời gian dự kiến, dự kiến vật liệu, kinhphí, phương pháp tiến hành và phân công cho mỗi thành viên trong nhóm.

Giai đoạn 3: Thực hiện dự án, chú ý đến sản phẩm

Học sinh thực hiện các hoạt động trí tuệ và hoạt động thực tiễn, thực hành,những hoạt động này xen kẽ và tác động qua lại lẫn nhau Kiến thức lý thuyết,các phương án giải quyết vấn đề được thử nghiệm qua thực tiễn Trong quá trình

đó, sản phẩm của dự án và thông tin mới được tạo ra

Giai đoạn 4: Thu thập kết quả và công bố sản phẩm

Kết quả thực hiện dự án có thể viết dưới dạng thu hoạch, báo cáo, luậnvăn… và được giới thiệu công bố Sản phẩm có thể là vật chất được tạo ra hoặchành động phi vật chất

Giai đoạn 5: Đánh giá dự án

Giáo viên đánh giá quá trình thực hiện kết quả cũng như kinh nghiệm đạtđược Từ đó rút ra những kinh nghiệm cho việc thực hiện các dự án tiếp theo.Kết quả dự án có thể được đánh giá từ bên ngoài Việc phân chia các giai đoạntrên chỉ có tính tương đối Trong thực tế chúng có thể xen kẽ và thâm nhập lẫnnhau Việc tự kiểm tra, điều chỉnh cần được thực hiện trong tất cả giai đoạn của

dự án, phù hợp cấu trúc, nhiệm vụ của từng dự án khác nhau

1.4 Thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý ở trường THPT

1.4.1 Tìm hiểu nội dung kiến thức vật lí trong các kì thi học sinh giỏi tỉnh Hà Tinh.

Về hình thức thi và đề thi: Học sinh tham gia sẽ phải thi viết, trả lời các câuhỏi và bài tập tự luận trong khoảng thời gian quy định

Về nội dung: có một số phần đề cập đến các vấn đề nâng cao mà học sinhkhông được học trong chương trình vật lý ở các trường phổ thông đại trà, đề thihọc sinh giỏi hầu như mới chỉ chú ý đến các bài tập định lượng, ít đưa ra cácdạng bài tập định tính và bài tập thí nghiệm

Trong cấu trúc đề thi chọn HSG của tỉnh Hà Tĩnh môn vật lý lớp 10, phần nội

dung chương “Động lực học chất điểm” chiếm một tỉ lệ khá cao (khoảng

30-40% trong cấu trúc đề thi HSG tỉnh)

1.4.2 Một số nhận xét về nội dung chương trình và sách giáo khoa vật lí THPT hiện hành phục vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi.

Hiện nay, các loại sách tham khảo chủ yếu là sách hướng dẫn ôn tập vàluyện thi Còn các sách tham khảo giúp học sinh đào sâu và nâng cao kiến thức

đã học trên lớp và qua đó từng bước hình thành một trực giác vật lí nhạy bén lạihầu như hoàn toàn thiếu vắng

1.4.3 Thực trạng của việc sử dụng bài tập chương “Động lực học chất điểm” trong bồi dưỡng HSG vật lí lớp 10 THPT.

Qua quá trình giảng dạy và công tác bồi dưỡng HSG của bản thân cũng nhưđồng nghiệp về chương “ Động lực học chất điểm” tôi thấy:

- Nội dung chương trình vật lí THPT đã đề cập đến kiến thức cơ bản nhưngcòn thiếu nhiều so với lí thuyết chủ đạo Nhiều vấn đề còn phải bắt học sinh vàgiáo viên chấp nhận, giải thích nôm na không bản chất Nhiều câu hỏi và bài tậpmang tính chất giả định, thiếu thực tế

- Không đủ tài liệu tham khảo, nếu căn cứ vào tài liệu giáo khoa thì lượngbài luyện tập còn ít, nếu căn cứ vào các tài liệu về đề thi Olimpic hàng năm thì

có nhiều bài tập đề cập đến nhưng kiến thức ngoài chương trình quá xa Một sốtài liệu không khớp nhau về kiến thức mà khi tham khảo các GV trực tiếp bồidưỡng HSG không lý giải được

- Chương trình vật lí THPT mang tính chất định lượng trên cơ sở định tính.Trước tình hình đó, các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh bắt buộc phải đề cập đến nhữngnội dung có những đặc điểm trên và việc tuyển chọn khó có thể chính xác được, đồngthời để tuyển chọn được đội tuyển HSG phải mất một thời gian rèn luyện theo hướngtrên và sau đó cũng có những học sinh không điều chỉnh được quan điểm tư duy củamình dẫn đến tình trạng mất nhiều thời gian học mà hiệu quả không cao

- Thời gian thực hiện bồi dưỡng học sinh giỏi ở các trường còn nhiều hạnchế Trang thiết bị các loại máy móc còn thiếu nhất là đối với bộ môn vật lí.Kinh phí dành cho bồi dương theo quy định của nhà nước còn quá thấp Chế độchính sách ưu tiên cho các học sinh đạt giải chưa ổn định.

Với thực trạng giảng dạy đó đã ảnh hưởng nhiều đến việc tiếp thu kiến thức

và hình thành năng lực của học sinh Để tìm hiểu về công tác bồi dưỡng học sinhgiỏi lớp 10 trường THPT, chúng tôi đã phát phiếu điều tra cho các giáo viên vàhọc sinh của ba trường THPT trên địa bàn huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh Kếtquả cụ thể như sau:

Bảng 1.1 Kết quả điều tra về những khó khăn của giáo viên trong công tácbồi dưỡng học sinh giỏi vật lý lớp 10 THPT

1 giáo viên chưa xác định được vùng kiến thức cần

giảng dạy cho học sinh giỏi

17/20 85

2 Dung lượng kiến thức quá lớn so với thời gian được

phân phối trong chương trình

12/20 60

3 giáo viên chưa xây dựng được hệ thống bài tập để phát

hiện và bồ dưỡng học sinh giỏi

18/20 90

5 Chưa đổi mới phương pháp cho học sinh 15/20 75

6 Phương pháp sử dụng bài tập trong giảng dạy còn hạn chế 17/20 85

7 Nội dụng kiến thức vật lý còn trừu tượng nên không

gây được hứng thú, tình cảm cho học sinh

8 Giáo viên còn thiếu kinh nghiệm trong việc lựa chọn

học sinh có năng khiếu vật lý

1 Học sinh chưa xác định được vùng kiến thức cần

3 Học sinh chưa có hệ thống bài tập phù hợp 123/143 86,01

6 Nội dụng kiến thức vật lý còn trừu tượng nên

không gây được hứng thú, tình cảm cho học sinh

60/143 41,95

Với kết quả điều tra như trên, có thể nhận thấy rằng chất lượng học sinhgiỏi chưa cao và chưa bền vững là do nhiều nguyên nhân Trong các nguyênnhân đó thì việc lựa chọn xây dựng được hệ thống bài tập phù hợp và phươngpháp sử dụng bài tập thích hợp được xác định là các nguyên chủ yếu Với thựctrạng về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 10 THPT như vậy, chúng ta cóthể thấy rằng việc dạy học vật lý nói chung và việc bồi dưỡng học sinh giỏi vật

lý lớp 10 THPT nói riêng đa có nhiều chuyển biến tích cực song vẫn còn nhiềuhạn chế đòi hỏi mỗi giáo viên tham gia giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi cầntiếp tục đổi Nhưng dù khó khăn thế nào thì việc bồi dưỡng học sinh giỏi, với ýnghĩa và tầm quan trọng của nó cũng luôn cần được sự quan tâm của các cấp, cácnghành, các đơn vị và các giáo viên tham gia giảng dạy

Kết luận chương 1.

Trong chương này chúng tôi đã tìm hiểu các vấn đề bồi dưỡng học sinhgiỏi môn vật lý THPT hiện nay, thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ởnước ta, ở tỉnh Hà Tĩnh và một số trường THPT trên địa bàn huyện Đức Thọ -tỉnh Hà Tĩnh, một số vấn đề lí luận về bài tập Vật lý, vai trò của bài tập vật lítrong dạy học, trong việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi, một số biện phápdạy học bài tập vật lí để bồi dưỡng học sinh giỏi

Phân tích các thao tác và hành động tư duy vật lý, từ đó đưa ra phươngpháp bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS thông qua quá trình dạy học bồi dưỡngHSG.

Để bồi dưỡng tư duy sáng tạo, tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS,chúng ta cần phải tổ chức các tình huống dạy học sao cho huy động HS vào quátrình xây dựng các tri thức vật lý

Lý luận và thực tiễn dạy học cho thấy, bài tập có vai trò quan trọng trongviệc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS, điều này sẽ được nghiên cứu trongchương 2

Chương 2.

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG ĐỘNG LỰC

HỌC CHẤT ĐIỂM TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

2.1 Nội dung chương “Động lực học chất điểm” ở chương trình vật lý 10 - THPT.

Chương “ Động lực học chất điểm” được đánh giá là chương học có nộidung, kiến thức vật lý khó, phức tạp và trừu tượng về mặt lý thuyết như kháiniệm lực, khối lượng, lực quán tính, lực đàn hồi, lực ma sát, hệ quy chiếu quántính, hệ quy chiếu phi quán tính, quán tính của vật

Bài tập chương “ Động lực học chất điểm” gồm các bài tập về vận dụng cácđịnh luật Niu Tơn đề khảo sát các chuyển động dưới tác dụng của các lực cơ học

và ứng dụng các định luật này vào giải thích các hiện tượng thực tế trong cuộcsống và trong kỹ thuật

Phép phân tích lực hay tổng hợp lực : Tuân theo quy tắc hình bình hành

Bài 2: Định luật I Niu – Tơn.

Nội dung Định Luật I Niu Tơn: Nếu vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều

Suy luận : - Vật không chịu tác dụng của vật khác là vật cô lập

- Mọi vật đều có xu hướng bảo toàn vận tốc Tính chất đó gọi là tính quántính Quán tính của vật biểu hiện qua hai mặt:

+ Xu hướng giữ nguyên trạng thái đứng yên Vật có tính “ Tính ì”

+ Xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động thẳng đều.Vật chuyển động

có tính đà.

Bài 3: Định luật II Niu Tơn.

Nội dung định luật II Niu Tơn:

- Gia tốc của một vật luôn cùng hướng với lực tác dụng lên vật

- Độ lớn của véc tơ gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn véc tơ lực tác dụng lên vật

và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật

Biểu thức:

Trong hệ SI: Nếu m = 1kg, a = 1m/s2 thì F = 1 kg.m/s2 = 1N

Suy luận: Cùng một lực tác dụng lên các vật nếu vật nào có khối lượng cànglớn thì gia tốc càng nhỏ tức là khả năng thay đổi vận tốc khó Hay vật có mứcquán tính lớn

- Vậy khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật

- Khi Trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều

của vật

Bài 4: Định luật III NiuTơn.

Nội dung định luật III Niu Tơn:

Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B củng tác dụng trở lại vật Amột lực Hai lực này là hai lực trực đối

Biểu thức:

Hai lực : Nếu lực này là lực tác dụng thì lực kia là phản lực.Đặc điểm của lực và phản lực:

+ Là hai lực trực đối không cân bằng.

+ Lực và phản lực có cùng bản chất

Bài 5: Lực hấp dẫn:

Định luật: Lực hấp dẫn giữa hai vật (coi như hai chất điểm) có độ lớn tỉ lệ

với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cáchgiữa chúng

Biểu thức:

Đặc điểm:

- Phương của lực nằm trên đường

thẳng nối hai chất điểm

- Chiều của lực: hướng vào hai chất điểm

Trong hệ SI: G = 6,67.10-11.N.m2/kg2 là hằng số hấp dẫn,

m1, m2 là khối lượng của hai vật (kg)

r là khoảng cách giữa hai vật (hai chất điểm) (m)

Bài 6: Chuyển động của vật bị ném.

- Chuyển động ném ngang

Một vật chuyển động theo phương

ngang với vận tốc ban đầu là v0.

- Các đại lượng cần xác định: Tầm

xa, vận tốc, thời gian:

- Phân tích chuyển động ném ngang thành hai thành phần:

+ Theo phương ngang ox: là chuyển động thẳng đều, với vận tốc không đổi

Vận tốc khi chạm đất , ,

- Thời gian rơi, khi vật chạm đất:

- Tầm xa của vật:

- Chuyển động của vật ném xiên.

Bài toán thường gặp trong cuộc sống là: một vận động viên ném tạ thì ném như thế nào để xa nhất, một viên đạn hoặc một đạn pháo được bắn lên với vận tốc ban đầu là v 0 Hợp với phương ngang một góc α, bắn như thế nào để vừa trúng mục tiêu, vừa đi được xa.

- Phân tích chuyển động theo hai phương:

Theo phương ngang ox:

Nhận xét : Qũy đạo của chuyển động ném xiên là đường parabol.

+ véc tơ vận tốc tại điểm bất kỳ:

H.2.3

+ Tầm bay cao cực đại:

Dấu (-) chỉ chiều biến dạng của lò xo luôn ngược với lực đàn hồi

Tính chất: Lực đàn hồi xuất hiện khi vật bị biến dạng, và có xu hướngchống lại nguyên nhân gây biến dạng đó

Đặc điểm:

+ Phương của lực đàn hồi trùng với trục của lò xo

+ Chiều ngược với chiều biến dạng của lò xo

+ Độ lớn tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo

- Lực ma sát nghỉ có: + giá nằm trong mặt phẳng tiếp xúc giữa hai vật

+ luôn cân bằng với ngoại lực

+ độ lớn của lực ma sát nghỉ cực đại:

Lực ma sát trượt:

- Xuất hiện trên bề mặt tiếp xúc giữa hai vật khi giữa chúng có chuyển độngtương đối.

Bài 9 : Hệ quy chiếu có gia tốc Lực quán tính.

Khái niệm về hệ quy chiếu có gia tốc :

Hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ quy chiếu quán tính gọi là hệquy chiếu phi quán tính

Đặc điểm :

- Các định luật NiuTơn không còn đúng trong HQC phi quán tính.

- Các hiện tượng cơ học xẩy ra trong HQC này giống như là mỗi vật có

khối lượng m chịu thêm một lực tác dụng : gọi là lực quán tính.Lực quán tính không có phản lực và luôn ngược chiều với gia tốc của hệ

Bài 10 : Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng.

- Lực hướng tâm xuất hiện khi vật chuyển động tròn đều Hợp lực tác dụnglên vật phải hướng vào tâm quỹ đạo gọi là lực hướng tâm

- Trọng lực tác dụng lên vật :

- Trọng lượng là lực mà vật tác dụng lên giá đỡ hoặc dây treo