SKKN sáng kiến kinh nghiệm phương pháp hướng dẫn học sinh trung bình yếu giải bài tập cơ học bằng hệ thống công thức, phân tích gợi mở và lập sơ đồ

PHÒNG GIÁO DỤC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN ĐƠN VỊ: TRƯỜNG THCS HOÀNG VĂN THỤ PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH YẾU GIẢI BÀI TẬP CƠ HỌC LỚP 8 BẰNG HỆ THỐNG CÔNG THỨC, PHÂN TÍCH GỢI MỞ VÀ LẬP S

PHÒNG GIÁO DỤC THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN ĐƠN VỊ: TRƯỜNG THCS HOÀNG VĂN THỤ

PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH YẾU GIẢI BÀI TẬP

CƠ HỌC LỚP 8 BẰNG HỆ THỐNG CÔNG THỨC, PHÂN TÍCH

GỢI MỞ VÀ LẬP SƠ ĐỒ

LOẠI ĐỀ T I THU À ỘC LĨNH VỰC CHUYÊN MÔN: V ẬT L Ý

Họ và tên: D¦¥NG §×NH S¥N

Đề tài thuộc lĩnh vực : KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Thái Nguyên, tháng 5năm 2011

Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật lí GV: Dương Đình Sơn

A PHẦN MỞ ĐẦU.

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.

Trong việc nâng cao chất lượng giáo dục nói chung và chất lượng bộ môn nói riêng Việc cải tiến phương pháp dạy học là một nhân tố quan trọng, bên cạnh việc bồi dưỡng kiến thức chuyên môn, việc phát huy tính tích cực của học sinh có ý nghĩa hết sức quan trọng Bởi vì xét cho cùng công việc giáo dục phải được tiến hành trên cơ sở tự nhận thức, tự hành động; việc khơi dậy phát triển ý thức năng lực tư duy, bồi dưỡng phương pháp tự học là con đường phát triển tối ưu của giáo dục Cũng như trong học tập các bộ môn khác, học Vật lí lại càng cần phát triển năng lực tích cực, năng lực tư duy của học sinh để không phải chỉ biết mà còn phải hiểu để giải thích hiện tượng Vật lí cũng như

áp dụng kiến thức và kỹ năng vào các hoạt động trong cuộc sống gia đình và cộng đồng

Trong khuôn khổ nhà trường phổ thông, bài tập Vật lí thường là những vấn đề không quá phức tạp, có thể giải được bằng những suy luận lô gíc, bằng tính toán hoặc thực nghiệm dựa trên cơ sở những quy tắc Vật lí, phương pháp Vật lí đã quy định trong chương trình học Nhưng bài tập Vật lí lại là một khâu quan trọng trong quá trình dạy và học Vật lí

Việc giải bài tập Vật lí giúp củng cố đào sâu, mở rộng những kiến thức cơ bản của bài giảng, xây dựng củng cố kỹ năng kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, là biện pháp quý báu để phát triển năng lực tư duy của học sinh, có tác dụng sâu sắc về mặt giáo dục tư tưởng, đạo đức lớn Vì thế trong việc giải bài tập Vật lí mục đích cơ bản cuối cùng không phải chỉ tìm ra đáp số, tuy điều này cũng quan trọng và cần thiết, mục đích chính của việc giải là ở chỗ người làm bài tập hiểu được sâu sắc hơn các khái niệm, định luật Vật lí, vận dụng chúng vào những vấn đề thực tế trong cuộc sống, trong lao động

Trong những năm vừa qua, với việc thay đổi chương trình sách giáo khoa và phương pháp dạy học tích cực đã mang lại những kết quả rõ nét về mọi mặt Giáo viên phát huy được tính tích cực của học sinh, chất lượng giảng dạy được nâng cao, học sinh tiếp cận được với những kiến thức mới, tiếp cận khoa học kĩ thuật…Đặc biệt học sinh có khả năng tự hình thành kiến thức mới thông qua các thí nghiệm; thông qua kênh hình,

kênh thông tin của sách giáo khoa…Qua đó kiến thức Vật lý của các em được mở rộng, khả năng vận dụng thực tế của các em được nâng lên

Tuy nhiên, bên cạnh đó vẫn có những khó khăn nhất định cho học sinh, nhất là học sinh khối 6,7, 8 Nguyên nhân là do mỗi tuần các em chỉ học một tiết vật lý, trong khi đó cả chương trình của 3 khối lớp này không hề có tiết bài tập, chính vì lí do này nhiều học sinh sẽ gặp khó khăn khi giải các bài tập của giáo viên cung cấp hoặc bài tập của sách bài tập Đặc biệt, khó khăn nhất vẫn là học sinh khối 8 Đây là chương trình Vật lý mà các

em bắt đầu thoát ra khỏi bài tập định tính để đi sau vào bài tập định lượng Cụ thể là chương trình học kỳ I ( Chương I: Cơ học) Với lí do trên thì thời gian để hình thành cho các em kĩ năng làm bài tập là không nhiều, khiến cho chất lượng của các em tương đối thấp

Với những thực tế như trên, bản thân tôi là một giáo viên mới vào nghề được nhiều năm cảm thấy trăn trở Do đó tôi cố gắng tìm những cách khác nhau để có thể giúp học sinh của mình nâng cao chất lượng, nhất là học sinh trung bình yếu Sau một thời gian thử

nghiệm tôi đã rút ra cho mình một số kinh nghiệm nhỏ đó là: Phương pháp hướng dẫn

học sinh trung bình yếu giải bài tập cơ học bằng hệ thống công thức, phân tích gợi

mở và lập sơ đồ.

II TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.

Việc dạy học Vật lí trong trường phổ thông hiện nay chưa phát huy được hết vai trò của bài tập Vật lí trong thực hiện các nhiệm vụ dạy học Dạy học sinh giải bài tập Vật

lí là một công việc khó khăn và ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh

Về vấn đề này đã có rất nhiều tài liệu tham khảo của nhiều tác giả khác nhau dành cho học sinh, hầu hết đều đáp ứng được yêu cầu giúp học sinh rèn luyện kĩ năng giải bài tập Vật lí, củng cố và nâng cao kiến thức Vật lí Song nhìn chung thường ghép với các chủ đề cụ thể

Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật lí GV: Dương Đình Sơn

B - NỘI DUNG ĐỀ TÀI.

I TÊN ĐỀ TÀI:

PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH YẾU GIẢI BÀI TẬP CƠ HỌC LỚP 8 BẰNG HỆ THỐNG CÔNG THỨC, PHÂN TÍCH GỢI MỞ VÀ LẬP SƠ ĐỒ

II MỤC ĐÍCH THỰC HIỆN:

Hình thành cho học sinh trung bình - yếu phương pháp giải một bài tập Vật lí, từ

đó các em có thể vận dụng một cách thành thạo và linh hoạt trong việc giải các bài tập, nâng cao hiệu quả của bài tập, giúp các em nắm vững kiến thức trong quá trình học tập

III ĐỐI TƯỢNG - PHẠM VI - THỜI GIAN :

1 Đối tượng: Phương pháp giải bài tập cơ học - Vật lí 8

2 Phạm vi: Đề tài được thực hiện với học sinh trung bình - yếu một số lớp ở khối 8

trường THCS Hoàng văn Thụ - Tp Thái Nguyên - tỉnh TN

3 Thời gian thực hiện: Năm học 2010 - 2011.

IV NHIỆM VỤ THỰC HIỆN:

1 Tìm hiểu về phương pháp giải bài tập Vật lí

2 Tìm hiểu, nắm vững chương trình nội dung kiến thức phần cơ học - Vật lí ở cấp THCS

3 Tìm hiểu tình hình dạy và học Vật lí Đặc biệt quan tâm đến hoạt động sử dụng bài tập Vật lí

V PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN:

1 Đọc sách, nghiên cứu tài liệu

2 Theo dõi, thu thập kết quả

3 Phương pháp thử nghiệm thực tế

VI THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI:

Trước khi thực hiện đề tài, qua giảng dạy ở trường các trườngTHCS, qua tìm hiểu

và trao đổi với đồng nghiệp tôi nhận thấy: Đa số học sinh ham mê học bộ môn Vật lí, nhưng khi làm các bài tập vật lí các em thường lúng túng trong việc định hướng giải, có thể nói hầu như các em chưa biết cách giải cũng như trình bày lời giải

Theo tôi, thực trạng nêu trên có thể do một số nguyên nhân sau:

+ Học sinh chưa có phương pháp tổng quan để giải một bài tập Vật lí

+ Học sinh chưa biết vận dụng các kiến thức, định luật Vật lí, công thức vật lí + Nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa mới hầu như không dành thời lượng cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hay luyện tập ( đặc biệt là chương trình vật lí ở các lớp: 6, 7, 8), dẫn đến học sinh không có điều kiện bổ sung, mở rộng và nâng cao kiến thức cũng như rèn kỹ năng giải bài tập Vật lí

VII GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ:

1 Vấn đề 1: Học sinh không hệ thống được những kiến thức đã học, và điều đáng đề cập

nhất ở đây là học sinh ít làm bài tập, chưa hình thành cho mình kĩ năng làm bài, lúng túng

khi sử dụng công thức, dù đó là công thức quen thuộc nhất

1.1 Trong quá trình giải bài tập, hầu hết học sinh hay quên nhất là những công thức sau,

mà theo tôi gọi là công thức nhóm I:

* Hệ thức liên hệ giữa trọng lượng và khối lượng: P = 10.m

Trong đó: P là trọng lượng của vật, đơn vị là Niutơn (N);

m là khối lượng, đơn vị là kilôgam(kg)

* Khối lượng riêng: D m

V

=

Trong đó : D là khối lượng riêng, đơn vị là kilôgam trên mét khối (Kg/m3)

m là khối lượng, đơn vị là kilôgam(kg)

V là thể tích của vật, đơn vị là mét khối(m3)

* Trọng lượng riêng: d P

V

=

Trong đó: d là trọng lượng riêng của vật, đơn vị là Niutơn trên mét khối (N/m3)

P là trọng lượng của vật, đơn vị là Niutơn (N);

V là thể tích của vật, đơn vị là mét khối(m3)

* Hệ thức liên hệ giữa trong lượng riêng và khối lượng riêng: d = 10D

* Thể tích của một số vật có dạng hình học như: Hình trụ, hình hộp, hình cầu…

* Diện tích của một số vật có dạng hình học thường gặp như: hình chữ nhật, hình vuông, hình tròn…

Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật lí GV: Dương Đình Sơn

1.2 Bên cạnh đó, ngay cả những công thức các em đang học trong chương trình (mà theo

tôi gọi là công thức nhóm iI ), các em cũng rất có thể quên hoặc là chưa hệ thống và

chưa linh hoạt vận dụng được như:

* Vận tốc: v = s

t

Trong đó: v là vận tốc, đơn vị là mét trên giây (m/s)

hoặc kilômét trên giờ (km/h)

S là quảng đường, đơn vị là mét (m) hoặc kilômét

t là thời gian, đơn vị là giây (s) hoặc giờ (h)

* Vận tốc trung bình: 1 2

tb

1 2

s + s

v =

t + t

Trong đó: v là vận tốc trung bình trên cả quảng đường gồm nhiều đoạn đường

S1, S2 là các đoạn đường tương ứng

t1, t2 là thời gian tương ứng để đi hết các đoạn đường

* Áp suất: F

p =

S

Trong đó: p là áp suất, đơn vị là Niutơn trên mét vuông(N/m2)

hoặc paxcan(pa); 1 N/m2 = 1 pa

F là áp lực, đơn vị là Niutơn (N)

S là diện tích bị ép, đơn vị là mét vuông (m2)

Lưu ý: Khi vật trên mặt phẳng nằm ngang thì độ lớn áp lực của vật tác dụng lên mặt bị

ép nằm ngang chính là trọng lượng của vật F = P = 10.m

* Áp suất chất lỏng: p = d.h

Trong đó: p là áp suất chất lỏng, đơn vị là Niutơn trên mét vuông(N/m2),

hoặc paxcan(pa); 1 N/m2 = 1 pa

d là trọng lượng riêng của vật, đơn vị là Niutơn trên mét khối (N/m3)

h là độ sâu của điểm cần tính áp suất so với mặt thoáng chất lỏng, đơn vị là mét (m)

* Lực đẩy Ácsimét: F = d.V A

Trong đó: F là lực đẩy Ácsimét , đơn vị là Niutơn (N)

V là thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chổ

đơn vị là mét khối (m3)

* Sự nổi: Khi nhúng một vật vào chất lỏng thì

+ Vật chìm xuống khi: F A <P

+ Vật nổi lên khi : F A >P

+ Vật lơ lững trong lòng chất lỏng khi: F = P A

* Công cơ học: A = F.s

Trong đó: A là công của lực F, đơn vị là Jun (J)

F là lực tác dụng lên vật , đơn vị là Niutơn (N)

S là quảng đường vật dịch chuyển, đơn vị là mét (m)

Lưu ý: + Công của trọng lực: A = P.h

+ Công của lực kéo vật lên đều theo phương thẳng đứng:

k

A = F h = P.h

* Công suất: = A

t

P

Trong đó: P là công suất, đơn vị là Oát (W) hoặc Jun trên giây (J/s)

A là công thực hiện, đơn vị là Jun (J)

t là thời gian, đơn vị là giây (s)

⇒ Chính vì những lí do trên mà chúng ta cần hệ thống cho học sinh các công thức các

em đã học bằng những hình thức như sau:

- Ngay từ đầu chương cơ học giáo viên chúng ta phải nhắc lại cho học sinh những công thức ở nhóm I Trên cơ sở này khi các em tiếp thu công thức mới các em sẽ liên tưởng được với công thức cũ, vận dụng để chứng minh công thức mới

- Trong các bài dạy có những công thức mới mà được vận dụng từ công thức cũ thì giáo viên tiếp tục hệ thống lại để kiến thức này in sâu vào tiềm thức các em

- Ngoài ra giáo viên còn có thể lập cho HS cây thư mục công thức như sau để HS dễ nhớ, linh hoạt vận dụng

Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật lí GV: Dương Đình Sơn

Cơ học

Vận tốc:

Công thức liên quan

Vận tốc

Lực

Áp suất

Công cơ học

Công suất

Vận tốc trung bình:

Trọng lực:

Lực ma sát Lực đẩy Ác si mét:

Áp suất:

Áp suất chất lỏng:

Áp suất khí quyển

.

A F s =

Áp suất khí quyển

Thể tích vật có dạng hình học Diện tích vật có dạng hình học

- Cuối cùng, giáo viên cần lưu ý việc biến đổi các công thức của các em Theo kinh

nghiệm của tôi thì rất nhiều học sinh yếu kém trong việc biến đổi các công thức

Ví dụ như: v = s⇒s = v.t

t hoặc v = s⇒t= s

Điều này hạn chế rất lớn đến việc định hướng giải bài tập của các em Chính vì vậy, đối với học sinh trung bình - yếu, giáo viên cần có một sự nhiệt tình giúp đỡ các em củng cố công thức, biến đổi công thức một cách hợp lí nhất, từ đó hình thành cho các em kĩ năng giải bài tập

2 Vấn đề 2: Khi học sinh đã nắm vững được hệ thống công thức thì giáo viên cần biết

phân tích gợi mở, giúp học sinh định hướng được cách làm bài tập, vận dụng các công thức trong từng trường hợp

- Giáo viên cần hướng cho học sinh cách xác định các đại lượng đề cho, sự đồng nhất đơn

vị, những đại lượng cần tìm và những vướng mắc bước đầu của học sinh Đa số học sinh khi đọc đề rất ít quan tâm đến việc tóm tắt đề, trong khi đó là bước quan trọng để học sinh định hướng bài giải, biết phải tìm những đại lượng nào là trung gian để đi đến kết quả cuối cùng

- Giúp học sinh xác định được những công thức chính cần dùng Cụ thể như, một đề bài yêu cầu học sinh tìm áp suất, tức là học sinh phải biết công thức chính cần dùng là

F

p =

S , đó là công thức chúng ta sẽ dùng cuối cùng trong bài giải để đưa ra kết quả Bên

cạnh đó có thế sẽ dùng nhưng công thức trung gian để tính F hoặc S Vậy học sinh xác định những công thức này ở đâu? Học sinh sẽ dựa trên trí nhớ của riêng mình, hoặc nếu

các em chưa kịp thời nhớ ra thì các em có thể dùng ngay bảng hệ thống mà chúng ta đã hình thành để vận dụng

- Lập sơ đồ theo hình thức quy nạp vấn đề, gợi mở cho học sinh xác định từng đại lượng liên quan để đi đến kết quả:

VIII ÁP DỤNG VÀO MỘT SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN.

1 Dạng bài tập trực tiếp: Là dạng bài cho đại lượng cụ thể, chỉ áp dụng công thức tính

ngay, không cần tìm các đại lượng trung gian

Bài toán 1: Một ô tô chuyển động trên đoạn đường 120000 m trong hai giờ Hỏi vận tốc của xe ôtô ?

Với bài tập đơn giản này HS có thể làm được dễ dàng nhưng vấn đề đặt ra là ở chỗ: Liệu học sinh có nhận biết được các đại lượng đã cho và cần tìm trong bài tập hay không? Dùng công thức tương ứng nào để tính toán?

Vì vậy giáo viên chúng ta cần yêu cầu học sinh tóm tắt được đề bài, để học sinh xác đinh được các đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm Nếu các em không xác định được thì giáo viên định hướng và dần sẽ hình thành cho các em kĩ năng Sau đó, đặt câu hỏi phân tích gợi mở, đồng thời hình thành sơ đồ để tìm ra đáp án Chúng ta có thể làm như sau:

Câu hỏi gợi mở HS phát hiện Sơ đồ

Đề cho biết những đại lượng

nào?

Quảng đường S và thời gian t

Đơn vị của các đại lượng đã

đồng nhất chưa? Nếu chưa thì

phải làm như thế nào?

Chưa đồng nhất, đổi đơn

vị từ giờ ra giây hoặc đổi m sang km

Muốn tính vận tốc của ô tô thì

dùng công thức nào?

2 Dạng bài tập có các bước trung gian: Đây là dạng bài tập đòi hỏi học sinh cao hơn,

có các bước bị khuyết mà yêu cầu học sinh phải tìm ra mới đi đến kết quả cuối cùng

Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật lí GV: Dương Đình Sơn

s

v =

t

Đại lượng chính cần tìm

Đại lượng trung gian 1 Kết quả

Bước 1

Đại lượng trung gian 2

Đại lượng trung gian 1’

Đại lượng trung gian 2’

Bước 2 Bước 3

Bài toán 2: Một người có khối lượng 70kg đứng trên sàn nhà Biết diện tích tiếp xúc của mỗi bàn chân lên sàn là 16cm 2 Tính áp suất của người tác dụng lên sàn nhà?

Với bài tập này học sinh cần xác định được đại lượng cần tìm là áp suất P,

đại lượng trung gian là áp lực và diện tích bị ép Trong đó, áp lực của người tác dụng lên sàn nhà có độ lớn bằng độ lớn của trọng lực tác dụng lên người; diện tích bị ép là tổng diện tích của hai bàn chân

Câu hỏi gợi mở HS phát hiện Sơ đồ

Đề cho biết những đại lượng

nào?

Khối lượng m; diện tích tiếp xúc của hai bàn chân

Đơn vị của các đại lượng đã

đồng nhất chưa? Nếu chưa thì

phải làm như thế nào?

Chưa đồng nhất, đổi đơn

vị từ cm2 sang m2

Muốn tính áp suất của người

tác dụng lên mặt sàn thì ta

phải dùng công thức nào?

Muốn tính được áp suất thì

phải biết được đại lượng nào?

Phải biết được áp lực F

và diện tích bị ép S

Diện tích bị ép là diện tích

nào?

Diện tích bị ép băng tổng diện tích của hai bàn chân

Áp lực của người tác dụng

lên mặt sàn trong trường hợp

này được tính như thế nào?

Người đứng trên mặt phẳng nằm ngang nên áp lực của người tác dụng lên mặt sàn có độ lớn bằng trọng lượng của người:

Bài toán 3: Một ô tô chuyển động đều với vận tốc 36km/h trong 15 phút, với lực kéo của động cơ là 1000N Tính công suất của ô tô?

Với bài toán này, học sinh cần xác định được đại lượng cần tìm là công suất của

F

p =

S

F = P = 10.m

F

S

F p=

S

F = P = 10.m

0

S = 2S