SKKN Một số kĩ năng cần rèn luyện cho học sinh trong giờ dạy bài tập vật lý Bài tập Vật lý ở trường THCS có ý nghĩa quan trọng trong việc củng cố, đào sâu, mở rộng, hoàn thiện kiến thức lý thuyết và rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp. Việc giải bài tập Vật lý giúp học sinh hiểu sâu hơn những quy luật Vật lý, những hiện tượng Vật lý, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt, tự giải quyết những tình huống cụ thể khác nhau, là vấn đề quan trọng. Giải bài tập đòi hỏi học sinh hoạt động trí tuệ tích cực, độc lập và sáng tạo. Tiếp đó, học sinh có thể vận dụng giải quyết các kiến thức tương tự, tạo điều kiện vươn lên giải quyết các kiến thức nâng cao, góp phần hình thành cho học sinh tư duy suy luận logic, làm quen với phương pháp tự nghiên cứu khoa học.
Trang 11 ĐẶT VẤN ĐỀ.
1.1 Cơ sở lý luận.
Bài tập Vật lý ở trường THCS có ý nghĩa quan trọng trong việc củng cố, đào sâu, mở rộng, hoàn thiện kiến thức lý thuyết và rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp
Việc giải bài tập Vật lý giúp học sinh hiểu sâu hơn những quy luật Vật lý, những hiện tượng Vật lý, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt, tự giải quyết những tình huống cụ thể khác nhau, là vấn đề quan trọng
Giải bài tập đòi hỏi học sinh hoạt động trí tuệ tích cực, độc lập và sáng tạo Tiếp đó, học sinh có thể vận dụng giải quyết các kiến thức tương tự, tạo điều kiện vươn lên giải quyết các kiến thức nâng cao, góp phần hình thành cho học sinh tư duy suy luận logic, làm quen với phương pháp tự nghiên cứu khoa học
1.2 Cơ sở thực tiễn.
Trong chương trình dạy học ở bậc trung học cơ sở thì số lượng tiết bài tập rất ít Vì vậy, dạy bài tập Vật lý là một công việc khó khăn
Qua thực tế giảng dạy, tôi đã rút ra một số điểm xem là kinh nghiệm của riêng mình và đã vận dụng có hiệu quả trong truyền thụ kiến thức cho các đối tượng học sinh (Giỏi, khá, trung bình, yếu) Trong phạm vi giới hạn hẹp của nội
dung, tôi xin trao đổi với các đồng nghiệp một vài ý kiến cơ bản về “Một số kỹ
năng cần rèn luyện cho học sinh THCS trong giờ bài tập Vật lý”.
1.3 Mục đích nghiên cứu:
Đề tài nhằm mục đích nghiên cứu lý luận, phân tích thực trạng, nguyên nhân để đề xuất một số kỹ năng cần rèn luyện cho học sinh THCS trong giờ bài tập Vật lý
1.4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu:
Khách thể nghiên cứu: Hoạt động dạy học của người giáo viên
Đối tượng nghiên cứu: Học sinh trường THCS Chu Văn An, thị trấn Chư
Trang 21.5 Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp phân tích nghiên cứu lý luận
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Phương pháp quan sát; Phương pháp đàm thoại; Phương pháp điều tra; Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm
1.6 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu của đề tài.
Giới hạn của đề tài: Chỉ nghiên cứu và đề xuất một số kỹ năng cần rèn luyện cho học sinh THCS trong giờ bài tập Vật lý
Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Học sinh lớp 8, 9 trường THCS Chu Văn
An, thị trấn Chư Sê, huyện Chư Sê, tỉnh Gia Lai
Trang 32 GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.
2.1 TIẾN TRÌNH DẠY BÀI TẬP VẬT LÝ.
2.1.1 Tư duy trong quá trình giải bài tập Vật lý.
Quá trình giải bài tập Vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện đề bài, xem xét hiện tượng Vật lý được đề cập và dựa trên kiến thức Vật lý, Toán học để nghĩ tới những mối liên hệ có thể của cái đã cho và cái phải tìm với cái chưa biết Từ đó luận giải tìm được mối liên hệ tường minh trực tiếp của cái phải tìm với những cái đã cho, tức là tìm được lời giải
Tư duy trong quá trình giải bài tập Vật lý cho thấy có hai phần việc cơ bản quan trọng là:
- Xác lập được mối liên hệ cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức Vật lý nào đó vào điều kiện của bài tập đã cho
- Luận giải, tính toán đi từ những mối liên hệ đã được xác lập đến kết luận cuối cùng của vấn đề được đặt ra trong bài tập
Chú ý: Sự thực hiện hai phần việc này có thể theo trình tự trên và cũng có thể xen kẽ hòa lẫn vào nhau Dù trong trường hợp nào thì về mặt Vật lý, điều mấu chốt quan trọng của việc giải bài tập vẫn là xác lập được những mối liên hệ
cụ thể cần thiết của cái phải tìm và cái đã cho dựa trên sự vận dụng kiến thức Vật lý vào điều kiện cụ thể của bài tập
2.1.2 Các bước chung cơ bản của việc chuẩn bị và giải bài tập Vật lý.
2.1.2.1 Các bước chuẩn bị.
Giáo viên chọn đề bài tập
Hệ thống bài tập phải được lựa chọn thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Tính mục đích:
+ Mục đích kiến thức: Nhằm hoàn thiện những kiến thức trọng tâm nào, khắc sâu cho học sinh những hiểu biết gì về mối quan hệ giữa các đại lượng Vật lý
+ Mục đích kỹ năng: Rèn luyện những kỹ năng, tư duy nào nhằm phát triển và bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học Qua đó rèn cho học sinh
Trang 4+ Mục đích thực tế: Nhằm liên hệ hiện tượng thực tế nào, giáo dục vấn đề
gì cho học sinh
- Tính vừa sức:
Sự phức tạp giữa các mối liên hệ, giữa các đại lượng và các khái niệm đặc trưng cho một quá trình hay một hiện tượng Vật lý chỉ nên tăng dần phù hợp với từng đối tượng lớp
- Tính cân đối và đa dạng:
+ Hệ thống bài tập phải được lựa chọn sao cho đa dạng về thể loại
+ Đảm bảo thời gian của một tiết dạy
+ Tùy theo yêu cầu nội dung bài tập và khả năng tiếp thu của học sinh để giáo viên lựa chọn các phương án sau:
Chọn một bài tập: Áp dụng cho những bài tập dạng cơ bản hoặc bài tập khó, lớp vẫn còn một số học sinh giải được
Chọn một số bài tập: Áp dụng cho những bài tập có tính vận dụng, lớp học tiếp thu tương đối nhanh
Giáo viên trực tiếp giải bài tập: Áp dụng cho những bài tập có tính nâng cao, học sinh giải không được hoặc có nội dung trọng tâm của chương trình, cần
có sự định hướng của giáo viên
Giáo viên chọn phương pháp giảng dạy
Tùy theo mục đích sư phạm của việc giải bài tập mà giáo viên có thể chọn kiểu hướng dẫn bài tập
- Hướng dẫn theo mẫu:
+ Giáo viên xác định được một trình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thực hiện
+ Học sinh chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ giải được bài tập
+ Kiểu hướng dẫn này thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài tập điển hình, nhằm rèn luyện kỹ năng giải nhiều bài tập tương tự
Trang 5+ Chú ý: Để tăng cường rèn luyện tư duy, có thể lôi cuốn học sinh khá tham gia vào quá trình xây dựng mẫu chung Đối với học sinh yếu, có thể chưa
áp dụng theo mẫu được ngay, ta cần đưa ra những bài luyện tập them tạo điều kiện cho học sinh có thể áp dụng được sau đó
- Hướng dẫn tìm tòi:
+ Giáo viên hướng dẫn mang tính chất gợi ý
+ Học sinh suy nghĩ, phát hiện cách giải, tự xác định các hành động cần thực hiện
+ Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp học sinh vượt qua những chỗ khó trong việc giải bài tập, đồng thời đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy, tính sáng tạo của học sinh
+ Chú ý:
Đây là kiểu thường dùng trong trường THCS
Câu hỏi gợi ý cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:
Chính xác về ngữ pháp và nội dung khoa học
Thực hiện chức năng điều khiển tư duy học sinh theo ý đồ của giáo viên, đồng thời đánh giá được trình độ của học sinh, câu hỏi phải diễn đạt chính xác điều muốn hỏi và vừa sức học sinh
Nội dung hỏi phải đáp ứng được yêu cầu định hướng đúng đắn tư duy học sinh trong tình huống học tập cụ thể
- Định hướng khái quát, chương trình hóa:
+ Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là giáo viên định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát hóa của việc giải quyết vấn
đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của học sinh Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi tìm tòi Nếu học sinh không đủ khả năng
tự lực tìm tòi thì sự hướng dẫn của giáo viên chuyển thành hướng dẫn mẫu (Sau khi chỉ ra điểm yếu của học sinh)
Trang 6Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện nhằm giúp học sinh tự giải các bài tập
Giáo viên chọn câu hỏi kiểm tra bài cũ:
Câu hỏi có mục đích dứt khoát, nội dung ngắn gọn, rõ ràng, sát với kiến thức dùng trong bài tập để làm nổi bật trọng tâm của giờ học Để học sinh khắc sâu kiến thức, tiện theo dõi và vận dụng giáo viên nên ghi vắn tắt nội dung cần thiết ở góc trái bảng
2.1.2.2 Các bước chung của việc giải bài tập vật lý.
Tìm hiểu đề bài:
- Đọc, ghi ngắn gọn các điều kiện cụ thể cái đã cho và cái phải tìm
- Mô tả lại tình huống được nêu trong bài tập, giải thích được hiện tượng Vật lý, vẽ hình minh họa Nếu đề bài yêu cầu thì phải làm thí nghiệm hoặc vẽ đồ thị để thu được dữ kiện
Xác lập mối liên hệ của các dữ kiện với cái phải tìm:
- Đối chiếu với các dữ kiện ban đầu và cái phải tìm, xem xét bản chất Vật
lý của tình huống đã cho để nhận ra các định luật, công thức, lý thuyết có liên quan
- Xác lập các mối liên hệ cơ bản hoặc biện luận
Rút ra kết quả cần tìm:
Từ các mối quan hệ cơ bản đã xác lập tiếp tục luận giải, tính toán rút ra kết luận cần tìm
Kiểm tra, nhận xét kết quả:
- Kiểm tra xem đã xét hết các trường hợp chưa
- Kiểm tra việc tính toán có đúng không
- Kiểm tra thứ nguyên có phù hợp không
- Kiểm tra kết quả có phù hợp về ý nghĩa thực tế không
2.2 CÁC KỸ NĂNG CẦN RÈN LUYỆN CHO HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TẬP VẬT LÝ.
2.2.1 Rèn luyện cho học sinh giải bài tập nên “tư duy lại kiến thức Vật lý
từ hiện tượng Vật lý” Có thể đơn giản hóa quá trình, hiện tượng Vật lý bằng
Trang 7hình vẽ Giúp học sinh đơn giản hiện tượng, xác định kiến thức liên quan và giải quyết bài toán theo trình tự hiện tượng Vật lý
2.2.2 Rèn luyện cho học sinh biết tiến trình giải một Bài tập Vật lý từ tóm tắt bài toán, phân tích mối quan hệ giữa yếu tố cho biết và yếu tố tìm Quan hệ giữa hiện tượng Vật lý của bài toán và kiến thức liên quan; vẽ hình minh họa (nếu có); định hướng tổng quát phương pháp và chọn cách giải nào hợp lý, sát với giả thiết bài toán nhất
2.2.3 Rèn luyện cho học sinh trong phân tích bài tập Vật lý cần có lập luận chặt chẽ, suy luận có logic, giảm các phép tính trung gian giúp bài giải gọn, chính xác, hạn chế sai số
Rèn luyện cho học sinh kỹ năng “ước lượng”
- Nhược điểm của hầu hết học sinh là suy luận yếu, thường quen dùng máy để tính kết quả, dù phép tính đơn giản, cả những kết quả trung gian mà bài toán không yêu cầu tính giá trị cụ thể
- Giáo viên cần rèn luyện cho học sinh kỹ năng biến đổi, ước lượng (bằng chữ) đến biểu thức tối giản mới thực hiện phép tính tìm kết quả
Rèn luyện cho học sinh khi thế giá trị bằng số vào biểu thức, chú ý đơn vị
- Nếu biểu thức có dạng phân số mà tử và mẫu có các đại lượng (cùng đơn vị) “cùng bậc” thì không cần đổi về đơn vị chuẩn (SI) mà chỉ cần thống nhất cùng đơn vị đo là được
- Nếu biểu thức có dạng phân số mà tử và mẫu có các đại lượng “không cùng bậc”, hoặc biểu thức dạng tổng quát khác thì cần đổi về đơn vị chuẩn (hệ SI)
Rèn luyện cho học sinh biết sử dụng kết quả gần đúng một cách phù hợp
- Hầu hết các bài toán có kết quả đơn giản Nhưng không ít các bài toán cần tìm phải qua nhiều phép tính trung gian, hay được áp dụng các biểu thức toán học Giáo viên cần rèn luyện cho học sinh biết sử dụng các kết quả gần
Trang 8đúng một cách phù hợp Học sinh phải nhớ đơn vị thường dùng của các đại lượng Vật lý (kể cả số thập phân)
- Nếu kết quả trung gian có dạng các công thức gần đúng thì có thể áp dụng và chọn kết quả trung gian là gần đúng để tính giá trị đại lượng cần tìm
- Nếu đại lượng trung gian không cần giá trị cụ thể hoặc bài toán không yêu cầu, thì giá trị trung gian chỉ dừng lại bằng chữ hoặc dạng phân số để thế vào biểu thức tìm giá trị đại lượng cần
2.2.4 Rèn luyện cho học sinh trước bài tập cần có tính kiên nhẫn, nghiêm túc trong giải toán, tránh tình trạng qua loa “Xem thường những bài dễ, ngại khó trước bài hay”, luôn phải suy nghĩ quyết tâm tìm ra cách giải, xem bài toán có bao nhiêu cách giải, nên chọn cách giải nào là hợp lý nhất
2.3 THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.
Trong quá trình giảng dạy bản thân tôi nhận thấy việc học sinh áp dụng các kiến thức đã học vào giải bài tập đang còn hạn chế Điều này đòi hỏi người giáo viên phải tư duy tìm tòi nghiên cứu để đưa ra các phương án tối ưu nhất trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập cũng như trong quá trình giảng dạy
Tôi nhận thấy rằng đa số học sinh không làm được bài tập hoặc làm được nhưng quá thời gian cho phép
Thực trạng về việc giải bài tập vật lý, học sinh thường mắc phải những lỗi sau:
- Giải được bài tập vật lí nhưng quá thời gian cho phép
- Lúng túng về kiến thức và phương pháp giải bài tập
- Không giải được bài tập khi gặp những bài khó, không biến đổi đến biểu thức cuối cùng mà thay số trước dẫn đến việc sai kết quả
Trang 92.4 ÁP DỤNG VÀO MỘT SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN.
2.4.1 BÀI TOÁN 1 Một thấu kính hội tụ có tiêu cự là 25 cm Vật thật
AB đặt vuông góc với trục chính trước thấu kính và cách thấu kính 30 cm
Vẽ hình sự tạo ảnh A’B’ của AB qua thấu kính Dùng các phép tính hình
AB
Phân tích: Đây là bài toán quang học thuộc chương trình lớp 9, chương
“Quang học” Nội dung của bài toán này yêu cầu:
Vì bài toán cho các dữ kiện: thấu kính; f; OA nên khi giải bài toán này cần sử dụng các kiến thức và kĩ năng sau:
- Kiến thức:
+ Đường đi của các tia đặc biệt qua thấu kính
+ Đặc điểm về sự tạo ảnh của vật qua thấu kính
+ Tính chất của các tam giác đồng dạng
- Kĩ năng:
+ Vẽ hình
+ Vận dụng các kiến thức liên quan
+ Biến đổi, suy luận, tính toán
Hướng giải: Từ những dữ kiện đã cho và các kiến thức liên quan đến nội dung bài toán, thường tìm lời giải cho bài toán này như sau:
Vẽ hai trong ba tia đặc biệt qua thấu kính, suy ra ảnh A’B’
Dựa vào tính chất đồng dạng của các tam giác tính được OA’ và tỉ số
A'B'
AB
Giải:
Trang 10Cách 1 Vẽ hình
'
Thay số ta được: 30.(A'O – 25) = 25.A'O
Vậy: Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là OA’ = 150cm;
A'B'
5
Cách 2 Vẽ hình
AB
B I
B ' '’
F’ A’
A F O
B
F’ A’
A F O
I’ B’
Trang 11Suy ra OA' OF
Vậy: Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là OA’ = 150cm;
A'B'
5
Nhận xét:
Qua 2 cách giải trên ta thấy ở cách 2 ít sử dụng công cụ toán học hơn ở cách 1 Nên học sinh có thể dễ dàng giải quyết được bài toán và ứng dụng để giải những bài tập tương tự
2.4.2 BÀI TOÁN 2 Người ta đổ 890g nước ở 180C vào một nhiệt lượng
kế bằng đồng có khối lượng 100g Sau đó thả thêm vào nhiệt lượng kế một
4200J/kg.K
Phân tích: Đây là một bài toán thuộc chương trình lớp 8, Chương
Vì bài toán cho các dữ kiện: Sự trao đổi nhiệt (trao đổi, cân bằng nhiệt);
- Kiến thức:
+ Kiến thức về sự cân bằng nhiệt
- Kỹ năng:
+ Vận dụng kiến thức có liên quan
+ Biến đổi, suy luận, tính toán
Trang 12 Hướng giải: Từ những dữ kiện đã cho và các kiến thức liên quan đến nội dung bài toán, hướng tìm lời giải cho bài toán này như sau:
Viết công thức tính nhiệt lượng thu vào của nhiệt lượng kế và nước
Viết công thức tính nhiệt lượng toả ra của miếng đồng
Giải:
- Nhiệt lượng của nước thu vào:
Q1 = mnước cnước (t0- tnước) = 0,89.4200.(23 – 18) = 18690 (J)
- Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế thu vào:
Q2 = mnhiệt kế cđồng (t0- tnhiệt kế) = 0,1.cđồng.(23 – 18) = 0,5.cđồng (J)
Nhiệt lượng của miếng đồng toả ra:
Q3 = mđồng cđồng (t0
Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có nhiệt dung riêng của đồng là:
Qtoả = Qthu
2.4.3 BÀI TOÁN 3 Để có 5kg nước ở 460C người ta trộn một lượng
Phân tích: Đây là một bài toán thuộc chương trình lớp 8, Chương
Vì bài toán cho các dữ kiện: Sự trao đổi nhiệt (trao đổi, cân bằng nhiệt);
- Kiến thức:
+ Kiến thức về sự cân bằng nhiệt
- Kỹ năng:
+ Vận dụng kiến thức có liên quan
Trang 13+ Biến đổi, suy luận, tính toán.
Hướng giải: Từ những dữ kiện đã cho và các kiến thức liên quan đến nội dung bài toán, hướng tìm lời giải cho bài toán này như sau:
Viết công thức tính nhiệt lượng thu vào
Viết công thức tính nhiệt lượng toả ra
Giải:
0 0
1 1 ( 1
2 2
0 0 2 (
Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
Qtoả = Qthu
2
Thế (2) vào (1) ta được:
2
0
2
2 1
49.m =155 31.m
1,94(kg)
m
k
Nhận xét: