Xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương sóng ánh sáng vật lí 12 nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh giỏi

Bài tập hương sóng nh s ng Vật lí 12 là một trong những phần bài tập rất quan trọng, bài tập chương n kh ng những giúp HS giải quyết những vấn đề gắn với yêu cầu phát triển tư du m th ng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHẠM VĂN THỌ

XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI – 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

PHẠM VĂN THỌ

XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: Lí luận và phương pháp dạy học (bộ môn Vật lí)

Mã số:60 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học: GS TS Hà Huy Bằng

HÀ NỘI – 2015

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn n Gi m hiệu, thầ gi o v n ộ trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập, ng t ũng như ho n th nh luận văn tốt nghiệp

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Hà Huy Bằng, đã tận

tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và

và thực hiện luận văn n

T i ũng xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo và các em họ sinh trường THPT Tô Hiến Thành, Trung tâm GDTX Hải Cường, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận văn n

T i ũng xin ảm ơn tới gi đình, ạn è v đồng nghiệp đã động viên, giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn

Hà Nội, tháng 11 năm 2015

PHẠM VĂN THỌ

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

1 Sơ đồ 1.1 Sơ đồ lập luận theo phương ph p phân tí h 9

2 Sơ đồ 1.2 Sơ đồ lập luận theo phương ph p tổng hợp 10

3 Sơ đồ 1.3 Sơ đồ mô tả ước của hoạt động GQVĐ 18

4 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ ấu trú hương sóng nh s ng 31

5 Sơ đồ 2.2 Sơ đồ 2.2 Sơ đồ hệ thống bài tập hương sóng nh s ng 34

13 Hình 2.13 Tán sắc qua bản mặt song song 55

14 Hình 2.14 Tán sắc qua thấu kính hội tụ 56

15 Hình 2.15 T n sắ qu thấu kính hội tụ (ví dụ 4) 57

16 Hình 2.16 Tán sắc qua thấu kính hội tụ - Vệt sáng trên màn chắn 58

17 Hình 2.17 Hiện tượng khúc xạ qua giọt nước hình cầu 61

18 Hình 2.18 T n sắ qu giọt nướ hình ầu – Cầu vồng ậ 1 62

19 Hình 2.19 Tán sắ qu giọt nướ hình ầu – Cầu vồng ậ 2 63

20 Hình 2.20 Sơ đồ thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng 65

21 Hình 2.21 Mô tả vân giao thoa ánh sáng trắng 68

22 Hình 2.22 Giao thoa có khe F dịch chuyển 70

23 Hình 2.23 Giao thoa có bản mỏng 72

24 Hình 2.24 Giao thoa với lưỡng lăng kính 76

25 Hình 2.25 Giao thoa với lưỡng gương Fre-nen 80

26 Hình 2.26 Giao thoa với lưỡng gương Fre-nen (Ví dụ 8) 81

27 Hình 2.27 Giao thoa với lưỡng thấu kính Biê 84

28 Hình 2.28 Gi o tho gương L i 89

29 Hình 2.29 Gi o tho gương L i (Bài tập 19) 88

30 Hình 2.30 Giao thoa qua bản mỏng 92

31 Hình 2.31 Vân giao thoa tạo bởi nêm 93

32 Hình 2.32 Giao thoa với váng dầu 94

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN………i

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ……….v

DANH MỤC CÁC BẢNG……….vi

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Lịch sử nghiên cứu củ đề tài 2

3 Câu hỏi nghiên cứu 2

4 Giả thuyết nghiên cứu 3

5 Mụ đí h nghiên ứu 3

6 Khách thể v đối tượng nghiên cứu, đối tượng khảo sát 3

7 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

8 Phương ph p nghiên ứu 3

9 Cấu trúc luận văn 4

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI 5 1.1 Bài tập Vật lí trong dạy học ở trường phổ thông 5

1.1.1 Bài tập vật lí và vai trò của nó trong dạy học Vật lí 5

1.1.1.1 Bài tập Vật lí 5

1.1.1.2 Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học vật lí 5

1.1.2 Sử dụng bài tập vật lí trong dạy học môn Vật lí 6

1.1.2.1 Những yêu cầu chung trong dạy học bài tập vật lí 6

1.1.2.2 Phân loại bài tập vật lí 7

1.1.2.3 Lựa chọn bài tập vật lí 7

1.1.3 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí 8

1.1.3.1 Phương ph p giải bài tập vật lí 8

1.1.3.2 Hướng dẫn giải bài tập vật lí 11

1.2 NL GQVĐ v mối liên hệ với hoạt động giải bài tập vật lí 11

1.2.1 NL là gì? 11

1.2.2 Tri thức, kỹ năng, kỹ xảo và mối liên hệ với NL 12

1.2.2.1 Tri thức 12

1.2.2.2 Kỹ năng 13

1.2.2.3 Kỹ xảo 14

1.2.2.4 Mối quan hệ của kỹ năng, kỹ xảo với NL 14

1.2.3 NL học tập của HS trung học phổ thông 15

1.2.3.1 NL chung 15

1.2.3.2 Các NL chuyên biệt môn Vật lí được cụ thể hóa từ NL chung 15

1.2.4 NL GQVĐ trong dạy học bài tập vật lí 17

1.2.4.1 NL GQVĐ trong dạy học bài tập vật lí 17

1.2.4.2 C ước của hoạt động GQVĐ 18

1.2.4.3 Những hoạt động ơ ản trong dạy học vật lí giúp học sinh bộc lộ NL GQVĐ….……….…… 18

1.2.4.4 Những NL thành tố củ NL GQVĐ trong hoạt động giải bài tập vật lí 19

1.2.4.5 Sự thống nhất giữ ước giải bài tập vật lí v ước của hoạt động GQVĐ………… 22

1.3 Những phẩm chất, NL cần có của HS giỏi 23

1.3.1 NL và phẩm chất cần có của HS giỏi nói chung 23

1.3.1.1 NL tiếp thu kiến thức 23

1.3.1.2 NL suy luận, tư du l -gic 24

1.3.1.3 NL đặc biệt 24

1.3.1.4 NL l o động sáng tạo 24

1.3.1.5 NL kiểm chứng 24

1.3.1.6 NL thực hành 24

1.3.2 NL và phẩm chất cần có của HS giỏi Vật lý 24

1.3.3 Một số biện pháp phát hiện, bồi dưỡng NL GQVĐ ho HS giỏi Vật lí 25

1.3.3.1 Một số biện pháp phát hiện HS giỏi vật lí 25

1.3.3.2 Lựa chọn hệ thống bài tập góp phần bồi dưỡng NL GQVĐ ho HSG 26

1.3.3.3 Một số yêu cầu đối với HSG khi giải bài tập vật lí giúp bồi dưỡng NL GQVĐ…… 26

1.4 Cơ sở thực tiễn về dạy học bài tập vật lí cho HS giỏi 28

1.4.1 Thực trạng dạy học bài tập vật lí ở trường phổ thông 28

1.4.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến NL GQVĐ ủa HS giỏi 28

1.4.2.1 Về nội dung thi 29

1.4.2.2 Về phương ph p học tập của HS 29

1.4.2.3 Về phương ph p dạy học của thầy 30

Tiểu kết hương 1 30

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ 12 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH GIỎI 31

2.1 Hệ thống nội dung hương sóng nh s ng vật lí 12 31

2.1.1 Cấu trúc nội dung hương sóng nh s ng 31

2.1.2 Phân tích nội dung hương sóng nh s ng 31

2.1.3 Mụ tiêu hương sóng nh s ng 32

2.2 Hệ thống bài tập hương sóng nh s ng nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ ho HS giỏi 34

2.2.1 Bài tập tán sắc ánh sáng 35

2.2.1.1 Tán sắ nh s ng qu lăng kính 35

2.2.1.2 Tán sắ nh s ng qu lưỡng chất phẳng 49

2.2.1.3 Tán sắc ánh sáng qua thấu kính 55

2.2.1.4 Bài tập về tán sắc ánh sáng qua giọt nước hình cầu 60

2.2.2 Bài tập giao thoa ánh sáng 64

2.2.2.1 Giao thoa với hai khe Y – âng 64

2.2.2.2 Các hệ gi o tho đặc biệt 76

Tiểu kết hương 2 97

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 98

3.1 Mụ đí h ủa thực nghiệm sư phạm 98

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 98

3.3 Phương ph p xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm 98

3.3.1 Đ nh gi NL GQVĐ theo tiêu hí Ru ri 98

3.3.2 Xử lí kết quả theo phương ph p thống kê toán học 101

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 102

3.5 Đ nh gi kết quả thực nghiệm sư phạm 105

3.5.1 Đ nh gi định tính 105

3.5.2 Đ nh gi định lượng 107

Tiểu kết hương 3 109

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO 113

PHỤ LỤC 114

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Vật lí là một môn khoa học giúp HS nắm được qui luật vận động của thế giới vật chất và bài tập vật lí giúp HS hiểu rõ những quy luật ấy, biết phân tích và vận dụng những quy luật ấy vào thực tiễn

Trong nhiều trường hợp mặt dù người GV có trình bày tài liệu giáo khoa một cách mạch lạc, hợp lôgíc, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng qu trình và có kết quả hính x thì đó hỉ l điều kiện cần chứ hư đủ để HS hiểu sâu sắc kiến thức Thông qua việc giải các bài tập vật lí dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho HS vận dụng kiến thứ đã họ để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thứ đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lí đặt ra, HS phải sử dụng

th o t tư du như phân tí h, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng

hó …để GQVĐ, từ đó m NL tư du của HS ó điều kiện để phát triển Vì vậy có thể nói bài tập Vật lý là một phương tiện rất tốt để phát triển tư du , ó tưởng tượng, khả năng độc lập trong su nghĩ v h nh động, ngoài ra còn rèn luyện cho học sinh tính kiên trì, bền bỉ mỗi khi gặp khó khăn trong học tập ũng như trong cuộc sống

Bài tập hương sóng nh s ng Vật lí 12 là một trong những phần bài tập rất quan trọng, bài tập chương n kh ng những giúp HS giải quyết những vấn đề gắn với yêu cầu phát triển tư du m th ng qu kiến thức về sóng ánh sáng HS còn có khả năng giải thí h đượ định tính ũng như định lượng về một số hiện tượng tự nhiên về màu sắ nh s ng như hiện tượng cầu vồng, hiện tượng màu sắc trên bong bóng xà phòng hay váng dầu mỡ, màu sắ trên đĩ CD hoặ phương ph p vật lí đo chiết suất củ m i trường trong suốt…Vì lẽ đó i tập vật lí hương sóng nh s ng trở nên thú vị và có khả năng kí h thí h trí tò mò, h m hiểu biết của HS

Với HS giỏi vật lí, ngoài việc giải được những bài tập vật lí khó về mặt tư duy còn phải phân tích các hiện tượng vật lí, biết x định điểm then chốt để GQVĐ

mà bài toán vật lí đặt ra, từ đó hu động những kiến thứ ó liên qu n để xây dựng

lập luận nhằm GQVĐ ủa bài tập đó Chính vì thế nghiên cứu hệ thống bài tập hương sóng nh s ng s o ho khi HSG giải những bài tập đó ó khả năng ph t triển năng lự GQVĐ l một điều cần thiết

Vì những lí do trên đồng thời tiếp cận dạy học theo định hướng phát triển NL

[1], tôi thực hiện đề tài nghiên cứu “Xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập

chương sóng ánh sáng vật lí 12 nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh giỏi” Đề tài không nghiên cứu phát hiện kiến thức mới nhưng thực hiện

việc cấu trúc lại hệ thống bài tập v phương ph p dạy học hệ thống bài tập đó nhằm hình thành kỹ năng phát hiện vấn đề, từ đó m bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS giỏi

HS biết hu động kiến thứ để giải quyết những vấn đề khi giải bài tập vật lí thì trong cuộc sống họ ũng có khả năng vận dụng những hiểu biết để GQVĐ m họ gặp phải trong những tình huống cụ thể

2 Lịch sử nghiên cứu của đề tài

Về sách bồi dưỡng HSG môn Vật lí THPT có một số tác giả nổi tiếng như:

Vũ Qu ng, Bùi Quang Hân, Vũ Th nh Khiết, Nguyễn Quang Báu, Nguyễn Phú Đồng, Nguyễn Th nh Tương Đó l những cuốn sách rất có giá trị cho cả GV và

HS ôn thi HS giỏi

Về luận văn thạ sĩ gần đâ ó: Đỗ Thị Lần “Xây dựng hệ thống bài tập và

hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương sóng ánh sáng vật lý lớp 12, nhằm bồi

dưỡng HS giỏi và phát huy năng khiếu vật lý của HS trung học phổ thông chuyên”

ĐHGD, ĐHQG HN, 2012

Tu nhiên hư ó ng trình n o m ng tên “Xây dựng và hướng dẫn giải hệ

thống bài tập chương sóng ánh sáng vật lí 12 nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh giỏi”

3 Câu hỏi nghiên cứu

Bài tập hương sóng nh s ng ần được xây dựng theo hệ thống như thế nào

để hoạt động giải hệ thống bài tập ấy có khả năng ồi dưỡng NL GQVĐ cho HS giỏi Phải hăng những tình huống có vấn đề là một giải pháp?

4 Giả thuyết nghiên cứu

Nếu thiết kế hệ thống bài tập hương sóng nh s ng trên ơ sở những tình huống có vấn đề thì khi hướng dẫn HS giải hệ thống bài tập ấy bằng những gợi ý

GQVĐ có khả năng ồi dưỡng NL GQVĐ cho HS giỏi

Quá trình dạy học bài tập vật lí cho HS giỏi lớp 12 THPT

6.2 Đối tượng nghiên cứu

Nội dung bài tập ơ ản v nâng o hương sóng nh s ng Vật lí 12

6.3 Đối tượng khảo sát

Nhóm HSG Vật lí lớp 12, Trường THPT Tô Hiến Th nh, N m Định

7 Nhiệm vụ nghiên cứu

7.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn có liên quan đến đề tài

Nghiên cứu ơ sở lí luận của hoạt động dạy bài tập vật lí, NL GQVĐ cần hình thành ở HS khi dạy học bài tập vật lí

Khảo sát thực tiễn dạy giải bài tập vật lí ở trường phổ thông

7.2 Nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập chương sóng ánh sáng nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS giỏi

7.3 Thực nghiệm sư phạm: Nhằm đ nh gi tính hiệu quả và khả thi của hệ thống

bài tập vừa xây dựng

8 Phương pháp nghiên cứu

8.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Đọc, ghi chép, phân tích, tổng hợp, chọn lọc tài liệu về dạy học bài tập vật lí, dạy họ định hướng phát triển NL, các s h n thi v đề thi HSG

8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Phương ph p phỏng vấn: Phỏng vấn GV về dạy giải bài tập vật lí Phỏng vấn

HS về phương ph p giải bài tập vật lí

Phương pháp thực nghiệm sư phạm

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục đề tài đượ trình trong 3 hương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học bài tập vật lí nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS giỏi

Chương 2: Xâ dựng v hướng dẫn giải hệ thống bài tập hương sóng nh sáng nhằm bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS giỏi

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO

HỌC SINH GIỎI 1.1 Bài tập Vật lí trong dạy học ở trường phổ thông

1.1.1 Bài tập vật lí và vai trò của nó trong dạy học Vật lí

1.1.1.1 Bài tập Vật lí

Theo X.E Camenetxki và V.P Ôrêkhốp “Trong thực tế dạy học, bài tập vật

lí được hiểu là một số vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi người học phải giải quyết bằng những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí ”

Trong các tài liệu gi o kho ũng như t i liệu về phương ph p dạy học

bộ m n người t thường hiểu bài tập vật lí là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mụ đí h hủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư du vật lí của HS và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức của HS vào thực tiễn

Với định nghĩ trên, ả h i ý nghĩ kh nh u ủa bài tập vật lí là vận dụng kiến thức và hình thành kiến thức mới đều có mặt Do đó, i tập vật lí với tư h

là một phương ph p dạy học giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành dạy học vật lí ở nh trường phổ thông

1.1.1.2 Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học vật lí [9, tr 337- 340]

- Bài tập vật lí giúp cho việc ôn tập đ o sâu, mở rộng kiến thức

- Bài tập vật lí có thể l điểm khởi đầu để dẫn dắt HS đến kiến thức mới

- Giải bài tập vật lí rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

- Giải bài tập vật lí là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của HS

- Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư du s ng tạo của HS

- Giải bài tập vật lí để kiểm tra mứ độ nắm vững kiến thức của HS

- Bài tập vật lí góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng cho

HS, làm cho họ hiểu thế giới tự nhiên là thế giới vật chất, vật chất luôn ở trạng thái vận động, họ tin vào sức mạnh của mình, mong muốn đem t i năng v trí tuệ cải tạo

tự nhiên

1.1.2 Sử dụng bài tập vật lí trong dạy học môn Vật lí

1.1.2.1 Những yêu cầu chung trong dạy học bài tập vật lí

Dự tính kế hoạch về việc sử dụng bài tập vật lí trong dạy học với từng đề tài, từng tiết học

Muốn lập được kế hoạch sử dụng bài tập vật lí chúng ta cần:

Thứ nhất: X định rõ mụ đí h ủa việc sử dụng bài tập Mụ đí h ủa bài

tập có thể là:

- Dùng bài tập làm xuất hiện vấn đề trong nghiên cứu tài liệu mới

- Dùng bài tập hình thành kiến thức mới

- Dùng bài tập để củng cố bổ xung, hoàn thiện kiến thứ đã học

- Lựa chọn những bài tập điển hình nhằm hướng dẫn HS vận dụng kiến thức

đã họ v o để giải bài tập, từ đó hình th nh phương ph p giải chung cho loại bài tập

đó

- Dùng bài tập để kiểm tr , đ nh gi hất lượng kiến thức của HS

Thứ hai: Sắp xếp các bài tập đã họn thành một hệ thống, định rõ kế hoạch

và mụ đí h sử dụng trong tiến trình dạy học Có thể sắp xếp theo bảng s u đâ

Bảng 1.1 Bảng lên kế hoạch sử dụng bài tập vật lí trong dạy học

STT bài ở

SGK

Nội dung tiết học

Ra bài tập và giải ngay tại lớp

Bài tập về nhà

Giải ở lớp các bài tập đã ra

về nhà

Hình thành kiến thức mới

Củng cố kiến thức

1.1.2.2 Phân loại bài tập vật lí.[10, tr 12]

Có nhiều ơ sở để phân loại bài tập vật lí Tùy từng cách phân loại mà ta có thể có hệ thống bài tập khác nhau

a) Phân loại theo nội dung

+ Bài tập có nội dung lịch sử

+ Bài tập có nội dung cụ thể hoặc trừu tƣợng

+ Bài tập theo đề tài vật lí

+ Bài tập giáo dục kỹ thuật tổng hợp

b) Phân loại theo yêu cầu phát triển tƣ du

+ Bài tập luyện tập kiến thứ ũ

- Lựa chọn theo trình độ xuất phát của HS

- Lựa chọn theo thời gian cho phép sử dụng

b) Các yêu cầu cần đ p ứng về số lƣợng và nội dụng bài tập đƣợc lựa chọn

- Phù hợp với mứ độ nội dung các kiến thứ ơ ản và các kỹ năng giải bài tập

- Hệ thống bài tập gồm nhiều thể loại

- Chú ý số lƣợng và nội dung bài tập nhằm giúp HS vƣợt qua những khó khăn hủ yếu, khắc phục những sai lầm phổ biến

- Bài tập đư r phải có tính hệ thống

- Bài tập phải đảm bảo vừa sứ đối với HS đại tr , đồng thời có chú ý tới sự phân hóa HS

1.1.3 Hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí

1.1.3.1 Phương pháp giải bài tập vật lí [9, tr 347 - 360]

Muốn giải tốt bài tập vật lí cần tuân theo qu trình s u đâ

Bước 1: Tìm hiểu đề bài

- Đọ đúng đề bài, phân biệt đâu l ẩn số, đâu l dữ kiện

- Chuyển ngôn ngữ th ng thường sang ngôn ngữ vật lí

- Dùng kí hiệu để tóm tắt đề bài cho gọn, trong trường hợp cần thiết phải vẽ hình để diễn đạt những điều kiện củ đề bài vì nhiều khi hình vẽ giúp HS dễ nhận biết diễn biến của hiện tượng, mối quan hệ giữ đại lượng vật lí

Bước 3: Xây dựng lập luận

Thực chất củ ước này là tìm quan hệ giữa ẩn số phải tìm với các dữ kiện đã cho

* Với bài tập định tính giải thích hiện tượng:

Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lí giải xem vì sao hiện tượng lại xả r như thế

Trong các bài tập vật lí này, bắt buộc phải thiết lập được mối quan hệ giữa hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay với một số định luật vật lí

Thực hiện phép suy luận lôgic, luận đoạn trong đó tiền đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặ định luật vật lí tổng quát, tiền đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận về hiện tượng được nêu ra

* Với bài tập định tính dự đoán hiện tượng:

Dự đo n hiện tượng thực chất l ăn ứ vào những điều kiện cụ thể của bài,

x định những định luật chi phối hiện tượng và dự đo n được hiện tượng gì xảy ra

và xả r như thế nào

- Ta thực hiện suy luận lôgic, thiết lập luận đoạn, trong đó r mới biết tiền

đề thứ h i (ph n đo n khẳng định riêng), cần phải tìm tiền đề thứ nhất (ph n đo n khẳng định chung) và kết luận (ph n đo n khẳng định riêng)

- Trong trường hợp hiện tượng xảy ra phức tạp, ta phải xây dựng một chuỗi luận đoạn liên tiếp ứng với gi i đoạn diễn biến của hiện tượng

* Với bài tập định lượng: Đối với bài tập tổng hợp phức tạp, ó h i phương

pháp xây dựng lập luận: Phương ph p phân tí h v phương ph p tổng hợp

Phương pháp phân tích (Xem sơ đồ 1.1)

+ Tìm một định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứ đại lượng cần tìm và một v i đại lượng kh hư iết (Định luật 1 – Công thức 1)

+ Tiếp tục tìm những định luật, công thức khác (Định luật 2 – Công thức 2; Định luật 3 – Công thứ 3 …) cho biết mối quan hệ giữ đại lượng hư iết với đại lượng đã iết

Sơ đồ 1.1 Sơ đồ lập luận theo phương pháp phân tích

Định luật 3 (Công thức 3)

p = f(b)

+ Cuối ùng tìm được một công thức chỉ chứ đại lượng cần tìm với đại lượng đã iết

Phương pháp tổng hợp (Sơ đồ 1.2)

+ Từ những đại lượng đã ho ở đề bài Dự v o định luật, quy tắc vật lí, tìm những công thức có chứ đại lượng đã ho với đại lượng trung gian mà ta

dự kiến ó liên qu n đến đại lượng cần tìm

+ Suy luận toán họ , đư đến công thức chỉ chứ đại lượng phải tìm với các đại lượng đã ho

Cả h i phương ph p đều có giá trị như nh u, nhiều khi chúng bổ sung cho nhau Tu nhiên, trong gi i đoạn đầu của quá trình vận dụng kiến thứ để giải bài tập thì phương ph p phân tí h dễ thực hiện hơn đối với HS Đối với những bài tập

ó tính kh i qu t o đòi hỏi khả năng tư du s ng tạo thì cần biết phối hợp cả hai phương ph p

Bước 4: Biện luận

Sau khi giải bài tập ra kết quả cuối cùng cần xem xét kết quả đó ó phù hợp với hiện tượng trong thực tiễn hay không Có những kết quả vẫn thỏa mãn về măt toán họ nhưng lại không phù hợp với bản chất của hiện tượng vật lí thì phải loại bỏ

Đ i khi nhờ biện luận này mà HS có thể tự phát hiện ra những sai lầm trong quá trình lập luận

Để tránh sự mò mẫm thì tất cả các loại bài tập đều trải qu ướ 1 v ước 2 nhưng ước 3 có thể không hoàn toàn giống nhau

1.1.3.2 Hướng dẫn giải bài tập vật lí

a) Những công việc cần l m khi hướng dẫn HS giải một bài tập vật lí

- X định mụ đích sử dụng bài tập này

- X định những kiến thức dùng để giải bài tập

- Phát hiện được những khó khăn m HS có thể gặp khi giải bài tập đó

- Soạn câu hỏi và phương n trả lời để giúp đỡ HS vượt qu khó khăn

b) Các kiểu hướng dẫn HS giải bài tập vật lí

* Hướng dẫn theo mẫu (Agorit)

- Là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS h nh động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện h nh động đó để đạt kết quả mong muốn

- GV phải xây dựng được một agôrit giải

- Thường áp dụng khi hướng dẫn HS giải một dạng bài tập điển hình n o đó

* Định hướng kh i qu t hương trình hó

- Định hướng tư du ủa HS theo đường lối khái quát của việc GQVĐ

- Áp dụng khi ó điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài tập nhằm giúp HS tự giải được bài tập đã ho, đồng thời dạy cho HS h su nghĩ trong qu trình giải bài tập

* Hướng dẫn tìm tòi

- GV gợi mở để HS tự tìm cách giải quyết, tự x định h nh động cần thực hiện để đạt được kết quả

- Áp dụng khi cần giúp đỡ HS vượt qu khó khăn để giải được bài toán

- Các câu hỏi hướng dẫn phải hướng tư du HS vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết

1.2 NL GQVĐ và mối liên hệ với hoạt động giải bài tập vật lí

Phạm Minh Hạc [13, tr.145], nhấn mạnh đến tính mụ đí h v nhân h ủa NL tác

giả đư r định nghĩ : “Năng lực chính là một tổ hợp các đặc điểm tâm lí của một

con người còn gọi là tổ hợp thuộc tính tâm lí của một nhân cách), tổ hợp đặc điểm này vận hành theo một mục đích nhất định tạo ra kết quả của một hoạt động nào đấy” Khi viết về mục tiêu học tập có tính tổng hợp, đó l mục tiêu về NL, Lâm

Quang Thiệp cho rằng: “Thật ra năng lực nào đó của một con người thường là tổng

hòa của kiến thức, kĩ năng, tình cảm - thái độ được thể hiện trong một hành động và tình huống cụ thể”

Như vậy có thể phân NL thành 2 nhóm chính :

- Nhóm lấy dấu hiệu tố chất tâm lí để định nghĩ , ví dụ: "Năng lực là một

thuộc tính tích hợp nhân cách, là tổ hợp các đặc tính tâm lí của cá nhân phù hợp với những yêu cầu của một hoạt động xác định, đảm bảo cho hoạt động đó có kết quả"

- Nhóm lấy dấu hiệu về các yếu tố tạo thành khả năng h nh động để định

nghĩ , ví dụ: "Năng lực là khả năng vận dụng kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái

độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong những tình huống đa dạng của cuộc sống" hoặc "Năng lực là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kĩ năng, thái độ và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lí vào thực

hiện thành công nhiệm vụ hoặc giải quyết hiệu quả vấn đề đặt ra của cuộc sống"

Theo GS.TS Đỗ Hương Tr [11, tr 8], NL là một cấu trúc tâm lí của nhân

cách phù hợp với những yêu cầu đòi hỏi đặc trưng của từng loại hoạt động, làm cho hoạt động đạt kết quả cao trong những điều kiện nhất định NL gắn liền với hoạt động, được hình thành và phát triển thông qua hoạt động NL được tính bằng hiệu quả của hoạt động, không đạt hiệu quả cao thì không gọi là có NL

1.2.2 Tri thức, kỹ năng, kỹ xảo và mối liên hệ với NL

1.2.2.1 Tri thức

Là hệ thống kiến thức kinh nghiệm về thế giới tự nhiên, xã hội và tư duy

đã được chọn lọc, sắp xếp hợp lí theo mục đích nhất định cho từng loại, từng lứa tuổi HS từ kho tàng tri thức của nhân loại Tri thức có được thông qua hoạt động học tập, qua hoạt động học tập có chủ đích tri thức không ngừng được tăng lên,

hệ thống tri thức không ngừng được tinh giản và có sự phân hóa cao [11, tr 74]

C trình độ nắm vững tri thức theo thang phân loại của Bloom (chỉnh sửa năm 2001) được hi như s u:

+ Biết: Nhớ sự kiện, thuật ngữ dưới dạng được học

+ Hiểu: Người học không chỉ nhớ mà còn hiểu thấu đ o sự kiện, định nghĩ ,

lí thuyết…thể hiện ở chỗ người học có thể diễn giải bằng ngôn ngữ củ mình, đư r được các ví dụ minh họa, nhận biết và phân biệt được kiến thức qua các cách diễn đạt khác nhau

+ Áp dụng: Người học không chỉ hiểu mà còn áp dụng vào các tình huống

tương tự hoặc tình huống mới, diễn tả được tình huống thông thạo bằng ngôn ngữ riêng của mình

+ Phân tích – Tổng hợp: Phân tích thể hiện ở chỗ người học biết tách vấn đề

thành bộ phận và biết rõ sự liên hệ giữa các thành phần đó v thuộc tính của chúng Tổng hợp thể hiện ở chỗ người học biết sắp xếp hợp nhất các bộ phận, thành phần khác nhau thành một tổng thể mới

+ Đánh giá: Kiến thức thể hiện ở trình độ này thể hiện ở khả năng ph n xét

giá trị hoặc sử dụng thông tin theo những tiêu chí thích hợp Để tìm phương n GQVĐ tối ưu người học phải biết phê ph n, đ nh gi kết quả và quá trình GQVĐ trướ đó

+ Sáng tạo: Ở trình độ n , người học phải có khả năng đư r su nghĩ mới,

ý tưởng mới khác những su nghĩ quen thuộc về vấn đề

1.2.2.2 Kỹ năng

Là tổng hợp những thao tác, cử chỉ phối hợp một các hợp lí nhằm đảm bảo hành động đạt kết quả cao với sự tiêu hao năng lượng tinh thần và cơ bắp ít nhất trong những điều kiện nhất định [11, tr 75] Những biểu hiện của kỹ năng l :

+ Tính đúng đắn khi thực hiện h nh động

+ Chất lượng kết quả củ h nh động

+ Tố độ thực hiện và hiệu quả củ h nh động

+ Mứ độ ít mệt mỏi khi thực hiện h nh động

+ Cách thức tiến h nh h nh động

Kỹ năng ng th nh thạo thì tố độ tiến h nh h nh động ng nh nh, độ chính xác củ h nh động ng o, phương thức tiến h nh h nh động ng đúng v ng ít mệt mỏi

1.2.2.3 Kỹ xảo

Là sự thực hiện một cách tự động hóa một vài phần của hành động hay toàn hành động Kỹ xảo đạt được bởi sự lặp lại nhiều lần những hành động tương tự [11,

tr 79] Biểu hiện của kỹ xảo:

+ Tính chính xác của việc thực hiện h nh động

+ Tính bền vững của việc thực hiện h nh động

+ Tố độ và sự nhẹ nhàng, khéo léo khi thực hiện h nh động

+ Chất lượng của kết quả củ h nh động

1.2.2.4 Mối quan hệ của kỹ năng, kỹ xảo với NL

Như húng t thường nói người có NL tốt về một hoạt động n o đó l người hoàn thành rất tốt các nhiệm vụ của hoạt động đó một cách nhanh nhất, hiệu quả nhất Muốn hoàn thành tốt hoạt động đó thì hắc chắn người đó phải có kiến thức,

kỹ năng, kỹ xảo về nó Tuy nhiên, không thể nói ngược lại có kiến thức kỹ năng, kỹ

xảo là có NL Do đó, “NL gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt động

tương ứng Song kỹ năng kỹ xảo liên quan đến việc thực hiện một lớp hành động hẹp, chuyên biệt, đến mức thành thạo, tự động hóa, máy móc Còn NL chứa đựng

yếu tố mới mẻ, linh hoạt trong hành động, có thể giải quyết nhiệm vụ thành công trong nhiều tình huống khác nhau, trong một lĩnh vực rộng hơn” [11, tr 128 – 129]

1.2.3 NL học tập của HS trung học phổ thông

Trên ơ sở phân tích về NL ở phần trên v theo qu n điểm của các nhà giáo dục, HS THPT có hai nhóm NL: NL chung và NL chuyên biệt, cụ thể như s u:

1.2.3.1 NL chung

- Nhóm NL làm chủ và phát triển bản thân bao gồm: NL tự học, NL GQVĐ,

NL sáng tạo và NL tự quản lí

- Nhóm NL về quan hệ xã hội gồm: NL giao tiếp và NL hợp tác

- Nhóm NL công cụ gồm: NL sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông,

NL sử dụng ngôn ngữ và NL tính toán

1.2.3.2 Các NL chuyên biệt môn Vật lí được cụ thể hóa từ NL chung

Bảng 1.2 Bảng các NL chuyên biệt môn Vật lí được cụ thể hóa từ NL chung [1, tr 43 – 45]

- Đ nh gi được mứ độ chính xác của các nguồn thông tin

- Đặt được câu hỏi về sự vật hiện tượng quanh ta

- Tóm tắt được nội dung vật lí trọng tâm củ văn ản

- Tóm tắt thông tin bằng sơ đồ tư du , ản đồ khái niệm, bảng biểu, sơ đồ khối

- Tự đặt câu hỏi và thiết kế, tiến h nh đượ phương n thí nghiệm để trả lời cho các câu hỏi đó

2 NL

GQVĐ

- Đặc biệt quan trọng là NL thực nghiệm: Đặt được câu hỏi

về hiện tượng tự nhiên: Hiện tượng diễn r như thế nào? Điều kiện diễn ra hiện tượng l gì? C đại lượng trong hiện tượng tự nhiên có mối quan hệ với nh u như thế nào? Các dụng cụ có nguyên tắc cấu tạo và hoạt động như thế nào?

- Đư r được cách thức tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi đã đặt ra

- Tiến hành thực hiện các cách thức tìm câu trả lời bằng suy luận lí thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm

- Khái quát hóa rút ra kết luận từ kết quả thu được

- Đ nh gi độ tin cậy của kết quả thu được

3 NL sáng

tạo

- Thiết kế đượ phương n thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết (hoặc dự đo n)

- Lựa chọn đượ phương n thí nghiệm tối ưu

- Giải được bài tập sáng tạo

- Lựa chọn cách thứ GQVĐ một cách tối ưu

- Sử dụng được ngôn ngữ vật lí để mô tả hiện tượng

- Lập được bảng và mô tả bẳng số liệu thực nghiệm

- Vẽ đượ đồ thị từ bảng số liệu ho trước

- Vẽ đượ sơ đồ thí nghiệm

- Mô tả đượ sơ đồ thí nghiệm

- Đư r được các lập luận lôgic, biện chứng

tác

- Tiến hành thí nghiệm theo nhóm

- Tiến hành thí nghiệm theo các khu vực khác nhau

Nhóm NL công cụ (Các NL này sẽ được hình thành trong quá trình hình thành các NL ở trên)

- Sử dụng ngôn ngữ khoa họ để diễn tả quy luật vật lí

- Sử dụng bảng biểu đồ thị để diễn tả quy luật vật lí

- Đọc hiểu được bảng biểu, đồ thị

9 NL tính

toán

- Mô hình hóa quy luật vật lí bằng công thức toán học

- Sử dụng toán họ để suy luận từ kiến thứ đã iết rút ra hệ quả hoặc ra kiến thức mới

1.2.4 NL GQVĐ trong dạy học bài tập vật lí

1.2.4.1 NL GQVĐ trong dạy học bài tập vật lí

Như đã phân tí h ở trên, chúng ta thấy rằng NL kh ng đơn thuần là khái niệm chung chung mà gắn liền với thuộc tính tâm lí và hoạt động GQVĐ n o đó Chẳng hạn NL chính trị thuộc về hoạt động chính trị và tâm lí củ người làm chính trị, NL Văn học thuộc về hoạt động nghiên cứu và học tập m n Văn v tâm lí ủa người họ văn… Theo đó, NL GQVĐ trong hoạt động học bài tập vật lí của HS ũng gắn liền với hoạt động giải bài tập môn vật lí Theo mục 1.1.3 chúng ta thấy rằng hoạt động giải một bài tập vật lí gắn liền với nhiều năng lực chuyên biệt trong bảng 1.2 Chẳng hạn như NL sử dụng ngôn ngữ, NL tính toán, NL giao tiếp, NL sáng tạo, NL làm thí nghiệm Hầu như tất cả các NL chuyên biệt một h n o đó đều t động đến NL GQVĐ Ngược lại muốn GQVĐ thì ần có những NL chuyên biệt Vì vậy có thể nói hoạt động giải bài tập vật lí là sự tích hợp của nhiều NL

chuyên biệt Do đó kh ng thể tách rời hoạt động giải bài tập vật lí với hoạt động GQVĐ

Các bước của hoạt động GQVĐ

C ước của hoạt động GQVĐ ó thể tuân theo Agorit hung như sơ đồ 1.3

Những hoạt động cơ bản trong dạy học vật lí giúp học sinh bộc lộ NL GQVĐ a) Hoạt động tư duy, suy luận logic

VĐ iểu thị bởi một hệ thống những mệnh đề, câu hỏi “ hư ó phương ph p

có tính thuật to n để giải đ p âu hỏi hoặc thực hiện yêu cầu đặt r ” Phương ph p GQVĐ l h thức giải quyết VĐ đó Phương ph p ó thể được tí h lũ trong qu

ước 1- Phát hiện và làm

rõ vấn đề

ước 2- Đề xuất và lựa chọn giải pháp

ước 3- GQVĐ

ước 4- Đ nh gi giải pháp, kết luận, đề xuất vấn đề mới (nếu có)

- Phát hiện vấn đề

- Biếu đạt vấn đề bằng ngôn ngữ, kí hiệu vật lí

- Phát biểu được vấn đề cần giải quyết (phát biểu câu hỏi cần trả lời)

- Thu thập thông tin, kiến thức liên

qu n đến vấn đề

- Mô tả quá trình vật lí bằng mô hình, hình ảnh trực quan (nếu có)

- Đề xuất các giải pháp nhằm GQVĐ Lựa chọn giải pháp tối ưu

Sơ đồ 1.3 Sơ đồ mô tả các bước của hoạt động GQVĐ

- Thực hiện giải ph p GQVĐ ằng

on đường tối ưu nhất (có thể là suy luận lí thuyết hoặc khảo sát thực nghiệm)

- Trình bày vấn đề chính xác, khoa học, lô-gic, ngắn gọn nhất

- Đ nh gi giải pháp (Tính khoa học, tính lô-gi , độ hính x , độ tin cậy của kết quả)

- Đề xuất kiến thức hay hệ quả mới (nếu có) hoặc vận dụng vào bài tập mới

trình học tập, nghiên cứu và từ kinh nghiệm sống Muốn thực hiện phương ph p này, HS bắt buộc phải tư du về bài toán, mối liên hệ giữa các dữ kiện đồng thời phải có suy luận logic mới có thể phát hiện VĐ v đề xuất các giải ph p GQVĐ

Với một vấn đề cụ thể, nếu ó đượ tư du v su luận logic thì HS thuận lợi tiến hành nhiều hoạt động tìm tòi, khám phá phát hiện giải ph p GQVĐ

b) Hoạt động liên tưởng và tổng hợp kiến thức

Sự phát triển nhận thứ l qu trình tí h lũ mối liên tưởng Số lượng các mối liên tưởng và sự linh hoạt khi liên tưởng trong học vật lí là một trong những ơ

sở để phân định trình độ nhận thứ , phân định năng lự GQVĐ ủa HS

Trong Vật lí, sự liên tưởng giữa tình huống đượ xét v kho “lưu trữ”

“dữ liệu” đã ó ở HS phụ thuộc vào cấu trúc của tình huống và khối lượng các dữ liệu HS tí h lũ được Hoạt động liên tưởng các mối quan hệ, tổ chức tổng hợp kiến thứ đã học trong tiến trình hoạt động nhằm phát hiện ra mối quan hệ giữa các dữ kiện củ i to n để phát hiện giải ph p GQVĐ

Quá trình học tập, HS đã tí h lũ được vốn kiến thứ , kĩ năng nhất định Trước một VĐ ần giải quyết, HS cần tổng hợp kiến thứ , kĩ năng đã tí h lũ đượ để GQVĐ đặt r Điều đó phụ thuộc nhiều vào khả năng họn lọc của HS

Hoạt động liên tưởng và tổng hợp kiến thức của mỗi HS là khác nhau Cùng giải quyết một VĐ, ó người liên tưởng và tổng hợp được nhiều định luật, khái niệm, công thứ ,…v nhiều th o t tư du giúp họ GQVĐ nh nh v tốt hơn Tr i lại, do NL yếu, kiến thứ , kĩ năng

tí h lũ kh ng đượ o nhiêu, đối với những HS này, việ liên tưởng và tổng hợp kiến thức ít thậm chí là không có, tất nhiên họ sẽ gặp nhiều khó khăn khi GQVĐ

Những NL thành tố của NL GQVĐ trong hoạt động giải bài tập vật lí

NL GQVĐ trong dạy học bài tập vật lí phụ thuộc vào những NL thành tố được mô tả bởi bảng 1.3

Bảng 1.3 Kết quả đầu ra về năng lực giải quyết vấn đề của học sinh

Ph t hiện v l m rõ

vấn đề

Phân tí h tình huống

Ph t hiện vấn đề iểu đạt vấn đề

gi giải ph p giải

qu ết vấn đề

Thự hiện giải ph p

Đ nh gi giải ph p Nhận thứ v vận dụng phương ph p h nh động v o

ối ảnh mới

a) Phát hiện và làm rõ vấn đề

NL phát hiện và làm rõ vấn đề gồm các NL thành phần: Phân tích tình huống

và phát hiện vấn đề; biểu đạt vấn đề, toán học hóa vấn đề;…Ph t hiện và làm rõ được vấn đề có vai trò rất quan trọng trong quá trình GQVĐ Nhiều HS không giải quyết đượ VĐ vì kh ng ph t hiện v l m rõ được vấn đề

- Phân tích tình huống và phát hiện vấn đề: Một tình huống đặt r , trước

hết HS phải phát hiện tình huống đó đối với mình có phải là vấn đề hay không bằng cách phân tích tình huống đó Một số kiểu tình huống có vấn đề như: Tình huống đột biến, tình huống bất ngờ, tình huống xung đột, tình huống bác bỏ, tình huống lựa chọn, Nếu là vấn đề thì nó thuộc dạng nào là bài tập chứng minh, bài tập tìm tòi, hay bài tập thự th nh,…

- Biểu đạt vấn đề: S u khi đã nhận dạng HS phải nghiên cứu kĩ để biểu đạt

vấn đề: Nêu được dữ kiện (giả thiết), yêu cầu (kết luận) của vấn đề, vẽ hình, viết điều kiện dưới dạng công thức (nếu cần) Biết tóm tắt vấn đề (đ i khi dùng hình vẽ,

mô hình)

- Toán học hóa vấn đề Vật lí: Các bài tập Vật lí luôn luôn gắn kết chặt chẽ

với thực tiễn và giải quyết các vấn đề do thực tiễn cuộc sống đặt r Tu nhiên để giải các bài toán Vật lí này không những HS phải có tri thức Vật lí mà HS cần trau

dồi NL giải toán học: Chuyển đổi bài toán Vật lí về hình thứ , đối tượng, hiện tượng của vấn đề ó liên qu n đến toán học

b) Đề xuất và lựa chọn giải pháp

NL đề xuất và lựa chọn giải pháp bao gồm các thành phần: Dự đo n v su diễn; kết nối kiến thứ , kĩ năng đã ó v tri thức cần tìm để GQVĐ;…

- Dự đoán và suy diễn: Trong học Vật lí, HS GQVĐ năng lực dự đo n v su

diễn của họ được bộc lộ Đứng trước một vấn đề, HS biết xem xét, nghiên cứu và

dự đo n giải ph p GQVĐ HS mò mẫm, thử một số trường hợp, từ đó hình th nh dự

đo n Dự đo n đó l ơ sở để HS suy diễn, phát hiện giải ph p GQVĐ Tu nhiên, điều dự đo n kh ng phải bao giờ ũng giải quyết đúng đắn vấn đề đặt r Để có được giải ph p đúng GQVĐ ho n hỉnh, HS cần phải KT lại điều dự đo n tr nh s

v o “ngõ ụt” trong qu trình GQVĐ

- Tổng hợp kiến thức, kĩ năng đã có và tri thức cần tìm để GQVĐ

Sau khi tìm hiểu kĩ vấn đề, HS phân tích và xử lí các thông tin của vấn đề; tiến hành trích xuất, giải mã các thông tin sẽ tạo ra một số “sơ đồ” thí h hợp trong

bộ nhớ HS kết nối các thông tin của vấn đề với th ng tin đượ lưu trữ trong sơ

đồ hiện có, một số sơ đồ được lựa chọn Nếu không tìm thấ đượ sơ đồ phù hợp, một sơ đồ tổng qu t hơn sẽ được kích hoạt Bằng cách này, các tổ chứ v ơ ấu

củ sơ đồ đượ lưu trữ cho phép các kiến thứ liên qu n được tìm thấy trong bộ nhớ Các em thực hiện các thao tác phân tích các yếu tố, tổng hợp các thông tin của vấn đề; dự đo n, liên tưởng kết nối tri thức cần tìm với kiến thứ , kĩ năng đã ó Đó

có thể là vấn đề tương tự, vấn đề có liên quan, vấn đề tổng quát, vấn đề đặc biệt,…, của vấn đề cần giải quyết Dùng suy luận vật lí, biến đổi toán học (nếu cần thiết) HS phát hiện được giải ph p GQVĐ

c) Thực hiện và đánh giá giải pháp giải quyết vấn đề

NL thực hiện v ĐG giải ph p GQVĐ o gồm các thành phần: Trình bày giải ph p GQVĐ, ph t hiện giải pháp khác, nhận thức và vận dụng phương ph p

h nh động vào bối cảnh mới,…

- Trình bày giải pháp GQVĐ: X định qu trình để thực hiện giải pháp

GQVĐ o gồm nội dung các công việc cần thực hiện và trình tự để thực hiện các công việ đó theo những quy tắc lôgic, rõ ràng HS xác lập được quy trình thực hiện giải ph p GQVĐ đúng đắn, họ sẽ đi đúng hướng GQVĐ, kh ng ỏ sót công việc cần thiết, nhiều khi bỏ sót một công việ n o đó sẽ không giải quyết được vấn đề hoặc giải quyết kh ng đầ đủ các yêu cầu vấn đề đặt ra Nếu không xác lập được quy trình thực hiện giải ph p GQVĐ; ó thể dẫn đến GQVĐ luẩn quẩn, mất thời

gi n, kh ng đem lại hiệu quả Trong khi diễn đạt giải ph p GQVĐ, HS tiến hành kiểm tra tính lôgic, chặt chẽ và sự đúng đắn của mỗi ước, từng phép tính, từng chi tiết Diễn đạt giải ph p GQVĐ một h tương đối chi tiết, lôgic và chặt chẽ, ngắn gọn, chính xác

- Phát hiện giải pháp khác: ĐG việc chọn lựa giải pháp, công cụ phù hợp hay

hư ? Giải ph p đã họn là tối ưu h òn hạn chế gì? Còn giải ph p n o h hơn

kh ng? Trong qu trình GQVĐ, âu hỏi tự nhiên luôn nảy sinh là: vấn đề này có liên

qu n đến một vấn đề nào khác hay không? Qua các hoạt động liên tưởng, chuyển hóa đối tượng,…, l m rõ mối liên hệ giữa vấn đề cần giải quyết và vấn đề đã ó giải pháp giải quyết Từ đó, ó thể sử dụng khía cạnh n o đó ủa vấn đề này, phát hiện giải pháp

kh GQVĐ

- Nhận thức và vận dụng phương pháp hành động vào bối cảnh mới: vấn đề

đặt r đã được giải quyết; nếu th đổi, thêm, bớt điều kiện,…, ó thể dẫn đến một vấn đề mới hay không? Câu hỏi này gợi ý ho HS ý tưởng sáng tạo HS biết vận dụng sáng tạo các tri thức thu nhận đượ để tìm ra vấn đề mới và giải quyết được vấn đề đó Tìm được một bài toán vật lí mới vừa bổ ích lại vừa có thể giải được, không phải là việc dễ, cần phải có kinh nghiệm, sở trường, may mắn

1.2.4.5 Sự thống nhất giữa các bước giải bài tập vật lí và các bước của hoạt động GQVĐ

Theo mụ 1.1.1.1 húng t i đã trình : i tập vật lí được hiểu là những vấn đề đượ đặt r đòi hỏi người học phải giải quyết….Do đó, hoạt động giải bài tập vật lí ũng hính l hoạt động GQVĐ và chúng có sự thống nhất được thể hiện theo bảng so s nh s u đâ

Bảng 1.4 Bảng liên hệ giữa các bước giải bài tập vật lí và các pha của hoạt động GQVĐ

Các bước giải bài tập Vật lí Các bước của hoạt động GQVĐ

ƣớc 1: Tìm hiểu đề bài ƣớc 1- Phát hiện và làm rõ vấn

đề

ƣớc 2: Phân tích hiện tƣợng

ƣớc 2- Đề xuất và lựa chọn giải pháp

ƣớc 3: Xây dựng lập luận ƣớc 3- GQVĐ

ƣớc 4: Biện luận ƣớc 4- Đ nh gi giải pháp, kết

luận, đề xuất vấn đề mới (nếu có)

Ta thấy rằng, hoạt động giải mỗi bài tập vật lí ho dù đơn giản hay phức tạp đều gắn với hoạt động GQVĐ Tuy nhiên việ đồng nhất hoạt động GQVĐ với hoạt động giải bài tập vật lí lại là cách hiểu không chính xác vì không phải hoạt động GQVĐ n o ũng liên qu n đến bài tập vật lí, nhƣng đã giải bài tập vật lí l GQVĐ

1.3 Những phẩm chất, NL cần có của HS giỏi

1.3.1 NL và phẩm chất cần có của HS giỏi nói chung

Một HS giỏi đƣợc thể hiện qua một số NL và phẩm chất quan trọng sau [2, tr 1-15]:

1.3.1.1 NL tiếp thu kiến thức

+ Khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng

+ Luôn hứng thú trong các tiết họ , đặc biệt là bài mới

+ Có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện những tri thứ đã thu được ngay từ dạng

sơ kh i

1.3.1.2 NL suy luận, tư duy lô-gic

+ Biết phân tích sự vật, hiện tượng qua các dấu hiệu đặ trưng ủa chúng + Biết th đổi góc nhìn khi xem xét một sự vật hiện tượng

+ Biết h tìm on đường ngắn nhất để đi đến một kết luận chính xác

+ Biết xét đủ điều kiện cần thiết để kết luận được giả thuyết đúng

+ Biết quay lại điểm vừa xuất ph t để tìm đường đi mới

1.3.1.3 NL đặc biệt

+Biết diễn đạt hính x điều mình muốn trình bày

+ Sử dụng thành thạo hệ thống ký hiệu, qu ướ để diễn tả vấn đề

+ Biết phân biệt thành thạo các kỹ năng đọc, viết và nói

+ Biết thu gọn các vấn đề và trật tự hóa các vấn đề để dùng khái niệm trước,

mô tả cho khái niệm sau

1.3.1.4 NL lao động sáng tạo

Biết tổ hợp các yếu tố, các thao t để thiết kế một dãy các hoạt động nhằm đạt kết quả mong muốn

1.3.1.5 NL kiểm chứng

+ Biết su xét đúng s i từ một loạt sự kiện

+ Biết tạo r tương tự h tương phản để khẳng định hoặc bác bỏmột đặc trưng n o đó trong sản phẩm do mình làm ra

+ Biết chỉ ra một cách chắc chắn các dữ liệu cần phải kiểm nghiệm khi thực hiện một số lần kiểm nghiệm

1.3.1.6 NL thực hành

+ Biết thực hiện dứt khoát một số động tác trong khi làm thí nghiệm

+ Biết kiên trì, kiên nhẫn trong quá trình làm sáng tỏ một số vấn đề lý thuyết qua TN hoặ đi đến một vấn đề lý thuyết mới dựa trên TN

1.3.2 NL và phẩm chất cần có của HS giỏi Vật lý

Căn ứ vào nguyên tắc chung về phẩm chất của một HS giỏi, chúng tôi xin trình bày NL và phẩm chất của một HS giỏi Vật lý

- Có kiến thức Vật lý vững vàng, sâu sắc, hệ thống, hiểu rõ bản chất của các hiện tượng vật lý Biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo kiến thứ ơ ản trong đó ó các tình huống mới

- Có NL tư du tốt và sáng tạo, biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, có khả năng sử dụng nhiều phương ph p để đi đến kết quả

- Có kỹ năng thí nghiệm tốt, có NL về phương ph p nghiên ứu khoa học Vật

lý Biết nếu ra những lý luận cho những hiện tượng xảy ra trong thực tế, biết cách dùng TN để kiểm chứng lại lý luận và biết cách dùng lý thuyết để giải thích những hiện tượng đã được kiểm chứng

Tất cả các phẩm chất và NL nói trên nếu được bồi dưỡng thì sẽ góp phần bồi dưỡng NL GQVĐ ho HS giỏi

Như vậ đối với GV, khi đ o tạo những HSG Vật lý, cần hướng HS học tập

để HS được trang bị những kiến thức, kỹ năng, giúp em tự học hỏi, sáng tạo nhằm phát huy tối đ NL của mình

1.3.3 Một số biện pháp phát hiện, bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS giỏi Vật lí

1.3.3.1 Một số biện pháp phát hiện HS giỏi vật lí

Một số biện ph p m người GV thường áp dụng để phát hiện HS giỏi Vật lí như:

+ Kiểm tra – thi chọn HS giỏi: Đâ l iện pháp hữu hiệu nhất mà GV

thường làm Th ng qu điểm số ũng như h l m i kiểm tra của HS, thầy cô ít nhiều đ nh gi được NL kiến thức, kỹ năng kỹ xảo ũng như NL tư du GQVĐ ủa

HS

+ Quan sát hành vi – hứng thú – tính tích cực học tập của HS: Phát hiện HS

giỏi không chỉ dự v o điểm số của bài kiểm tra mà còn dựa vào nền tảng tâm lí

trong quá trình học tập của HS Đó l th i độ, hứng thú, tích cực với môn họ : “Từ

tính tích cực sẽ sản sinh tư duy độc lập, tư duy độc lập là cơ sở để hình thành tư

duy phê phán và tư duy phê phán là mầm mống của sự sáng tạo” [11, tr 85] HS

giỏi nói chung và HS giỏi vật lí nói riêng lu n ó th i độ nghiêm túc tự giác với môn học, luôn tích cực hoạt động chủ động đối với nhiệm vụ học tập, không bảo thủ, ỷ lại

+ Thử sức HS qua những bài tập khó đòi hỏi khả năng tư duy cao như:

- Hệ thống bài tập tổng hợp nhằm bộc lộ khả năng liên hệ, khả năng kh i th kiến thức ở nhiều phần đã được học

- Thiết kế các bài thực hành và thực hiện các bài thực hành bằng những thiết

bị không tiêu chuẩn ngay cả khi hư được làm thí nghiệm hành trên những thiết bị chuẩn

- Giải những bài toán tổng hợp nhiều kiến thứ đòi hỏi khả năng tư du o

1.3.3.2 Lựa chọn hệ thống bài tập góp phần bồi dưỡng NL GQVĐ cho HSG

Trong dạy học bất kỳ một đề tài nào, GV cần phải lựa chọn hệ thống bài tập thỏa mãn yêu cầu s u đâ [9, tr 363 – 365]:

1 Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, giúp HS nắm được phương ph p giải bài tập điển hình

2 Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng gips một phần n o đó v o việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức

3 Hệ thống bài tập phải bao gồm nhiều thể loại bài tập: Bài tập giả tạo (có nội dung không sát với thực tế) và bài tập có nội dung thực tế (liên qu n đến đời sống và kỹ thuật), bài tập luyện tập (bài tập mẫu nhằm ghi nhớ kiến thức) và bài tập sáng tạo (giúp rèn luyện những th o t tư du v kiến thức sâu sắc), bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lí, bài tập có nhiều cách giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo những điều kiện cụ thể của bài tập mà GV không nêu lên hoặc chỉ nêu lên một điều kiện n o đó m th i

1.3.3.3 Một số yêu cầu đối với HSG khi giải bài tập vật lí giúp bồi dưỡng NL GQVĐ

1 Đọc kỹ đề bài, chuyển từ ngôn ngữ th ng thường sang kí hiệu vật lí Chỉ khi HS viết được tất cả các dữ kiện mà bài toán cho thông qua kí hiệu vật lí thì mới

có khả năng giải được bài tập đó

2 Sử dụng ngôn ngữ vật lí để mô tả hiện tượng vật lí đề ra trong bài toán Diễn đạt vấn đề của bài toán theo những cách khác nhau

3 Sử dụng kí hiệu, hình vẽ để mô tả hiện tượng, quá trình vật lí Biết tìm điểm khởi đầu để bắt đầu giải một bài tập vật lí

4 Phân tích mối liên hệ giữ đại lượng đã ho v đại lượng cần tìm bằng cách trả lời câu hỏi như: đại lượng nào biến đổi, đại lượng nào bất biến, chúng liên

hệ với nhau bằng những phương trình to n học nào Biết phân tích hay tổng hợp các mối liên hệ đó để đi đến kết quả

5 Tìm những cách giải khác nhau cho cùng một bài toán

6 Ghi chép cẩn thận khi giải mỗi i to n, lưu ý những vấn đề mới xuất hiện trong cùng một chủ đề bài tập ghi chép vào mục chú ý riêng

7 Rèn luyện nghị lực kiên trì cho việc giải toán vật lí Có những bài toán vật

lí đơn giản về hiện tượng vật lí nhưng lại khó khăn trong iến đổi phương trình toán học hoặc có những thí nghiệm vật lí phải tiến hành nhiều lần mới cho ra kết quả Điều đó đòi hỏi ở HS nghị lực kiên trì, bền bỉ, th i độ cẩn thận chính xác trong từng ước giải toán

Muốn hướng dẫn HS tốt, GV cần xây dựng hệ thống câu hỏi khái quát cho bài toán Câu hỏi kh i qu t thường bám vào dữ kiện then chốt hoặ m v o đại lượng cần tìm Câu hỏi kh i qu t thường không có câu trả lời ngay mà phải được giải quyết thông qua các câu hỏi gợi ý Hệ thống câu hỏi gợi ý sẽ giúp HS lần lượt tìm ra các mối liên hệ giữ đại lượng trong i to n Do đó âu hỏi gợi ý không chung chung mà thường bám sát các dữ kiện đã ho hoặc hiện tượng vật lí xảy ra trong bài GV cần chuẩn bị tốt câu hỏi gợi ý v phương n trả lời của HS có thể gồm cả phương n trả lời sai Xây dựng hệ thống bài tập tăng ường phân hóa các cấp độ, thường từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, âu đơn giản là tiền đề của