Cũng như trong học tập các bộ môn khác, học Vật lílại càng cần phát triển năng lực tích cực, năng lực tư duy của học sinh để khôngphải chỉ biết mà còn phải hiểu để giải thích hiện tượng
Trang 2Trong việc nâng cao chất lượng giáo dục nói chung và chất lượng bộmôn 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 củahọc sinh có ý nghĩa hết sức quan trọng Bởi vì xét cho cùng công việc giáo dụcphải được tiến hành trên cơ sở tự nhận thức, tự hành động, việc khơi dậy pháttriển ý thức năng lực tư duy, bồi dưỡng phương pháp tự học là con đường pháttriển tối ưu của giáo dục Cũng như trong học tập các bộ môn khác, học Vật lílại càng cần phát triển năng lực tích cực, năng lực tư duy của học sinh để khôngphải chỉ biết mà còn phải hiểu để giải thích hiện tượng Vật lí cũng như áp dụngkiến 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 nhữngvấn đề không quá phức tạp, có thể giải được bằng những suy luận lô gíc, bằngtính toán hoặc thực nghiệm dựa trên cơ sở những quy tắc Vật lí, phương phápVật lí đã quy định trong chương trình học Nhưng bài tập Vật lí lại là một khâuquan 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 vàothực tiễn, là biện pháp quý báu để phát triển năng lực tư duy của học sinh, cótác dụng sâu sắc về mặt giáo dục tư tưởng, đạo đức lớn Vì thế trong việc giảibài tập Vật lí mục đích cơ bản cuối cùng không phải chỉ tìm ra đáp số, tuy điềunày cũng quan trọng và cần thiết, mục đích chính của việc giải là ở chỗ ngườilàm bài tập hiểu được sâu sắc hơn các khái niệm, định luật Vật lí, vận dụngchúng vào những vấn đề thực tế trong cuộc sống, trong lao động
Qua thực tế giảng dạy Vật lí ở trường THCS nói chung bộ môn Vật lí 8,
9 nói riêng, tôi nhận thấy học sinh còn gặp rất nhiều khó khăn lúng túng khigiải
các bài tập Vật lí, điều này ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng dạy và học
Vừa qua cùng với sự đổi mới phương pháp dạy học chung của ngànhgiáo dục, đồng thời bản thân cũng tự kiểm tra, tổng kết tình hình dạy học Vật
Trang 3lí, cùng với việc tiếp thu các chuyên đề, thấy được tác dụng giáo dưỡng và giáodục rất lớn đối với học sinh khi giải bài tập Vật lí Từ đó vận dụng vào quátrình giảng dạy, tôi thấy có hiệu quả hơn so với trước đây, chất lượng học sinhđược nâng cao rõ rệt
Xuất phát từ những lí do trên, tôi quyết định chọn đề tài: “ Phương
pháp giải một số dạng bài tập vật lí ở trường THCS ” nhằm giúp học sinh
nắm chắc được kiến thức cơ bản, mở rộng và hiểu sâu kiến thức Từ dó nângcao được chất lượng bộ môn Vật lí và biết vận dụng vào thực tế
II TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.
Việc dạy học Vật lí trong trường phổ thông hiện nay chưa phát huy đượchết vai trò của bài tập Vật lí trong thực hiện các nhiệm vụ dạy học Dạy họcsinh 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 khácnhau dành cho học sinh, hầu hết đều đáp ứng được yêu cầu giúp học sinh rènluyện kĩ năng giải bài tập Vật lí, củng cố và nâng cao kiến thức Vật lí Songnhìn chung thường ghép với các chủ đề cụ thể
Xuất phát từ tầm quan trọng của bài tập trong dạy học Vật lí và giúp họcsinh có phương pháp kỹ năng giải bài tập Vật lí, từ đó nắm vững kiến thức đểvận dụng vào cuộc sống một cách thiết thực và có hiệu quả tôi chọn đề tài:
“Phương pháp giải một số dạng bài tập vật lí ở trường THCS ”
III MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU.
Hình thành cho học sinh một cách tổng quan về phương pháp giải mộtbài tập Vật lí, từ đó các em có thể vận dụng một cách thành thạo và linh hoạttrong việc giải các bài tập, nâng cao hiệu quả của bài tập, giúp các em nắmvững kiến thức trong quá trình học tập
IV ĐỐI TƯỢNG - PHẠM VI - THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
1 Đối tượng nghiên cứu: Phương pháp giải bài tập Vật lí
Trang 42 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài được thực hiện với học sinh một số lớp
ở khối 8, 9 trường THCS Bạch Thượng – Duy Tiên – Hà Nam
3 Thời gian thực hiện: Năm học 2009– 2010.
V NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU.
1 Nghiên cứu lí luận về phương pháp giải bài tập Vật lí.
2 Nghiên cứu lí luận về sử dụng bài tập vật lí trong dạy học Vật lí.
3 Nghiên cứu chương trình nội dung kiến thức các bài học Vật lí ở cấp THCS
3 Nghiên cứu quá trình hình thành và phát triển nội dung dạy học Vật lí ở cấp THCS
4 Nghiên cứu tình hình dạy và học Vật lí Đặc biệt quan tâm đến hoạt động sử dụng bài tập Vật lí
VI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
1 Nghiên cứu lí luận Cụ thể là nghiên cứu các vấn đề:
- Các tài liệu liên quan tới việc sử dụng bài tập trong dạy học Vật lí
- Lí luận về sử dụng bài tập Vật lí trong dạy học
- Các tài liệu nói về phương pháp giải bài tập Vật lí
2 Phương pháp điều tra sư phạm.
- Điều tra trực tiếp bằng cách dự giờ phỏng vấn
- Điều tra gián tiếp bằng cách sử dụng phiếu điều tra
3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm.
- Áp dụng đề tài vào dạy học thực tế từ đó thu thập thông tin để điềuchỉnh cho phù hợp
B- NỘI DUNG ĐỀ TÀI.
CHƯƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN
Trang 5I MỤC ĐÍCH HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
VẬT LÍ.
1 Bài tập Vật lí giúp cho học sinh ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức.
Trong giai đoạn xây dựng kiến thức học sinh đã nắm được cái chung cáckhái quát của các khái niệm, định luật và cũng là các khái niệm trìu tượng.Trong các bài tập học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trìu tượng
đó vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm đượcnhững biểu hiện rất cụ thể của chúng trong thực tế và phạm vi ứng dụng củachúng Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kỹ thuật bài tập Vật lí giúp chohọc sinh thấy được những ứng dụng muôn hình muôn vẻ trong thực tiễn củacác kiến thức đã học
Còn khái niệm, định luật Vật lí thì rất đơn giản nhưng biểu hiện củachúng trong tự nhiên thì rất phức tạp Do đó bài tập vật lí sẽ giúp luyện tập chohọc sinh phân tích để nhận biết được những trường hợp phức tạp đó
Bài tập vật lí là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động.Khi giải bài tập vật lí học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sửdụng tổng hợp các kiến thức của nhiều chương nhiều phần của chương trình
2 Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn đến kiến thức mới.
Nhiều khi bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến nhữngsuy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giảithích hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra
3.Giải bài tập vật lý rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng lý thuyết vào
thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát
Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện
kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụngkiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn
4 Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của
học sinh
Trang 6Trong khi làm bài tập do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầubài, tự xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà họcsinh rút ra được nên từ duy của học sinh được phát triển năng lực làm việc tựlực nâng cao, tính kiên trì được phát triển.
5 Giải bài tập 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 dụngnhững kiến 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
6 Giải bài tập vật lý là một phương tiện để kiểm tra mức độ nắm vững
kiến thức của học sinh
Tuỳ theo cách ra bài tập ta có thể phân loại được các mức độ nắm vữngkiến thức của học sinh giúp việc đánh giá chất lượng học sinh được chính xác
II.PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÝ
Sơ đồ phân loại bài tập vật lí
1 Phân loại theo phương tiện giải :
B i t ài t ập vật lí
B i tài t ập
đồ thị
B i tài t ập thí nghiệm
B i tài t ập định lượng
B i tài t ập định tính
Trang 72 Phân loại theo mức độ
B i tài t ập sáng tạo
B i tài t ập tổng hợp
B i tài t ập tập dượt
B i t ài t ập vật lí
Trang 8CHƯƠNG II CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN
1 Thực trạng trước khi thực hiện đề tài.
Trước khi thực hiện đề tài qua giảng dạy ở trường THCS Bạch Thượng,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 tậpvật lí các em thường lúng túng trong việc định hướng giải, có thể nói hầu nhưcác 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
+ Nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa mới hầu như khôngdành thời lượng cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hay luyện tập ( đặcbiệt là chương trình vật lí ở các lớp: 6, 7, 8), dẫn đến học sinh không có điềukiện bổ sung, mở rộng và nâng cao kiến thức cũng như rèn kỹ năng giải bài tậpVật lí
2 Số liệu điều tra trước khi thực hiện đề tài.
Trước khi thực hiện đề tài tôi đã tiến hành kiểm tra và khảo sát đối vớihọc sinh ở các lớp: 9A, 9C trường THCS Bạch Thượng bằng một số bài tập cơbản tương ứng với mức độ nội dung kiến thức ở mỗi khối lớp Kết quả thuđược như sau:
Trang 9
III.TỔ CHỨC CHUYÊN ĐỀ.
Ngoài việc nắm vững kiến thức, để có kỹ năng tốt trong việc giải bài tậpVật lí đòi hỏi học sinh phải nắm vững phương pháp giải cũng như cách trìnhbày lời giải, phải có kỹ năng phân loại được các dạng bài tập
Vì vậy để giúp học sinh nắm vững phương pháp giải một bài tập vật lí,trong năm học này tôi đã kết hợp với tổ chuyên môn tổ chức cho học sinh học
chuyên đề “ Phương pháp giải một số dạng bài tập Vật lí ở trường THCS”.
Trong chuyên đề này tôi chia thành 3 nội dung, hướng dẫn học sinh:
Trình tự giải một bài tập vật lí.
Hai phương pháp suy luận để giải các bài tập vật lí.
Áp dụng phương pháp giải bài tập vật lí vào một số bài tập cơ
bản
1 Trình tự giải một bài tập vật lí.
- Phương pháp giải một bài tập Vật lí phụ thuộc nhiều yếu tố: mục đích
yêu cầu của bài tập, nội dung bài tập, trình độ của các em, v.v Tuy nhiêntrong cách giải phần lớn các bài tập Vật lí cũng có những diểm chung
- Thông thường khi giải một bài tập vật lí cần thực hiện theo trình tự sauđây:
1.1.Hiểu kỹ đầu bài
- Đọc kỹ đầu bài: bài tập nói gì? cái gì là dữ kiện? cái gì phải tìm?
-Tóm tắt đầu bài bằng cách dùng các ký hiệu chữ đã qui ước để viết các
dữ kiện và ẩn số, đổi các đơn vị, các dữ kiện theo chuẩn SI
- Vẽ hình , nếu bài tập có liên quan đến hìng vẽ hoặc nếu cần phải vẽhình để diễn đạt đề bài Cố gắng vẽ đúng tỉ lệ xích càng tốt Trên hình vẽ cầnghi rõ dữ kiện và cái cần tìm
1.2 Phân tích nội dung bài tập, lập kế hoạch giải
Trang 10- Tìm sự liên hệ giữa những cái chưa biết (ẩn) và những cái đẵ biết (dữkiện)
- Nếu chưa tìm được trực tiếp các mối liên hệ ấy thì có thể phải xét mộtsố
bài tập phụ để gián tiếp tìm ra mối liên hệ ấy
- Phải xây dựng được một dự kiến về kế hoạch giải
1.3 Thực hiện kế hoạch giải.
- Tôn trọng trình tự phải theo để thực hiện các chi tiết của dự kiến, nhất
là khi gặp một bài tập phức tạp
- Thực hiện một cách cẩn thận các phép tính số học, đại số hoặc hìnhhọc Nên hướng dẫn học sinh làm quen dần với cách giải bằng chữ và chỉ thaygiá trị bằng số của các đại lượng trong biểu thức cuối cùng
- Khi tính toán bằng số, phải chú ý đảm bảo những trị số của kết quả đều
có ý nghĩa
1.4 Kiểm tra đánh giá kết quả.
- Kiểm tra lại trị số của kết quả: Có đúng không? Vì sao? Có phù hợp vớithực tế không?
- Kiểm tra lại các phép tính: có thể dùng các phép tính nhẩm và dùngcách làm tròn số để tính cho nhanh nếu chỉ cần xét độ lớn của kết quả trongphép tính
- Nếu có điều kiện, nên phân tích, tìm một cách giải khác, đi đến cùngmột kết quả đó Kiểm tra xem còn con đường nào ngắn hơn không
2.Hai phương pháp suy luận để giải các bài tập vật lí.
Xét về tính chất thao tác của tư duy, khi giải các bài tập vật lí, người tathường dùng phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp
2.1 Giải bài tập bằng phương pháp phân tích.
- Theo phương pháp này, xuất phát điểm của suy luận đại lượng cần tìm.Người giải phải tìm xem đại lượng chưa biết này có liên quan với những đại
Trang 11lượng Vật lí nào khác và một khi biết sự liên hệ này thì biểu diễn nó thànhnhững công thức tương ứng Nếu một vế của công thức là đại lượng cần tìmcòn vế kia chỉ gồm những dữ liệu của bài tập thì công thức ấy cho ra đáp số củabài tập Nếu trong công thức còn những đại lượng khác chưa biết thì đối vớimỗi đại lượng đó, cần tìm một biểu thức liên hệ với nó với các đại lượng Vật líkhác; cứ làm như thế cho đến khi nào biểu diễn được hoàn toàn đại lượng cầntìm bằng
những đại lượng đã biết thì bài toán đã được giải xong
Như vậy cũng có thể nói theo phương pháp này, ta mới phân tích một bàitập phức tạp thành những bài tập đơn giản hơn rồi dựa vào những quy tắc tìmlời giải mà lần lượt giải các bài tập đơn giản này Từ đó tìm dần ra lời giải củacác bài tập phức tạp nói trên
Thí dụ ta hãy dùng phương pháp phân tích để giải bài tập sau:
Hướng dẫn giải:
- Đại lượng cần tìm ở đây là chiều dài của dây hợp kim Ta tìm mối liên
hệ giữa chiều dài của dây dẫn với các đại lượng khác trong bài
- Ta biết rằng muốn nhiệt độ của phòng luôn luôn không đổi thì trongmỗi giờ nhiệt lượng lò sưởi cung cấp phải bằng nhiệt lượng mà phòng mất đi.Nhiệt lượng do lò sưởi cung cấp tương đương với điện năng mà lò sưởi tiêuthụ Điện năng lại phụ thuộc điện trở của dây hợp kim đồng Điện trở này lại dochiều dài của dây qui định
Trang 12a Nếu gọi chiều dài của dây là l, điện trở của dây là R, điện trở suất của
nó là và tiết diện của nó là S, thì chiều dài của dây dẫn liên hệ với điện trở
b Trong biểu thức của chiều dài có một đại lượng mới chưa biết đó là
điện trở R của dây Điện trở này đo bằng tỉ số của hiệu điện thế U với cường độ
dòng điện I qua dây: R U
I
c Đại lượng mới chưa biết là cường độ dòng điện I thì liên hệ với các
đại lượng khác bằng định luật Ôm và bằng công thức biểu diễn năng lượng A
do dòng điện toả ra Ta đã dùng định luật Ôm trong (2) Vậy mối liên hệ giữa I
và A là:
A = I.U.ttrong đó t là thời gian dòng điện chạy qua dây; từ đó suy ra:
.
A I
U t
(3)
d Trong công thức trên, điện năng tính ra Jun Điện năng này tương
đương với nhiệt lượng Q mà dòng điện cung cấp (và với nhiệt lượng mà gian phòng mất đi) trong thời gian t theo biểu thức:
ở vế phải của biểu thức (4), tất cả các đại lượng đều đã biết Bây giờ cần thay thế biểu thức sau vào biểu thức trước và cứ thế đi dần từ biểu thức cuối lênbiểu thức đầu:
- Thay (4) vào (3) được:
.
Q I
Trang 13- Thay (2)’ vào (1) được
2
.
U t S l
- Vậy chiều dài dây hợp kim đồng là 220m
2.2 Giải bài tập bằng phương pháp tổng hợp.
Theo phương pháp này, suy luận không bắt đầu từ các đại lượng cần tìm
mà bắt đầu từ các đại lượng đã biết có nêu trong bài Dùng công thức liên hệcác đại lượng này với các đại lượng chưa biết, ta đi dần đến công thức cuốicùng trong đó chỉ có một đại lượng chưa biết là đại lượng cần tìm
Theo phương pháp tổng hợp, bài tập nêu trong ví dụ trên có thể giảinhư sau:
a Muốn nhiệt độ trong phòng luôn luôn không đổi thì nhiệt lượng do
dòng điện qua lò sưởi toả ra trong một thời gian t nào đó (ở đây là 1giờ) phảibằng nhiệt lượng Q mà gian phòng mất đi trong thời gian đó
Theo định luật Jun - Len xơ thì
Q = I2.R.t (1)trong đó R là điện trở của dây dẫn của lò sưởi, I là cường độ dòng điện qua lòsưởi
b Theo định luật Ôm, ta có: I U
R