Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập Vật lí

Trong quá trình giảng dạy bộ môn Vật lí ở trường THCS việc hình thành cho học sinh phương pháp, kỹ năng giải bài tập Vật lí là hết sức cần thiết, để từ đó giúp các em đào sâu, mở rộng nh[r]

Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập vật lí -thcs

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 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 bài tập 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

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 khi giải

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 ngành giáo dục, đồng thời bản thân cũng tự kiểm tra, tổng kết tình hình dạy học Vật lí, cùng với việc tiếp thu các chuyên đề, thấy được tác dụng giáo dưỡng và giáo dục rất lớn đối với học sinh khi giải bài tập Vật lí Từ đó vận dụng vào quá trình giảng dạy, tôi thấy có hiệu quả hơn so với trước đây, chất lượng học sinh được nâng cao rõ rệt

Xuất phát từ những lí do trên, tôi quyết định chọn đề tài: “ Hướng dẫn học sinh phương phỏp giải bài tập Vật Lý - THCS” nhằm giúp học sinh nắm

chắc được kiến thức cơ bản, mở rộng và hiểu sâu kiến thức Từ dó nâng cao 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 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

Xuất phát từ tầm quan trọng của bài tập trong dạy học Vật lí và giúp học sinh có phương pháp kỹ năng giải bài tập Vật lí, từ đó nắm vững kiến thức để vận dụng vào cuộc sống một cách thiết thực và có hiệu quả tôi chọn đề tài:

“ Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập Vật lí - THCS”

III Mục đích nghiên cứu.

Hình thành cho học sinh một cách tổng quan về 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

IV đối tượng - phạm vi - thời gian nghiên cứu

1 Đối tượng nghiên cứu: Phương pháp giải bài tập Vật lí

2 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài được thực hiện với học sinh một số lớp ở

khối 8, 9 trường THCS Long Hưng Bự Gia Mập Bỡnh Phước

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

4 Nghiên cứu quá trình hình thành và phát triển nội dung dạy học Vật lí ở cấp THCS

5 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 điều chỉnh cho phù hợp

B- nội dung đề tài.

chương I cơ sở lí luận

I 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 các khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là các khái niệm trừu tượng Trong các bài tập học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng

đó vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm được những biểu hiện rất cụ thể của chúng trong thực tế và phạm vi ứng dụng của chúng Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kỹ thuật bài tập Vật lí giúp cho học sinh thấy được những ứng dụng muôn hình muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học

Còn khái niệm, định luật Vật lí thì rất đơn giản nhưng biểu hiện của chúng trong tự nhiên thì rất phức tạp Do đó bài tập vật lí sẽ giúp luyện tập cho học 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 sử dụng 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 những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích 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 dụng kiến 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

Trong khi làm bài tập do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài,

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

ra được nên từ duy của học sinh được phát triển năng lực làm việc tự lực 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 dụng những 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 vững kiến 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 :

Bài tập vật lí

Bài tập

đồ thị

Bài tập thí nghiệm

Bài tập

định lượng

Bài tập

định tính

Bài tập thí

nghiệm

Bài tập dự

đoán hiện

tượng

Bài tập

giải thích

hiện tượng

2 Phân loại theo mức độ

chương II các giải pháp thực hiện

 tổ chức chuyên đề.

 Hướng dẫn học sinh học tập vật lí ở nhà

 kiểm tra Đánh giá chất lượng.

I khảo sát thực tế.

1 Thực trạng trước khi thực hiện đề tài.

Trước khi thực hiện đề tài qua giảng dạy ở trường THCS Đoàn Kết, 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

+ 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

2 Số liệu điều tra trước khi thực hiện đề tài.

Bài tập sáng tạo Bài tập tổng hợp

Bài tập tập dượt

Bài tập vật lí

Trước khi thực hiện đề tài tôi đã tiến hành kiểm tra và khảo sát đối với học sinh ở các lớp: 9, 8 trường THCS Long Hưng bằng một số bài tập cơ bản tương ứng với mức độ nội dung kiến thức ở mỗi khối lớp Kết quả thu được như sau:

III.Tổ CHứC CHUYÊN Đề.

Ngoài việc nắm vững kiến thức, để có kỹ năng tốt trong việc giải bài tập Vật lí đòi hỏi học sinh phải nắm vững phương pháp giải cũng như cách trình bày 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 “Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập Vật lí - 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 nhiên trong cách giải phần lớn các bài tập Vật lí cũng có những diểm chung

Lớp Sĩ số

SL % SL % SL % SL %

9 26 0 0 4 15.4 16 61.5 6 23.1

8 39 0 0 5 12.8 21 53.8 13 33.4

- Thông thường khi giải một bài tập vật lí cần thực hiện theo trình tự sau

đây:

1.1.Hiểu kỹ đầu bài

- Đọc kỹ dầu 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 đơn vị các dữ kiện cho thống nhất(nếu cần thiết )

- Vẽ hình , nếu bài tập có liên quan đến hìng vẽ hoặc nếu cần phải vẽ hình

để diễn đạt đề bài Cố gắng vẽ dúng tỉ lệ xích càng tốt Trên hình vẽ cần ghi rõ dữ kiện và cái cần tìm

1.2 Phân tích nội dung bài tập, lập kế hoạch giải

- Tìm sự liên hệ giữa những cái chưa biết (ẩn) và những cái đẵ biết (dữ kiện)

- Nếu chưa tìm được trực tiếp các mối liên hệ ấy thì có thể phải xét một số 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 hình học Nên hướng dẫn học sinh làm quen dần với cách giải bằng chữ và chỉ thay giá 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 với thực tế không?

- Kiểm tra lại các phép tính: có thể dùng các phép tính nhẩm và dùng cách làm tròn số để tính cho nhanh nếu chỉ cần xét độ lớn của kết quả trong phép tính

- Nếu có điều kiện, nên phân tích, tìm một cách giải khác, đi đến cùng một 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 ta thường 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 lượng Vật lí nào khác và một khi biết sự liên hệ này thì biểu diễn nó thành những công thức tương ứng Nếu một vế của công thức là đại lượng cần tìm còn vế kia chỉ gồm những dữ liệu của bài tập thì công thức ấy cho ra đáp số của bài tập Nếu trong công thức còn những đại lượng khác chưa biết thì đối với mỗi đại lượng đó, cần tìm một biểu thức liên hệ với nó với các đại lượng Vật lí khác; cứ làm như thế cho đến khi nào biểu diễn được hoàn toàn đại lượng cần tìm 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 bài tập phức tạp thành những bài tập đơn giản hơn rồi dựa vào những quy tắc tìm lời giải mà lần lượt giải các bài tập đơn giản này Từ đó tìm dần ra lời giải của các bài tập phức tạp nói trên

 Thí dụ ta hãy dùng phương pháp phân tích để giải bài tập sau:

 Đề bài:

“ Người ta dùng một loại dây hợp kim đồng có tiết diện 10 mm 2 và có điện trở suất là 0,4.10 -4m để làm một lò sưởi điện sưởi ấm một gian phòng Hỏi cần phải lấy chiều dài của dây dẫn này là bao nhiêu để duy trì nhiệt độ của phòng luôn luôn không đổi nếu mỗi giờ gian phòng này bị mất một nhiệt lượng bằng 2 970 000J qua các cửa sổ và các bức tường Biết nguồn điện cung cấp cho lò sưởi có điện áp là 220V”

 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 trong mỗi 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 tiêu thụ Điện năng lại phụ thuộc điện trở của dây hợp kim đồng Điện trở này lại do chiều dài của dây qui định

a 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 của 

nó bằng công thức: R =  l

S





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 (2)

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.t

trong đó t là thời gian dòng điện chạy qua dây; từ đó suy ra:

(3)

.

A I

U t



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: