Phương pháp giải bài tập thực hành nhằm nâng cao chất lượng học sinh khá, giỏi ở trường THCS thăng long

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁPHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NÔNG CỐNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP THỰC HÀNH GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỌC SINH KHÁ, GIỎI TRƯỜNG THCS

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NÔNG CỐNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP THỰC HÀNH GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỌC SINH KHÁ,

GIỎI TRƯỜNG THCS THĂNG LONG

Người thực hiện: Hà Thị Hằng Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác: Trường THCS Thăng Long SKKN thuộc môn: Vật Lý

NÔNG CỐNG, NĂM 2021

2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 03

Khác với các bộ môn khác, Vật lý là bộ môn khoa học thực nghiệm Gắnliền với đời sống của con người Mục đích của việc dạy – học Vật lý không chỉdừng lại ở việc truyền thụ cho học sinh những kiến thức, kỹ năng Vật lý mà loàingười đã tích lũy đươc, mà còn đặc biệt quan tâm đến việc bồi dưỡng cho họcsinh năng lực suy nghĩ độc lập, không dập khuôn, năng lực sáng tạo, năng lựchành động thực tiễn để tạo ra những kiến thức mới, phương pháp mới, nhữngnăng lực giải quyết vấn đề mới nhạy bén, hiệu quả, thiết thực và phù hợp vớihiệu quả thực tế.

Người lao động xưa đã từng quan niệm “Trăm hay không bằng tay quen”,rằng lý thuyết hay không bằng thực hành giỏi Điều đó cho thấy người xưa đã đềcao vai trò của thực hành Ngày nay xã hội phát triển, quan niệm lý thuyết vàthực hành được hiểu khác hơn Học và hành lúc nào cũng đi đôi, không thể táchrời nhau Điều đó cũng đã được chủ tịch Hồ Chí Minh khẳng định: “Học vớihành phải đi đôi, học mà không hành thì vô ích, hành mà không học thì hànhkhông trôi chảy.”

Vì thế trong nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI “Về đổi mới cănbản, toàn diện giáo dục và đào tạo” đã khẳng định “nâng cao chất lượng giáo

dục toàn diện, chú trọng phát triển năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng

kiến thức vào thực tiễn” Phát triển khả năng sáng tạo và kỹ năng thực hành mà

cụ thể là thông qua việc cho học sinh tiếp cận và đi sâu vào các dạng bài tập

thực hành là điều vô cùng cần thiết, giúp học sinh có mối liên hệ chặt chẽ giữa

lí thuyết và vận dụng thực tế, ứng dụng kiến thức vào đời sống

Qua thực tế giảng dạy Vật lý ở trường THCS nói chung và quá trình bồi

dưỡng đội tuyển học sinh giỏi bộ môn Vật lý nói riêng, tôi nhận thấy Bài tập thực hành thường chiếm một phần điểm trong các đề thi học sinh giỏi các cấp,

nhưng nó thường đóng vai trò là câu khó để phân loại học sinh, cũng là phần có

số dạng bài và phương pháp giải phong phú Thông thường học sinh nắm chắcphương pháp giải bài tập và vận dụng làm tốt các bài tập trong chương trình, tuynhiên khi gặp bài toán thực hành thì học sinh gặp phải khó khăn lúng túng khótìm ra hướng giải quyết bài toán một cách chính xác Đặc biệt khi bài toán chỉgiới hạn cho một số ít các dụng cụ thí nghiệm thì việc xác định giá trị của mộtđại lượng cho trước là một bài toán phức tạp đối với học sinh Vì vậy việc tổnghợp, khái quát thành phương pháp giải đối với bài toán thực hành trong môn vật

lí là một chìa khoá giúp học sinh biến bài toán thực nghiệm phức tạp thànhnhững bài toán đơn giản, có lối đi riêng một cách rõ ràng, từ đó dễ dàng vậndụng vào giải các bài tập thực hành khác nhau trong chương trình của bộ môn.Việc nắm vững phương pháp giải bài toán thực hành sẽ góp phần nâng cao chấtlượng đội tuyển học sinh giỏi môn vật lí nói chung, qua đó giúp các em chủđộng hơn trong việc tiếp thu kiến thức của môn học, giúp các em học đi đôi với

2

pháp giải bài tập thực hành nhằm nâng cao chất lượng học sinh khá, giỏi ở trường THCS Thăng Long”

2 Mục đích nghiên cứu:

Hình thành cho học sinh một cách tổng quan về phương pháp giải một số dạngbài tập thực hành Tìm ra phương pháp để giải bài toán thực nghiệm thuộc cácphần: Cơ học, nhiệt học và điện học, quang học Qua đó góp phần nâng cao chấtlượng đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

a Đối tượng nghiên cứu:

Nghiên cứu cơ sở lý luận về phương pháp giải một số dạng bài tập thực hànhtrong quá trình bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý khối 8 và khối 9trường THCS Thăng Long

4 Phương pháp nghiên cứu:

Để thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu nêu ở trên, tôi thực hiện các phương phápnghiên cứu sau :

- Phương pháp tổng kết kinh nghiệm

Áp dụng vào quá trình dạy bồi dưỡng đội tuyển HSG

II PHẦN NỘI DUNG

1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

Bài tập thực nghiệm là dạng bài tập khó và mới đối với học sinh Các emthường rất sợ, ngại, chưa chủ động trong việc tự tìm ra cách giải và khó tìm raphương pháp giải cho một bài toán Các em còn mơ hồ, chưa phân định đượccác đơn vị kiến thức rành rọt cho các hiện tượng, đại lượng vật lí có trong cácnội dung bài tập tương ứng, còn lúng túng khi xác định đề, thậm chí khi đọc đề

mà không định hướng được cách giải

Thực trạng chung của học sinh và giáo viên trong quá trình giải và hướnggiải bài tập là:

- Đối với giáo viên thường ngại đi sâu vào dạng bài tập này, vì đây là kiểubài tập khó, thường phải tư duy, không có nhiều trong các tài liệu tham khảo

- Đối với học sinh, kiểu bài này không mới nhưng ít gặp, hoặc nếu gặp thìkhó nên đòi hỏi các em phải vận dụng linh hoạt mới sáng tạo ra cách làm Vì thếkết quả học tập chưa cao

Bài tập thực nghiệm là những bài tập chỉ mặt kết quả của các thí nghiệm đangkhảo sát Các bài tập này được giải bằng cách vận dụng tổng hợp các kiến thức

lý thuyết và thực nghiệm, các kỹ năng hoạt động trí óc và thực hành, các vốnhiểu biết về vật lý, kỹ thuật và thực tế đời sống Việc giải các bài tập thựcnghiệm đòi hỏi học sinh phải tự mình xây dựng phương án, lựachọn phương tiện, xác định các điều kiện thích hợp, tự mìnhthực hiện thí nghiệm theo quy trình, quy tắc để thu thập, xử lýkết quả nhằm giải quyết một cách khoa học, tối ưu bài toán cụthể đã được đặt ra Loại bài tập này vì vậy có tác dụng toàndiện trong việc đào tạo, giúp học sinh nắm vững các kiến thức,

kỹ năng cơ bản về lý thuyết và thực nghiệm của môn vật lý Cácdạng bài tập này có thể sử dụng với nhiều mục đích, vào nhữngthời điểm khác nhau Thông qua các bài tập thực nghiệm, họcsinh được bồi dưỡng, phát triển năng lực tư duy, năng lực thựcnghiệm, năng lực hoạt động tự lực, sáng tạo, bộc lộ rõ khả năng

sở trường, sở thích về vật lý Giải các bài tập thí nghiệm là mộthình thức hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, tăngcường hứng thú, gắn học với hành, lý luận với thực tế, kích thíchtính tích cực, tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo, tháo vát… củatừng học sinh Đây cũng là một trong những biện pháp để pháthiện ra đúng những học sinh khá, giỏi về vật lý Bài tập thựcnghiệm tạo ra ở học sinh động cơ học tập, sự hăng say tò mòkhám phá xây dựng kiến thức mới, gây cho học sinh một sựhứng thú, tự giác tư duy độc lập, tích cực sáng tạo Thông quabài tập thực nghiệm sẽ tạo ra học sinh khả năng tổng hợp kiếnthức lý thuyết và thực nghiệm, các kỹ năng hoạt động trí óc vàthực hành một cách khéo léo, các vốn hiểu biết về vật lý, kỹthuật và thực tế đời sống nhằm phát huy tốt nhất khả năng suyluận, tư duy lôgic

4

Với bài tập thực nghiệm, học sinh có thể đề xuất cácphương án thí nghiệm khác nhau gây ra không khí tranh luậnsôi nổi trong lớp

2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.

Giải bài tập vật lí là một trong những hoạt động tự lực quantrọng của học sinh trong học tập vật lí Trong hệ thống bài tậpvật lí ở trường THCS hiện nay, chủ yếu yêu cầu học sinh vậndụng các kiến thức đã học để giải thích, dự đoán một số hiệntượng trong thực tế hay tính toán một số đại lượng trong cáctrường hợp cụ thể Một thực trạng ở trường THCS hiện nay làcòn nhiều giáo viên nặng về “chữa bài tập” cho học sinh chưachú ý đúng mức đến việc hướng dẫn học sinh suy nghĩ, lập luận

để tìm lời giải Do đó học sinh tiếp thu kiến thức một cách thụđộng, đặc biệt là tìm lời giải cho các bài tập, các em chỉ thíchlàm các bài tập mà áp dụng được công thức, thay số và tínhtoán hoặc nêu lại, phát biểu lại các kiến thức đã học Bài toánthực nghiệm sẽ giúp các em khắc phục được các nhược điểmtrên

3 Các giải pháp giải quyết vấn đề

3.1 Cơ sở lí thuyết:

Bài tập thực nghiệm là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy học sinh.Việc giải bài tập loại này sẽ giúp học sinh hiểu rõ bản chất hiện tượng, quy luậtvật lý và rèn luyện cho học sinh sự chú ý đến việc phân tích nội dung vật lý

Câu hỏi của bài tập thực nghiệm thường sử dụng như sau:

- Làm thế nào để đo được … với các thiết bị…?

- Hãy tìm cách xác định… với các thiết bị…?

- Nêu phương án đo … với các dụng cụ… ?

Những bài tập này yêu cầu học sinh đo đạc đại lượng vật lý với các thiết

bị sẵn có trong đề bài, tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng

đã có với các đại lượng cần tìm Với đặc trưng của kiểu bài và thực trạng trên tôiđưa ra các giải pháp sau:

1 Xây dựng chương trình bồi dưỡng và đưa ra hệ thống bài tập theo từngphần và phân loại bài tập theo từng dạng giúp học sinh dễ nhớ, dễ hiểu và dễ vậndụng

2 Hệ thống các dạng bài tập thành các bước giải

3 Phát huy vai trò thảo luận nhóm trong quá trình dạy học theo đinh hướngphát triển năng lực

4 Tăng cường kiểm tra, chấm, chữa về dạng bài tập thực nghiệm, lồng ghépbài tập thực nghiệm trong các bài kiểm tra

Muốn làm tốt các bài tập có nội dung thực nghiệm ta cần nắmvững các kiến thức sau:

A Đối với phần cơ học

+ Điều kiện cân bằng của các loại máy cơ đơn giản

+ Biểu thức của áp suất, nguyên lí bình thông nhau

+ Biểu thức xác định các lực cơ học như: trọng lượng của vật P=

dVV= 10.m; lực đẩy ác-si-mét FA= dlV…

+ Cấu tạo, cách sử dụng và vai trò của các dụng cụ thí nghiệm (Thước thẳng,lực kế, bình chia độ, bình tràn, cân )

B Đối với phần nhiệt học:

+ Kỹ năng phân tích diễn biến quá trình trao đổi nhiệt giữa các vật

+Phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu

+ Các đặc điểm, trạng thái của vật trong các quá trình chuyển thể (nóng chảy,đông đặc, bay hơi, ngưng tụ)

+ Các công thức tính nhiệt lượng thu vào, tỏa ra (Q= m.C.t) tương ứng với từng quá trình tăng nhiệt độ, giảm nhiệt độ; nóng chảy, đông đặc (Q= m.); bayhơi, ngưng tụ( Q= m.L)

+ Sự liên quan giữa các kiến thức cơ học và nhiệt học

+ Cấu tạo, cách sử dụng và vai trò của các dụng cụ thí nghiệm (Nhiệt kế, nhiệtlượng kế, cân )

+ Định luật bảo toàn năng lượng

C Đối với phần điện học:

+ Biểu thức của định luật ôm I= U R

+ Các tính chất của đoạn mạch nối tiếp, song song

+ Công thức tính điện trở R=  S l , tiết diện tròn S= π.r2 = π

4

2

d

+ Các công thức tính công, công suất, biểu thức của định luật Jun-len-xơ

+ Cấu tạo, cách sử dụng và vai trò của các dụng cụ thí nghiệm(Ampe kế, vôn kế, thước, )

D Đối với phần quang học:

+ Sử dụng định luật truyền thẳng của ánh sáng

+ Sử dụng định luật phản xạ ánh sáng

+ Thấu kính:

a Thấu kính hội tụ:

- Đặc điểm: Đường đi của tia sáng

+ Tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm F

+ Tia tới đi qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục chính.+ Tia tới đi qua quang tâm O, truyền thẳng

- Tính chất ảnh: d > f ảnh thật, ngược chiều với vật

d < f ảnh ảo, lớn hơn cùng chiều vật

b Thấu kính phân kì:

- Đặc điểm: Đường đi của tia sáng

+ Tia tới song song với trục chính, cho tia ló kéo dài đi qua tiêu điểm F

6

Các bước chung để giải bài tập thực nghiệm.

- Bước 1: Đọc kĩ đầu bài để tìm hiểu mục đích, yêu cầu của nội dung bài tập

- Bước 2: Phân tích nội dung bài tập:

Giúp học sinh có thói quen phân tích đầu bài, hình dung được các hiện tượngVật lí xảy ra trong bài toán như:

+ Bài tập thuộc loại nào?

+ Nội dung bài tập đề cập đến những hiện tượng,đại lượng vật lý nào?

+ Bài tập cho biết gì? Đại lượng nào bài toán đã cho, đại lượng nào cần tìm?

* Cần tìm gì? Yêu cầu gì?

* Có cần vẽ hình không? Nếu có thì vẽ hình như thế nào? Ghi tóm tắt

- Bước 3: Đề ra phương án giải: Tìm mối quan hệ giữa đại lượng, sử dụng các

phép biến đổi toán học để tìm ra đại lượng cần xác định thông qua các dụng cụcho sẵn trong đề bài.(như lập Phương trình hoặc biến đổi đại số)

- Bước 4: Suy ra phép đo đại lượng chưa biết thông qua những dụng cụ đã biết

và dựa vào công thức vừa suy ra

- Bước 5: Biện luận sai số và rút ra kết luận.

Tuy vậy sử dụng linh hoạt từ bài mà có thể rút ngắn các bước Có thể kết luậnhoặc không cần kết luận

+ Dùng cân xác định khối lượng riêng của lọ rỗng là m

+ Đổ đầy nước vào lọ rồi xác định khối lượng của lọ nước là m1

 Khối lượng nước trong lọ là mn = m1- m

+ Đổ hết nước ra, rồi đổ đầy thủy ngân vào lọ Dùng cân xác định khối lượng của

m



 1 (1)+ Do dung tích của lọ không đổi nên khối lượng riêng của thủy ngân được tính:

m m D

D Hg

1 2

Bài 2: Cho một quả cân có khối lượng m làm từ hai kim loại A và B, khối lượng

riêng của từng kim loại lần lượt là D1, D2

a) Dùng 1 bình chia độ đủ lớn và một lượng nước cần thiết Hãy nêu cách làmthí nghiệm để xác định thể tích của quả cân

b) Xác định tỉ lệ về thể tích của kim loại A và B trong quả cân theo m, D1, D2 vàthể tích quả cân

Hướng dẫn giải:

Bước 1:

a) Lấy một lượng nước vừa đủ cho vào bình chia độ (đủ để ngập quả cân và khicho quả cân vào nước không trào ra ngoài)

Ghi số đo mực nước ban đầu (a)

Cho quả cân vào bình, ghi mực nước mới (b)

Lấy V = b – a được thể tích quả cân

b) Gọi thể tích thể tích của kim loại A và kim loại B trong quả cân lần lượt là V1,

V D m

V D m

m V D





m V D V

V

1

2 2

1







Bài 3: Hãy nêu phương án xác định tỉ số các khối lượng riêng của hai chất lỏng

cho trước nhờ các dụng cụ sau:

+ Hai bình chứa các chất lỏng khác nhau

+ Đòn bẩy, hai quả nặng có khối lượng bằng nhau

A A B A

của hai chất lỏng đã cho

Bài 4: Cho một cốc nước, một cốc chất lỏng không hòa tan trong nước, một ống

thủy tinh hình chữ U, một thước đo chiều dài Hãy nêu phương án xác định khốilượng riêng của chất lỏng

Hướng dẫn giải:

Bước 1: Dùng thước thẳng để đo chiều cao của các cột chất lỏng

Bước 2:

+ Đổ nước và chất lỏng cần xác định khối lượng

riêng vào hai nhánh của ống chữ U; dùng thước

đo độ cao của cột chất lỏng trong hai nhánh so

với một điểm nào đó; h là độ cao của cột nước,

h’ là độ cao của cột chất lỏng

Bước 3:

+ Ta có pA = pB  10Dh = 10D’h’ (1)

+++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++

+++ +++ +++ +++

’

Bài 5: Một quả cầu bằng sắt bên trong có một phần rỗng Hãy nêu cách xác định

thể tích phần rỗng đó với các dụng cụ có trong phòng thí nghiệm Biết khốilượng riêng của sắt Ds

Hướng dẫn giải:

Bước 1: Dụng cụ cần: Cân và bộ quả cân, bình chia độ, (bình tràn nếu quả cầu

to hơn bình chia độ) bình nước, cốc

Bước 2:

+ Cân quả cầu ta được khối lượng m suy ra thể tích phần đặc (sắt) của quả cầu

Vđ =

D m

+ Đổ một lượng nước vào bình chia độ sao cho đủ chìm vật, xác định thể tíchcủa lượng nước đổ vào là V1

+ Thả quả cầu vào bình chia độ, mực nước dâng lên, xác định thể tích V2

Bước 3:

+ Thể tích quả cầu V= V2 – V1

+ Thể tích phần rỗng bên trong quả cầu là Vr= V – Vđ = V2 – V1- m D

Bâu 6: Hãy xác định khối lượng riêng của một viên sỏi Cho các dụng cụ sau :

lực kế, sợi dây( khối lượng dây không đáng kể), bình có nước Biết viên sỏi bỏlọt và ngập trong bình nước, trọng lượng riêng của nước là d0

+ Nhúng cho viên sỏi này ngập trong nước, lực kế chỉ giá trị P1

+ Xác định lực đẩy Acsimet : FA = P – P1 ( với FA = V.do)

Bước 3:

+ Xác định thể tích của vật : V=

0

A F d

+ Xác định trọng lượng riêng của viên sỏi :

B Phần nhiệt học:

Bài 1: Cho các dụng cụ: Nước (đã biết nhiệt dung riêng C0), nhiệt lượng kế (đãbiết nhiệt dung riêng Ck ), nhiệt kế, cân, bộ quả cân, bình đun và bếp điện Hãynêu phương án để xác định nhiệt dung riêng của một chất lỏng (xem chất lỏngkhông gây ra một tác dụng hóa học nào trong suất thời gian làm thí nghiệm)

Hướng dẫn giải:

Bước 1: Cân dùng để xác định khối lượng của nhiệt lượng kế, của nước và của

chất lỏng; nhiệt kế dùng để xác định nhiệt độ ban đầu của nước và của chất lỏng,nhiệt độ của hệ thống khi có cân bằng nhiệt

Bước 2:

+ Dùng cân xác định khối lượng của nhiệt lượng kế mk ; khối lượng của chấtlỏng m1

+ Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của chất lỏng t1

+ Đổ chất lỏng có (m1, C1, t1) vào nhiệt lượng kế

+ Lấy một lượng nước có khối lượng m0 đổ vào bình đun rồi dùng bếp điện đunđến nhiệt độ t2 (t2> t1)

+ Rót lượng nước trên vào nhiệt lượng kế (đã có chất lỏng trong đó)

+ Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t của hệ khi đã có sự cân bằng nhiệt

k

k C m t

t

t t C m



Bài 2: Nêu phương án xác định nhiệt dung riêng của một vật rắn (c) với các

dụng cụ sau: Nước (đã biết nhiệt dung riêng c2), nhiệt lượng kế (đã biết nhiệtdung riêng c1), nhiệt kế, cân và bộ quả cân, bình đun, bếp điện, dây buộc

Bước 3:

Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế (t1), đây cũng là nhiệt

độ ban đầu của nhiệt lượng kế

Bước 4:

Đổ một ít nước vào bình đun (Lưu ý lượng nước đủ để nhúng ngập hoàn toànvật rắn), Dùng dây buộc vật rắn và nhúng ngập hoàn toàn vật rắn vào trong bìnhđun Dùng bếp điện nung nóng nước và vật rắn trong bình đun

+ Sau một khoảng thời gian dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của nước trong bình đun(t2), đó cũng là nhiệt độ của vật rắn

Bước 5: