+ Bài tập tập dượt: Là những bài tập cơ bản, trong đó chỉ đề cập đến một hiện tượng và sử dụng một phép tính đơn giản, những bài tập này có tác dụng củng cố kiến thức vừa học, làm cho h[r]
Trang 1PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU
I Lý do chọn đề tài:
Trong thực tế việc dạy học vật lý ở trường THCS chủ yếu là truyền tải kiến thức về lý thuyết, chưa kiểm tra được sâu sác đến việc vận dụng lý thuyết để giải bài tập Nhưng chúng ta thấy được rằng việc giải các bài tập vật
lý là một cách kiểm tra kiến thức, đồng thời cũng là việc để học sinh đào sâu
mở rộng kiến thức, hình thành tính tư duy lôgic, hình thành phương pháp giải bài tập, vận dụng kiến thức vào thực tế và cũng là biện pháp quí báu để phát triển năng lực tư duy của học sinh, có tác dụng sâu sắc về mặt giáo dục tư tưởng, đạo đức, nhân cách cho học sinh Vì thế trong việc giải bài tập vật lý mục đích cơ bản cuối cùng không phải chỉ tìm ra đáp số mà còn làm cho học sinh khi giải bài tập sẽ hiểu sâu sắc hơn các khái niệm, công thức, định luật vật lý… vận dụng chúng vào những vấn đề thực tế trong cuộc sống, trong lao động
Qua thực tế giảng dạy vật lý ở trường THCS Ba Xa tôi nhận thấy học sinh còn gặp nhiều vấn đề lúng túng và khó khăn khi giải các bài tập vật lý Điều này ảnh hưởng khá nhiều đến chất lượng dạy và học, đồng thời chúng ta
đã biết dạy học theo phương pháp đổi mới có hiệu quả thì việc hướng dẫn học sinh biết phân loại, nắm vững các phương pháp và làm được các bài tập trong sách bài tập cũng như phần vận dụng trong sách giáo khoa là đã góp phần không nhỏ thực hiện thành công trong công tác dạy học theo phương pháp đổi mới
Cùng với quá trình thực tế giảng dạy, đồng thời cùng với sự tự kiểm tra đánh giá bản thân, tổng kết tình hình dạy học vật lý ở trường, kết hợp với việc tập huấn chuyên môn, chuyên đề và lắng nghe ý kiến thông tin từ đồng nghiệp của các trường, tôi đã thấy được tác dụng giáo dưỡng và giáo dục rất lớn đối với học sinh khi giải bài tập vật lý Từ đó tôi đã vận dụng vào quá trình giảng dạy, tôi thấy có hiệu quả hơn so với trước đây, chất lượng học sinh ngày càng được nâng lên
Trang 2Xuất phát từ những lí do trên nên tôi đã chọn đề tài: “ Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập vật lý ở bậc THCS” Nhằm giúp học sinh
nắm chắc được kiến thức cơ bản, mở rộng và hiểu sấu kiến thức Từ đó nâng cao được chất lượng bộ môn vật lý
II Mục đích nghiên cứu:
Hình thành cho học sinh cách tổng quan về phương pháp giải một bài tập vật lý, tạo được sự thuần thục và linh hoạt trong việc giải bài tập, nâng cao hiệu quả việc giải bài tập, giúp các em nắm vững kiến thức, vận dụng lý thuyết vào cuộc sống
III Đối tượng, phạm vi và thời gian nghiên cứu:
* Đối tượng nghiên cứu: Phân loại và hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập vật lý cấp THCS
* Phạm Vi nghiên cứu: Học sinh trường THCS Ba Xa ( đặc biệt là học sinh khối lớp 8 và lớp 9)
* Thời gian nghiên cứu: Trong năm học 2009-2010
IV Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Cơ sở lí luận và đề tài
- Nghiên cứu nội dung kiến thức các bài tập vật lý cấp THCS
- Cơ sở thực tế về việc giảng dạy và hướng dẫn học sinh giải bài tập vật
lý ở trường THCS Ba Xa
- Phân loại được học sinh qua cách giải bài tập vật lý
- Kết quả đạt được
- Rút ra một số kinh nghiệm về cách thức giảng dạy truyền đạt kiến thức cho học sinh
V Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu đọc sách, tài liệu, các sách bài tập, sách tham khảo
- Các tài liệu liên quan đến phương pháp giải bài tập vật lý
Trang 3- Phương pháp đúc rút kinh nghiệm trong quá trình dạy.
- Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh
- Phương pháp điều tra sư phạm
Trang 4PHẦN HAI: NỘI DUNG
I Cơ sở khoa học, lí luận mà đề tài vận dụng:
Theo quan điểm dạy học đổi mới thì phương pháp dạy học của giáo viên thực chất là cách tổ chức hoạt động tự học của học sinh, cách tổ chức hướng dẫn học sinh thực hiện các hoạt động và giúp đỡ khi cần để đảm bảo cho học sinh có thể thực hiện thành công các hoạt động đó Vậy thì phương pháp giải bài tập vật lý nó không kém phần quan trọng trong việc truyền thụ kiến thức
Nó đòi hỏi học sinh phải tư duy, phải logic, phải thực hiện các phép toán hay bằng một thí nghiệm để giải quyết vấn đề cần đặt ra, nó còn là một bộ phận của quá trình sư phạm nhằm đào tạo thế hệ trẻ có tri thức về khoa học, về thế giới quan và nhân sinh quan, cách hình thành kĩ năng thực hành, vận dụng vào thực tế
Các tác dụng của bài tập vật lý:
* Bài tập giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức: Vật lý học không phải chỉ tồn tại trong óc chúng ta dưới dạng những mô hình trừu tượng
do ta suy nghĩ ra mà là sự phản ánh trong óc chúng ta thực tế phong phú sinh động Tuy nhiên các khái niệm, định luật vật lý thì rất đơn giản, còn biểu hiện của chúng trong tự nhiên thì rất phức tạp, bởi vì các sự vật hiện tượng có thể
bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên nhân Do đó bài tập sẽ giúp cho học sinh phân tích để nhận biết được những trường hợp đó Bài tập vật lí nó còn là một phương tiện củng cố ôn tập kiến thức sinh động, khi giải bài tập học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng kiến thức tổng hợp từ nhiều chương, nhiều phần của chương trình
* Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắn đến kiến thức mới: Như chúng ta đã biết khi truyền thụ một kiến thức mới chúng ta cần đưa ra một vấn đề nào đó để gây óc tò mò cho học sinh Vì vậy nên khi đưa bài tập vào đầu bài một cách khéo léo hợp lý cũng có thể dẫn dắt học sinh đến những suy nghĩ mới, hiện tượng mới, một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới thông qua bài tập phát hiện ra
Trang 5* Giải bài tập vật lý nó còn 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, trong đó yêu cầu học sinh phải thực hiện các kiến thức để giải thích các hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước
* Giải bài tập vật lý là một trong những hình thức 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 phên phán các kết luận mà học sinh rút ra được nên tư duy học sinh được phát triển, năng lực tự làm việc của học sinh được nâng cao Nhưng chúng ta cũng cần thấy rằng mục đích cơ bản của việc giải bài tập là làm cho học sinh hiểu sâu sắc các qui luật, biết phân tích ứng dụng vào thực tiễn vào tính toán kỹ thuật và cuối cùng là phát triển được
tư duy, năng lực giải quyết vấn đề
* Giải bài tập vật lý nó còn góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh vì nó không những nằm trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp học sinh bồi dưỡng tư duy sáng tạo Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ
* Giải bài tập vật lý nó còn là cách để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh vì dựa vào cách đặt câu hỏi để kiểm tra ta có thể phân loại được các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giá chất lượng của học sinh được chính xác
II Phân loại bài tập vật lý:
Căn cứ vào phương pháp dạy học thực tế thì ta có các loại sau:
* Bài tập định tính:
Là loại bài tập mà khi giải, học sinh không cần phải thực hiện các phép tính phức tạp mà chỉ phải làm những phép tính đơn giản, có thể nhẫm tính được Chủ yếu vận dụng các khái niệm các qui luật, định luật để giải thích lập
Trang 6luận Tuy nhiên đòi hỏi học sinh phải có những suy luận lô gíc, phải hiểu được bản chất nội hàm của các khái niệm, định luật
Ví dụ: + Ở đỉnh núi cao luộc trứng gà có chín được không? Vì sao?
( Ở đỉnh núi cao chúng ta luộc trứng gà thì trứng sẽ không chín Đó là do nhiệt độ phụ thuộc vào áp suất, mà áp suất thì lại phụ thuộc vào độ cao, do càng lên cao thì áp suất càng giảm, mà áp suất giảm thì nhiệt độ sôi của nước lúc này nhỏ hơn 1000C trong khi trứng chỉ luộc chín trong nước sôi ở áp suất thường là 1000C.)
Hay ví dụ như: Giải thích tại sao thành ngoài của cốc nước đá lại ướt , mặc dầu trước khi đỗ nước đá vào cốc, ta đã lau khô cốc và cốc không bị nứt?
* Bài tập định lượng:
Khi giải phải tính toán đưa ra một con số cụ thể: có 2 loại
+ Bài tập tập dượt: Là những bài tập cơ bản, trong đó chỉ đề cập đến một
hiện tượng và sử dụng một phép tính đơn giản, những bài tập này có tác dụng củng cố kiến thức vừa học, làm cho học sinh hiểu rõ ý nghĩa của các định luật
và các công thức biểu diễn chúng, sử dụng các đơn vị vật lý và thói quen cần thiết để giải những bài tập phức tạp hơn
Ví dụ: Đoạn đường AB dài 20 km Bạn An đi xe đạp hết 4 giờ để đi hết
quảng đường Tính vận tốc trung bình của bạn An?
S= 20 km Vận tốc trung bình của bạn An là:
T= 4 giờ Từ công thức: v = S t = 204 = 5 km/h
VTB= ? Vậy vận tốc trung bình của An trên đoạn đướng AB là 5km/h
+ Bài tập tính toán tổng hợp:
Là loại bài tập muốn giải thì phải vận dụng nhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức, có thể vận dụng rất nhiều kiến thức đã học trước để
Trang 7giải Loại bài tập này có tác dụng giúp học sinh đào sâu mở rộng kiến thức,
phân tích tổng hợp để giải
* Bài tập đồ thị: Là loại bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện
để giải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi học sinh
phải biểu diễn quá trình biểu diễn của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ
thị
Ví dụ: Khi khảo sát sự thay đổi của cường độ dòng điện
theo hiệu điện thế giữa hai đầu một vật dẫn, người ta
thu được đồ thị như hình bên Dự vào đồ thị hãy cho
biết:
Khi hiệu điện thế U = 8V thì cường độ dòng qua
vật dẫn là bao nhiêu
( Theo đồ thị thì hiệu điện thế U= 2V, cường độ dòng điện I = 0,5 A
Vậy khi hiệu điện thế U = 8V thì cường độ dòng điện là I = 0,5 82 = 2 A )
* Bài tập thí ngiệm: Là loại bài tập có liên quan đến thí nghiệm Đây là loại
bài tập cần thiết để kiểm tra kỹ năng thực hành của học sinh
Ví dụ: Lấy củ khoai tây ra khỏi bình
( Dùng muối bỏ vào nước khuấy cho tan muối, đỗ vào bình Muối chím chỗ
củ khoai, khoai nổi lên mặt nước ta lấy được)
II Giải pháp thực hiện:
1 Khảo sát thực tế: Qua quá trình thực tế giảng dạy ở trường THCS Ba Xa
tôi đã nhận thấy học sinh ở trường khi giải các bài tập vật lý thường hay lúng
túng trong việc định hướng giải, có thể hầu như các em chưa các em chưa
định hướng, chưa biết cách thức giải, trình bày một bài tập vật lý Nó có thể
phát xuất từ việc như:
+ Học sinh chưa nắm được kiến thức cũ, chưa vận dụng được kiến thức
vào thực tế
+ Chưa hình thành được cách giải một bài tập vật lý
+ Chưa có được phương pháp tổng quan để giải một bài tập vật lý
I (A)
U ( V) 0,5
2
Trang 8+ Thời lượng trong phân phối chương trình của SGK quá ít thời lượng dùng cho tiết giải bài tập ( như khối 6, 7 hầu như không có tiết riêng biệt để giải bài tập)
Từ đó học sinh sẽ không có được phương pháp cũng như kỹ năng để giải một bài tập vật lý
2 Tỉ lệ học sinh trước khi chọn đề tài:
Trước khi chọn đề tài tôi đã khảo sát khối 8 và khối 9 một số em cụ thể như sau:
K.
Lớp
TS
HS được khảo sát
3 Tổ chức chuyên đề:
Khi hình thành được cho học sinh nắm vững được kiến thức, thì việc giải một bài tập vật lý học sinh cần phải biết trình tự, phương pháp và cách thức trình bày một bài tập khi giải Theo tôi khi giải một bài tập vật lý thì cần phải đi qua các bước như sau:
+ Tìm hiểu đề bài ( đọc kỹ đề)
Bước này bao gồm việc xác định ý nghĩa vật lý của các thuật ngữ, phân biệt đâu là ẩn số, đau là dữ kiện
+ Phân tích hiện tượng vật lý.
Trước hết là nhận biết những dữ kiện cho trong đầu bài có liên quan đến những khái niệm nào, qui tắc nào, định luật nào trong vật lý Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đầu bài, mỗi giai đoạn bị chi phối bởi những đạc tính nào, định luật nào Cần phải hình dung rõ toàn bộ diễn biến của hiện tượng và các định luật chi phối nó trước khi xây dựng bài giải cụ thể
+ Xây dựng lập luận: Nếu ta phân tích theo hướng nào thì ta giải theo hướng
đó Nhưng lưu ý khi giải cần chú ý đến đơn vị
+ Kiểm tra, biện luận:
Trang 9Biện luận: Biện luận hay không biện luận là tùy thuộc vào bài toán Biện luận
đối với các bài toán sau:
Bài toán có nhiều nghiệm
Bài toán có điều kiện ban đầu
Bài toán có gắng với thực tế
Kiểm tra đối với bài toán nào cũng kiểm tra xem đúng hay sai.
- Xem lại tiến trình giải có hợp lý hay không
- Giải lại bằng cách khác, nếu có nhiều cách giải, xem kết quả có trùng hay không?
- Kiểm tra đơn vị, kiểm tra thứ nguyên
4 Áp dụng phương pháp và trình tự giải một số bài toán:
Bài toán 1.
Có hai dây dẫn một bằng đồng, một bằng nhôm, cùng chiều dài và cùng tiết diện ở cùng một điều kiện Hỏi nếu mắc hai dây đó nối tiếp vào mạch điện thì khi có dòng điện đi qua, nhiệt lượng tỏa ra ở dây nào lớn hơn?
( Đây là một bài toán định lượng khó, đòi hỏi học sinh phải tư duy vận dụng các kiến thức đã học trong chương để giải quyết Vì vậy GV có thể đưa ra một số câu hỏi gợi ý sau đây để học sinh dể dàng trả lời câu hỏi)
GV: Nhiệt lượng tỏa ra trên một dây dẫn khi có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào yếu tố nào?
HS: Phải nắm được và vận dụng được công thức của định luật Jun- Len Xơ
Q = I2Rt
GV: Hãy so sánh cường độ dòng điện chạy qua hai dây dẫn ?
HS: Cường độ dòng điện chạy qua hai dây dẫn là như nhau vì chúng được mắc nối tiếp
GV: Thời gian dòng điện chạy qua hai dây dẫn?
HS: Bằng nhau
Trang 10GV: Vây chúng ta thấy được rằng I và t như nhau Vạy nhiệt lượng tỏa ra trên mỗi dây chỉ còn phụ thuộc vào điện trở của chúng
-Bây giờ ta so sánh điện trở của hai dây dẫn?
Vậy điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào yếu tố nào?
HS: Phải nắm được công thức tính điện trở theo điện trở suất, chiều dài và tiết diện
R= ρ S l
GV: So sánh chiều dài và tiết diện của hai dây?
HS: Theo đề bài đã cho thì chiều dài và tiết diện của hai dây là như nhau GV: Điện trở suất của hai dây?
HS: ρnhôm > ρđồng
GV: Vậy thì ta thấy được điện trở của dây nào lớn hơn?
Nhiệt lượng tỏa ra trên dây nào lớn hơn?
Từ những dữ liệu trên học sinh trả lời câu hỏi này hết sức dễ dàng và cũng đã ôn được cho học sinh một lượng kiến thức tương đối lớn
Bài toán 2.
Người ta đổ 1 kg nước sôi vào 2 kg nước ở nhiệt độ 250C Sau khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của nước là 450C Tính nhiệt lượng mà nước đã tỏa ra môi trường Cho Cnước = 4200J/kg.K
Hướng dẫn giải:
GV cho học sinh đọc kỹ đề và cho biết dữ kiện nào đã được biết, dữ kiện nào cần phải đi tìm
Nếu muốn tìm dữ kiện đó thì ta phải dùng công thức nào để tìm Cho học sinh thể hiện công thức
GV cho học sinh viết công thức tìm nhiệt lượng do 1 kg nước sôi tỏa ra để hạ nhiệt độ xuống còn 450C
Viết công thức tìm nhiệt lượng thu vào để 2 kg nước ở 250C tăng lên 450C
Trang 11Sau đó chúng ta tìm nhiệt lượng tỏa ra môi trường rất đơn giản.
* Gọi Q1 là nhiệt lượng của 1 kg nước tỏa ra từ 1000C xuống còn 450C
Ta có Q1= m1c ( t1- t )
= 1.4200.55 = 231000 (J)
Gọi Q2 là nhiệt lượng của 2 kg nước thu vào để nóng lên từ 250C lên 450C
Ta có: Q2 = m2c ( t- t2)
= 2.4200.20 = 168000 (J)
Gọi Q3 là nhiệt lượng tỏa ra môi trương
Theo phương trình cân bằng ta có:
Q1 = Q2 + Q3
Suy ra: Q3 = Q1 - Q2 = 231000 – 168000 = 63000 ( J)
Vậy nhiệt lượng tỏa ra môi trường là 63000 (J )
Cách 2.
Gọi t0C là nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt không có tỏa nhiệt ra môi trường, thì phương trình cân bằng nhiệt là:
1.cnước ( 100 –t) = 2.cnước ( t- 25)
Từ đó suy ra t = 500c Vậy độ tăng nhiệt độ so với thực tế:
Δ t = 50 – 45 = 50c
Vậy nhiệt lượng tỏa ra môi trường:
Q = ( m1+ m2 )cnước Δ t = ( 1+ 2).4200.5 = 63000 ( J)
Vậy nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh là 63000 (J):
Bài tập 3.
Cho mạch điện như hình vẽ
R1 = 20 Ω , R3 = 10 Ω , ampekế A1 chỉ 1,5A ampekế A2 chỉ 1A Các dây nối có điện trở không đáng kể Tính:
a/ Điện trở tương đương của đoạn mạch
b/ Hiệu điện thế của đoạn mạch AB