Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh qua dạy học giải bài tập vật lý chương động học chất điểm vật lý 10 chương trình nâng cao

GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu lựa chọn, xây dựng, sử dụng và tổ chức hoạt động học giải bài tậpchương Động học chất điểm nói riêng và BTVL nói chung một cách hợp lý trongquá trình dạy học, sẽ

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Luật Giáo dục nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam (năm 1998), điều 24quy định: “ phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủđộng, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồidưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn ”

Tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS trong học tập theo tư tưởng đổimới giáo dục, lấy người học làm trung tâm, các hình thức tổ chức dạy học tương tácđến người học, tự lực tìm kiếm kiến thức và rèn luyện kỹ năng hoạt động trí tuệ,nâng cao hiệu quả dạy học Đó chính là dạy học phát triển mà ở nước ta và trên thếgiới đang thực hiện trong nhà trường

Bài tập Vật lý, một phương tiện hữu hiệu để thực hiện được nhiều mục đích trongquá trình dạy học Trong quá trình dạy học, BTVL được sử dụng ở mọi giai đoạn, đặc biệt,

sử dụng bài tập để đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện kỹ năng kỹ xảo, phát triển tư duy

và bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho HS

Vấn đề nhận thức và phát triển trí tuệ của HS là vấn đề khó khăn và rất quantrọng trong dạy học Đó cũng chính là mục tiêu giáo dục nói chung và dạy học nói riêng

Quá trình nghiên cứu và giải bài tập của HS ở trường THPT đang còn gặpnhiều khó khăn Việc nghiên cứu xây dựng và sử dụng BTVL đang còn nhiều quanđiểm khác nhau ở trường phổ thông

Phương pháp giảng dạy ở trường phổ thông còn nặng về việc thông báo kiếnthức, mà ít tập luyện cho HS khám phá kiến thức bằng chính những hoạt động, thaotác tư duy, trí tuệ tương thích với nó

Cho đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu một cách đầy đủ về vấn đềdạy học BTVL nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức, hoạt động trí tuệ của HS

Vì những lý do trên đây, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu của Luận văn là:

"

Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh thông qua dạy học bài tập Vật lý chương Động học chất điểm - Lớp 10 nâng cao"

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu.

- Lý thuyết phương pháp dạy học vật lý THPT

- Những yêu cầu nâng cao chất lượng dạy học vật lý ở THPT

- Phương pháp dạy học bài tập vật lý ở trường THPT

- Bài tập Vật lý và phương pháp sử dụng bài tập Vật lý trong dạy học

- Học sinh lớp 10 THPT

- SGK, BTVL 10 và các tài liệu liên quan dạy học chương Động học chất điểm

Phạm vi nghiên cứu.

- Chương trình vật lý 10, chương Động học chất điểm

- Tâm lý của HS ở lứa tuổi lớp 10

- Hoạt động nhận thức của HS trong tâm lý, trong học tập vật lý và trong giải bài tập

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu lựa chọn, xây dựng, sử dụng và tổ chức hoạt động học giải bài tậpchương Động học chất điểm nói riêng và BTVL nói chung một cách hợp lý trongquá trình dạy học, sẽ góp phần tích cực hoá các hoạt động nhận thức của HS vànâng cao hiệu quả dạy học Vật lý ở trường THPT

5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu lý luận về hoạt động nhận thức của người học

- Nghiên cứu thực tiễn về hoạt động giải BTVL của HS

- Nghiên cứu nội dung chương Động học chất điểm - Vật lý 10 nâng cao

- Bài tập vật lý, những định hướng giải BTVL ở trường THPT

- Hệ thống bài tập chương Động học chất điểm sử dụng trong dạy học

- Chuẩn bị hệ thống bài tập chương Động học chất điểm áp dụng để bồidưỡng hoạt động nhận thức của HS qua thực nghiệm sư phạm.

- Thực nghiệm sư phạm

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

6.1 Nghiên cứu lý thuyết.

- Cơ sở lý luận về tâm lý học, giáo dục học, lý luận dạy học liên quan đếngiải BTVL

- Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến nội dung chương Động học chất điểm

- Nghiên cứu các biện pháp, cách thức bồi dưỡng hoạt động nhận thức cho

HS trong dạy học Vật lý

6.2 Nghiên cứu thực nghiệm.

- Thực trạng HS và GV trong quá trình nghiên cứu, học tập và giải quyết bàitập vật lý ở trường phổ thông

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Lê Lai - Thanh Hoá

- Thống kê và sử lý số liệu thực nghiệm

7 ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN

- Làm rõ ý nghĩa của hoạt động nhận thức trong giải bài tập vật lý

- Làm rõ sự cần thiết việc bồi dưỡng cho HS tích cực hoá hoạt động nhậnthức của HS trong học tập Vật lý và giải BTVL

- Luận văn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho GV Vật lý THPT

8 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục Luận văn gồm

có ba chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài

Chương 2: Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh thông qua dạy học bài tập vật lý chương động học chất điểm

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Con đường nhận thức vật lý và hoạt động nhận thức vật lý của học sinh

1.1.1 Con đường nhận thức Vật lí

Cũng như các môn khoa học tự nhiên khác, khoa học vật lí nghiên cứu thếgiới tự nhiên nhằm phát hiện ra những đặc tính và qui luật khách quan của các sựvật hiện tượng trong tự nhiên Vấn đề then chốt đầu tiên phải đặt ra cho ngườinghiên cứu là: làm thế nào để tìm ra chân lí, làm thế nào để biết rằng những điều mànhà nghiên cứu tìm ra là đúng chân lí khách quan? V.I Lênin đã khái quát hoánhững thành tựu của rất nhiều nhà khoa học trên con đường đi tìm chân lí, nhiều khiphải trải qua những cuộc đấu tranh gian khổ, quyết liệt và đã chỉ ra: “Từ trực quansinh động đến tư duy trừu tượng, rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn, đó là conđường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực kháchquan” V.G Razumôpxki trên cơ sở khái quát hoá những lời phát biểu giống nhaucủa những nhà vật lí nổi tiếng như A.Anhxtanh, M.Plăng, M.Boocnơ, P.l.Kapitxa… đã trình bày những khía cạnh chính của quá trình sáng tạo khoa học dưới

dạng chu trình như sau (Sơ đồ 1): Từ sự khái quát những sự kiện xuất phát đi đến

xây dựng mô hình trừu tượng giả định (có tính chất như một giả thuyết); từ mô hìnhdẫn đến việc rút ra hệ quả lí thuyết (bằng suy luận lôgic hay suy luận toán học);kiểm tra bằng thực nghiệm những hệ quả đó

Sơ đồ 1: Chu trình sáng tạo khoa học theo Razumôpxki

Mô hình giả định trừu tượng

Những sự kiện khởi đầu

Các hệ quả logic

Thí nghiệm kiểm tra

Nếu những kết quả thực nghiệm phù hợp với hệ quả dự đoán thì mô hình giảthuyết đó được xác nhận là đúng đắn và trở thành chân lí Nếu những sự kiện thựcnghiệm không phù hợp với những dự đoán lí thuyết thì phải xem lại lí thuyết, chỉnh

lí lại hoặc thay đổi Mô hình trừu tượng được xác nhận trở thành nguồn tri thứcmới, tiếp tục được dùng để suy ra những hệ quả mới hoặc để giải thích những sựkiện thực nghiệm mới phát hiện

Bởi vì, mỗi mô hình, mỗi lí thuyết chỉ phản ánh một số mặt của thực tế, chonên khi mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình sẽ đến một lúc, ta gặp những sự kiệnthực nghiệm mới không phù hợp với hệ quả suy từ mô hình đó, nghĩa là không giảithích được những sự kiện thực nghiệm mới; đến lúc đó, phải bổ sung, chỉnh lí môhình cũ cho phù hợp hoặc phải bỏ đi mà xây dựng mô hình mới, bắt đầu một chutrình mới của quá trình nhận thức Như vậy, chu trình nhận thức khoa học khôngkhép kín mà được mở rộng dần dần, làm giàu thêm cho kiến thức khoa học Bằngcách đó, con người ngày càng tiếp cận hơn với chân lí khách quan Ta có thể mô tảquá trình nhận thức vật lí chi tiết hơn, gồm các giai đoạn điển hình sau [34, tr 12]:

Thực tiễn  Vấn đề  Giả thuyết  Hệ quả  Định luật  Líthuyết  Thực tiễn

Chu trình và sơ đồ nói trên mô tả toàn bộ quá trình nhận thức vật lí Đối vớimỗi nhà vật lí, trong một công trình nghiên cứu cụ thể của mình, có thể chỉ tham giavào một số giai đoạn Thí dụ như: Farađây dựa trên khảo sát thực nghiệm, đề xuấtgiả thuyết về sự tồn tại của điện trường, từ trường Về sau, Macxoen phát triển tưtưởng đó và xây dựng thành lí thuyết về trường điện từ và dự đoán về sự lan truyềncủa sóng điện từ Cuối cùng, phải đợi đến Hecdơ mới kiểm tra được bằng thựcnghiệm dự đoán của Macxoen Đến đây, giả thuyết về sự tồn tại của trường điện từmới được công nhận là chân lí khách quan

Một vấn đề cơ bản được đặt ra trong quá trình nhận thức vật lí là: phải luônluôn đối chiếu những khái niệm, định luật, những mô hình vật lí là những sản phẩm

do trí tuệ con người sáng tạo ra với thực tiễn khách quan để hiểu rõ chúng dùng đểphản ánh, mô tả, biểu đạt đặc tính gì, quan hệ nào của thực tế khách quan và giới

hạn phản ánh của nó đến đâu Kết quả của quá trình nghiên cứu, học tập, nhận thứcvật lí, ngoài việc nắm được các định luật cụ thể chi phối các hiện tượng cụ thể của

tự nhiên để vận dụng chúng cải tạo tự nhiên, phục vụ lợi ích của con người Cònphải làm cho HS tin tưởng vững chắc rằng: mọi hiện tượng trong tự nhiên đều diễn

ra theo qui luật của tự nhiên có tính chất khách quan, có hệ thống chặt chẽ mà conngười hoàn toàn có thể nhận thức được ngày càng sâu sắc, tinh tế, chính xác hơn

1.1.2 Dạy học phát triển

Dạy học là một dạng hoạt động đặc trưng của loài người nhằm truyền lại chothế hệ sau những kinh nghiệm xã hội mà loài người đã tích luỹ được, biến chúngthành vốn liếng kinh nghiệm và phẩm chất, năng lực của cá nhân người học Hoạtđộng dạy học bao gồm hai hoạt động liên quan với nhau, tác động qua lại với nhau:hoạt động dạy của GV và hoạt động học của HS Hai hoạt động này đều có chungmột mục đích cuối cùng là làm cho HS lĩnh hội được nội dung học, đồng thời pháttriển được nhân cách, năng lực của mình Quá trình dạy học xảy ra rất phức tạp và

đa dạng, trong đó sự phối hợp hoạt động giữa GV và HS có ý nghĩa quyết định

Trong dạy học cổ truyền trước đây, GV là người quyết định, điều khiển toàn bộcác hoạt động của quá trình dạy học, còn HS thì thụ động tiếp thu, ghi nhớ, nhắc lại,làm theo mẫu Vì vậy nhiệm vụ của giáo dục chỉ là một sự truyền đạt đơn giản nhữngkiến thức, kinh nghiệm xã hội như những sản phẩm hoàn chỉnh, đã được thử thách

“Từ đó dẫn người giáo viên ngấm ngầm hay công khai coi đứa trẻ hoặc như một ngườilớn thu nhỏ cần dạy dỗ, giáo dục, làm cho nó giống với mẫu người lớn nhanh chừngnào hay chừng ấy, hoặc như một kẻ hứng chịu tội lỗi của tổ tiên là… chứa trong mìnhmột chất liệu chống đối, cho nên cần phải uốn nắn hơn là tạo dựng” (J.Piaget)

Mục tiêu giáo dục cũng như dạy học hiện nay không chỉ chú trọng đến việctruyền thụ kiến thức mà còn chú trọng đến phát triển toàn diện nhân cách HS Thực

tế, kinh nghiệm của GV truyền thụ kiến thức đã có nhiều, nhưng về phát triển nhâncách, phát triển năng lực, rèn luyện, tích cực hoá hoạt động nhận thức thì còn mới

mẻ Trong sự phát triển đa dạng của nhân cách thì phát triển năng lực nhận thức là

cơ sở, có ảnh hưởng lớn đến việc phát triển những năng lực khác Lí thuyết của

Piaget nhấn mạnh rằng: học sinh giữ một vai trò rất tích cực trong việc thích nghivới môi trường Sự thích nghi bắt đầu từ lúc ra đời như là kết quả của sự phát triển

tự nhiên về mặt sinh học và kinh nghiệm với thế giới Thoạt đầu, trẻ em dựa vào cáccấu trúc sinh học vốn có của cơ thể thực hiện các hoạt động tự phát của toàn bộ cơthể, tạo nên sự cân bằng qua cơ chế đồng hoá và điều ứng để thích nghi với môitrường, hoàn cảnh và suy rộng ra là với các tác động bên ngoài từ xã hội vào bảnthân đứa trẻ Trong học thuyết của Piaget, khái niệm cân bằng là khái niệm công cụquan trọng nhất Khái niệm này kéo theo khái niệm đồng hoá, điều ứng, thích nghi.Piaget viết: “Cuộc sống là sự sáng tạo không ngừng các dạng thức ngày càng phứctạp và sự cân bằng ngày càng tăng của các dạng thức này với môi trường” Pháttriển tâm lí tựu trung lại là sự phát triển trí tuệ cùng với tình cảm, xúc cảm, bao gồmquá trình nảy sinh, hình thành và phát triển qua các giai đoạn cảm giác- vận động,tiền thao tác, thao tác cụ thể, thao tác hình thức (tượng trưng), qua quá trình nội tâmhoá, xuất tâm và đều nhằm tạo lập các cấu trúc tâm lí ở các trình độ khác nhau,cùng nhằm vào mục đích là đồng hoá, điều ứng, thích nghi và cân bằng Piaget chorằng: sự phát triển là do con người tạo ra bằng cách là đưa qúa trình cân bằng từthấp lên cao, đạt đến đỉnh cao là các cấu trúc lôgic- toán, có khi ông gọi là cân bằngnhận thức Cân bằng tâm lí không phải chỉ là cân bằng nhận thức được tạo ra theo

cơ chế thao tác với đỉnh cao là thao tác tượng trưng, thao tác khái niệm mà còn là,hay chủ yếu là cân bằng được tạo ra theo cơ chế hoạt động: quá trình cân bằng đượctạo ra bởi hành động thực tiễn gắn bó, bao gồm hành động trí tuệ Cân bằng khôngphải chỉ để con người sống còn mà chính là để tạo lập ra cuộc sống, sáng tạo ra cácgiá trị mới Như vậy, Piaget đã đi vào quá trình phát triển trí tuệ với phương pháptiếp cận duy vật biện chứng, tạo nên một cơ sở khoa học khá chắc chắn cho tâm líhọc phát triển: tri thức nảy sinh từ hành động

Vấn đề dạy học và sự phát triển trí tuệ trong lứa tuổi HS đã được L.X.Vưgôtxki giải quyết một cách độc đáo và có hiệu quả dựa trên lí luận về “vùng pháttriển gần” do ông đề xuất L.X Vưgôtxki cho rằng: sự phát triển nhận thức có nguồngốc xã hội, chủ yếu thông qua sử dụng ngôn ngữ, đặc biệt trong bối cảnh tương tác

với những người khác Điều đó có nghĩa là: xã hội tạo ra cơ sở cho sự phát triển nhậnthức Theo L.X Vưgôtxki, chỗ tốt nhất cho sự phát triển nhận thức là vùng phát triểngần Vùng đó là khoảng nằm giữa trình độ phát triển hiện tại được xác định bằngtrình độ độc lập giải quyết vấn đề và trình độ gần nhất mà các em có thể đạt được với

sự giúp đỡ của người lớn hay bạn hữu khi giải quyết vấn đề Nói cách khác, vùngphát triển gần là khoảng trống giữa nơi mà một người đang đứng khi giải quyết vấn

đề và nơi mà người đó cần phải đến với sự giúp đỡ của người khác

Chúng ta có thể hiểu một số vấn đề chung về dạy học phát triển như:

- Kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo là cơ sở - nền tảng thông tin để phát triển khả năng tiềm ẩn của con người.

- Xây dựng quá trình học tập dựa trên vùng phát triển tích cực (lĩnh vực phát triển khả năng) và kích thích tiến tới vùng phát triển gần (lĩnh vực khả năng tiềm ẩn).

- Trình bày tài liệu học tập ở những điểm khó và mức độ đề cao theo nguyên tắc HS cần khai thác những điều chưa biết, tự thực hiện các bài tập, yêu cầu theo chiều sâu của công việc trí tuệ.

- Dạy học lướt qua những kiến thức đã biết trong đề tài, không dừng lại lâu những vấn đề cũ.

- Học sinh cần hiểu được quá trình học tập của mình [36, tr 77-78]

1.1.3 Bản chất của hoạt động học Vật lý

1.1.3.1 Đặc điểm của hoạt động học

Hoạt động học là một hoạt động đặc thù của con người nhằm tiếp thu nhữngtri thức, kĩ năng, kinh nghiệm mà loài người đã tích lũy được, đồng thời phát triểnnhững phẩm chất năng lực của người học

Việc tiếp thu những tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm nhằm sử dụng chúngtrong hoạt động thực tiễn của mình Cách tốt nhất để nắm vững được (hiểu và sửdụng được) những tri thức, kĩ năng, kinh nghiệm là người học tái tạo ra chúng Nhưvậy, người học không phải là tiếp thu một cách thụ động, dưới dạng đã đúc kết mộtcách cô đọng, chuyển trực tiếp từ GV, từ sách vở, tài liệu vào óc mình mà phải

thông qua hoạt động tự lực của bản thân mà tái tạo lại chúng, chiếm lĩnh chúng trênnhững kiến thức cơ sở đã có.

Nhờ có hoạt động học mà xảy ra sự biến đổi trong bản thân HS, sản phẩmcủa hoạt động học là những biến đổi trong chính bản thân chủ thể trong quá trìnhthực hiện hoạt động Học trong hoạt động, học bằng hoạt động Những tri thức, kĩnăng, kinh nghiệm mà người học tái tạo lại không có gì mới đối với nhân loại,nhưng những biến đổi trong bản thân người học, sự hình thành phẩm chất và nănglực ở người học thực sự là những thành tựu mới, chúng sẽ giúp cho người học saunày sáng tạo ra được những giá trị mới

1.1.3.2 Cấu trúc của hoạt động học

Theo lí thuyết hoạt động, hoạt động học có cấu trúc gồm nhiều thành phần có

quan hệ và tác động lẫn nhau (Sơ đồ 2).

Một bên là động cơ, mục đích, điều kiện, phương tiện, bên kia là hoạt động,hành động, thao tác Động cơ học tập kích thích sự tự giác, tích cực, thúc đẩy sựhình thành và duy trì, phát triển hoạt động học, đưa đến kết quả cuối cùng là thỏamãn được lòng khát khao mong ước của người học

Muốn thoả mãn động cơ ấy, phải thực

hiện lần lượt những hành động để đạt được

những mục đích cụ thể Cuối cùng, mỗi hành

động được thực hiện bằng nhiều thao tác sắp

xếp theo một trình tự xác định, ứng với mỗi

thao tác trong những điều kiện cụ thể là

những phương tiện, công cụ thích hợp

Động cơ Hoạt động

Mục đích Hành động

Phương tiện Thao tác Điều kiện

Sơ đồ 2 Cấu trúc tâm lí của hoạt động

Động cơ học tập có thể được kích thích, hình thành từ những kích thích bênngoài người học như: nhu cầu của xã hội đòi hỏi phải hoạt động có hiệu qủa trongmột lĩnh vực nào đó của đời sống xã hội, sự tôn vinh của xã hội đối với người cóhọc, đem lại vinh dự cho gia đình, cho đất nước Nhưng quan trọng nhất, có khảnăng thường xuyên được củng cố và phát triển, có hiện quả bền vững là sự kíchthích bên trong bằng mâu thuẫn nhận thức, mâu thuẫn giữa nhiệm vụ mới phải giải

quyết và khả năng hạn chế hiện có của HS, cần có một sự cố gắng vươn lên tìmkiếm một giải pháp mới, xây dựng một kiến thức mới: động cơ tự hoàn thiện bảnthân mình Việc thường xuyên tham gia vào việc giải quyết những mâu thuẫn này sẽtạo ra thói quen, lòng ham thích hoạt động, hoạt động tự giác và tích cực, hoạt độngcàng có kết quả thì động cơ càng được củng cố.

Mục đích của hoạt động học được thể hiện ở nhiệm vụ cụ thể của mỗi mônhọc, mỗi phần của môn học và cụ thể nhất là ở mỗi bài học; đó là mục tiêu cụ thể mà

HS phải đạt được sau mỗi bài học, mỗi chương, mỗi phần, mỗi môn học mà ta có thểđánh giá được Ta đã biết việc học tập vật lí có nhiều nhiệm vụ Có nhiệm vụ có thểhoàn thành một cách rõ rệt, có thể kiểm tra, đáng giá ngay được kết quả thực hiện saubài học, thí dụ như: nội dung kiến thức, kĩ năng cần nắm được Có những nhiệm vụphải trải qua nhiều bài học mới có thể thực hiện được, mỗi bài học, thậm chí mỗichương chỉ góp một phần

Để thực hiện mỗi mục đích cụ thể, phải thực hiện những hành động, thao táctương ứng Có thể thực hiện một hành động, nhưng thông thường phải phối hợpnhiều hành động mới đạt được một mục đích Nhiệm vụ bài học thường được diễnđạt dưới dạng các "bài toán nhận thức" hay "vấn đề nhận thức" mà nếu giải quyếtđược nó thì HS sẽ đạt được mục đích đề ra

Ví dụ: Để xây dựng và nắm được khái niệm gia tốc, HS ít nhất phải thực hiện

các hành động sau đây để tự mình xây dựng khái niệm đó:

- Xây dựng giả thuyết mối quan hệ giữa vận tốc và thời gian (bằng hoạt độnghuy động kiến thức)

- Tìm một hệ quả suy ra từ giả thuyết (bằng suy luận lôgic hay suy luận toán học)

- Lập phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán

- Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán

- Kết luận

- Vận dụng vào thực tiễn

Trong các hành động, thao tác có hành động, thao tác vật chất và hành động,thao tác trí tuệ Bằng hành động vật chất, người ta tác dụng trực tiếp lên đối tượng

để nhận biết những đặc tính bên ngoài của nó hoặc làm bộc lộ những đặc tính bêntrong của nó

Ví dụ: Như muốn biết bản chất sự rơi tự do của các vật thì đầu tiên phải quan

sát sự rơi của các vật trong tự nhiên Sự quan sát tự nhiên đó cho thấy: các vật rơi rấtkhác nhau Cần phải tác động vào tự nhiên, làm thay đổi các điều kiện rơi (rơi trongkhông khí, trong nước, trong chân không, vật rơi phẳng, vật được vo viên nhỏ lại…).Những hành động vật chất đó chỉ cho những thông tin riêng lẻ, rời rạc về tự nhiên.Phải trải qua những phân tích, so sánh, suy luận diễn ra trong óc, nghĩa là thông quahành động trí tuệ mới rút ra được kết luận về qui luật chung sự rơi của các vật khác

nhau: ở cùng một nơi trên mặt trái đất, mọi vật rơi tự do với cùng một gia tốc.

Rõ ràng muốn đạt được mục đích, phải thực hiện một hay một số hành động.Trong khi thực hiện một hành động, ta phải sử dụng một số phương tiện, trong nhữngđiều kiện cụ thể Khi sử dụng những phương tiện, điều kiện đó là ta đã thực hiệnnhững thao tác Tương ứng với hành động vật chất và hành động trí tuệ, có hai loạithao tác: thao tác chân tay và thao tác trí tuệ Trong thao tác chân tay, ta sử dụngnhững công cụ, phương tiện vật chất như mắt, tay, dụng cụ thí nghiệm, máy đo…Thao tác trí tuệ hoàn toàn diễn ra trong óc, sử dụng những khái niệm, nhữngphương pháp suy luận mà ta đã xây dựng lên Chẳng hạn như ví dụ trên: để rút raqui luật sự rơi của các vật (mục đích hành động), ta phải sử dụng các khái niệm “rơi

tự do, gia tốc” và thực hiện một loạt thao tác như phân tích, so sánh, trừu tượng hoá,khái quát hoá…

Đối với những thao tác vật chất, ta có thể quan sát được quá trình thực hiệnchúng, cho nên có thể can thiệp trực tiếp vào quá trình đó để uốn nắn, rèn luyện,làm cho HS có kĩ năng, kĩ xảo thực hiện chúng một cách đúng đắn, có hiệu quả.Còn thao tác trí tuệ diễn ra trong óc, ta chỉ biết được kết quả khi HS thông báo ýnghĩ của họ Nhưng thao tác trí tuệ lại có vai trò to lớn, quyết định trong nhận thứckhoa học Bởi vậy, việc rèn luyện cho HS có kĩ năng, kĩ xảo thực hiện các thao tác

tư duy trong khi học tập vật lí là vấn đề thời sự quan trọng, có nhiều khó khăn trongtiến trình thực hiện

1.1.3.3 Những hành động phổ biến trong hoạt động nhận thức vật lí của học sinh

Hiện tượng vật lí rất phức tạp và đa dạng Trong lịch sử, các nhà vật lí đãsáng tạo ra rất nhiều cách làm để đạt được mục đích mong muốn, rất nhiều hànhđộng đã được áp dụng Có thể mỗi một phát minh mới của vật lí học là do kết quảcủa rất nhiều hành động ở những mức độ khó khăn, phức tạp khác nhau, nhiều thaotác có mức độ tinh vi, thành thạo ngày càng cao, khó có thể liệt kê đầy đủ và phânloại chính xác

Dưới đây, chỉ nêu ra những hành động được dùng phổ biến trong quá trìnhnhận thức vật lí của HS ở trường phổ thông [35,tr 23-24]:

1 Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng.

2 Phân tích một hiện tượng phức tạp ra thành những hiện tượng đơn giản.

3 Xác định những giai đoạn diễn biến của hiện tượng.

4.Tìm các dấu hiệu giống nhau của các sự vật, hiện tượng.

5 Bố trí một thí nghiệm để tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện xác định.

6 Tìm những tính chất chung của nhiều sự vật, hiện tượng.

7 Tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các sự vật, hiện tượng.

8 Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng.

9 Mô hình hoá những sự kiện thực tế quan sát được dới dạng những khái niệm, những mô hình lí tưởng để sử dụng chúng làm công cụ của tư duy.

10 Đo một đại lượng vật lí.

11 Tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng vật lí, biểu diễn bằng công

cụ toán học.

12 Dự đoán diễn biến của một hiện tượng trong những điều kiện thực tế xác định.

13 Giải thích một hiện tượng thực tế.

14 Xây dựng một giả thuyết.

15 Từ giả thuyết, suy ra một hệ quả.

16 Lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết (hệ quả).

17 Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, định luật vật lí.

18 Diễn đạt bằng lời những kết quả thu đợc qua hành động.

19 Đánh giá kết quả hành động.

20 Tìm phương pháp chung để giải quyết một loại vấn đề.

1.1.3.4 Những thao tác phổ biến cần dùng trong hoạt động nhận thức vật lí

1 Thao tác vật chất.

- Nhận biết bằng các giác quan.

- Tác động lên các vật thể bằng công cụ: chiếu sáng, tác dụng lực, làm di chuyển, làm biến dạng, hơ nóng, làm lạnh, cọ xát, đặt vào một điện áp…

- Sử dụng các dụng cụ đo.

- Làm thí nghiệm (bố trí, lắp ráp, vận hành thiết bị).

- Thu thập tài liệu, số liệu thực nghiệm.

- Thay đổi các điều kiện thí nghiệm.

2 Thao tác tư duy

- Phân tích.

- Tổng hợp.

- So sánh.

- Trừu tượng hoá.

- Khái quát hoá.

- Cụ thể hoá

- Suy luận qui nạp.

- Suy luận diễn dịch.

- Suy luận tương tự

1.1.3.5 Tính tích cực của học sinh trong học tập.

a Khái niệm tính tích cực của học sinh trong học tập

Tính tích cực học tập là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự cố gắng cao

về nhiều mặt trong học tập (L.V.Rebrova, 1975) Học tập là một trường hợp riêng củanhận thức “Một nhận thức đã được làm cho dễ dàng đi và được thực hiện dưới sự chỉ

đạo của GV” (P.N.Erđơnive, 1974) Vì vậy, nói tới tích cực học tập thực chất là nóitới tính tích cực nhận thức, mà tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhậnthức của HS đặc trưng ở khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quátrình nắm vững kiến thức

b Những biểu hiện của tính cực học tập.

Trong quá trình nhận thức vật lí, tính tích cực của HS thể hiện ở việc thựchiện các thao tác chân tay (như bố trí dụng cụ, sử dụng các dụng cụ đo, thực hiệncác phép đo), các thao tác tư duy (như phân tích, so sánh, khái quát hoá, trìu tượnghoá, cụ thể hoá), các hành động nhận thức (như xác định đặc tính bản chất của sựvật hiện tượng, tìm nguyên nhân, xác định mối quan hệ) Tuy nhiên các thao tác tưduy, các hành động nhận thức lại diễn ra ở trong đầu HS, để nhận biết được tínhtích cực của HS trong quá trình nhận thức vật lí cần phải dựa vào một số dấu hiệu:

- Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên, bổsung câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra

- Học sinh hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề giáoviên trình bày chưa đủ rõ

- Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học đểnhận ra vấn đề mới

- Học sinh mong muốn được đóng góp với Thầy, với bạn những thông tin mới

mẻ lấy từ những nguồn thông tin khác nhau, vượt ra ngoài phạm vi bài học

Ngoài những biểu hiện nói trên mà Giáo viên dễ nhận thấy còn có những biểuhiện về mặt xúc cảm, khó nhận thấy hơn như: thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạcnhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm ralời giải cho một bài tập Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể HS,bộc lộ rõ ở các lớp HS bé, kín đáo ở HS lớp trên G.I.Sukina còn phân biệt những dấuhiệu của tính tích cực học tập về mặt ý chí:

- Tập trung chú ý vào vấn đề đang học

- Kiên trì làm xong bài tập

- Không nản trước những tình huống khó khăn

- Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học: tiếc rẻ cố làm cho xong hoặcvội vàng gấp vở chờ được lệnh ra chơi

Thông qua những biểu hiện của tính tích của HS trong quá trình nhận thức màngười GV có thể nhận biết được những hạn chế của tiến trình dạy học trong quá trình

tổ chức hoạt động nhận thức của HS Từ đó tìm biện pháp khắc phục những hạn chế

đó làm phát triển tư duy của HS

c Các cấp độ của tính tích cực học tập

Có thể phân biệt ở ba cấp độ khác nhau từ thấp đến cao:

• Tái tạo: Học sinh độc lập tái tạo hoạt động, giải quyết vấn đề của bài toán theo

mẫu, theo mẫu angôrit đã biết

• Tìm tòi: Học sinh độc lập giải quyết bài tập nêu ra với những cách giải khác

nhau để tìm ra lời giải hợp lý nhất

• Sáng tạo: Học sinh nghĩ ra cách giải mới độc đáo, hoặc thiết kế, lắp đặt

những thí nghiệm mới để thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu Dĩ nhiên mức độ sáng tạocủa HS là có hạn nhưng đó chính là mầm mống để phát triển sáng tạo về sau

1.2 Bài tập vật lý và những định hướng giải bài tập vật lý

1.2.1 Phân loại bài tập vật lý

Có nhiều cách phân loại bài tập vật lí Nếu dựa vào các phương tiện giải, cóthể chia bài tập vật lí thành bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập thí nghiệm,bài tập đồ thị Nếu dựa vào mức độ khó khăn của bài tập đối với HS, có thể chia bàitập vật lí thành bài tập tập dượt, bài tập tổng hợp, bài tập sáng tạo

1.2.1.1 Bài tập định tính

Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải, HS không cần phải thực hiệncác phép tính phức tạp hay chỉ phải làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩmđược Muốn giải những bài tập định tính, HS phải thực hiện những phép suy luậnlôgic, do đó phải hiểu rõ bản chất (nội hàm) của các khái niệm, định luật vật lí vànhận biết được những biểu hiện của chúng trong những trường hợp cụ thể Đa sốcác bài tập định tính yêu cầu HS giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ratrong những điều kiện xác định

Bài tập định tính có nhiều ưu điểm về mặt phương pháp học Nhờ đưa được líthuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh, các bài tập này làm tăng thêm ở HShứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển tư duy vật lý của HS Việc giải các bàitập định tính rèn luyện cho HS hiểu rõ được bản chất của các hiện tượng vật lí vànhững quy luật của chúng, dạy cho HS biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn Việc giảicác bài tập định tính giúp rèn luyện cho HS chú ý đến việc phân tích nội dung vật lí.

Do có tác dụng về nhiều mặt như trên, nên bài tập định tính cần được sửdụng trong quá trình dạy học

Bài tập định tính có thể là bài tập đơn giản, trong đó chỉ áp dụng một địnhluật, một qui tắc, một phép suy luận lôgic Thí dụ như: Giải thích tại sao thànhngoài của một cốc đựng nước đá lại ướt, mặc dầu trước khi đổ nước đá vào cốc, ta

đã lau khô cốc cẩn thận

1.2.1.2 Bài tập tính toán

Bài tập tính toán là những bài tập mà muốn giải chúng, ta phải thực hiện mộtloạt phép tính và kết quả là thu được một đáp số định lượng, tìm giá trị của một sốđại lượng vật lí Có thể chia bài tập tính toán ra làm hai loại: bài tập tập dượt và bàitập tổng hợp

a) Bài tập tính toán tập dượt

Bài tập tính toán tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ đềcập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản.Những bài tập này có tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm cho HS hiểu

rõ ý nghĩa của các định luật và các công thức biểu diễn chúng, sử dụng các đơn vịvật lí và thói quen cần thiết để giải những bài tập phức tạp hơn

b) Bài tập tính toán tổng hợp

Bài tập tính toán tổng hợp là bài tập mà muốn giải nó thì phải vận dụngnhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức Những kiến thức cần sử dụngtrong việc giải bài tập tổng hợp có thể là những kiến thức đã học trong nhiều bàitrước Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức,thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các phần của chương trình vật lí, tập cho

HS biết phân tích những hiện tượng thực tế phức tạp ra thành những phần đơn giảntuân theo một định luật xác định.

Xét về thực chất thì bài tập tính toán tổng hợp cũng nhằm mục đích làm sáng tỏnội dung vật lí của các định luật, qui tắc biểu hiện dưới dạng các công thức Khi giảibài tập này, HS thường áp dụng máy móc các công thức mà không chú ý đến ý nghĩavật lí của chúng Bởi vậy, giáo viên cần lưu ý HS làm nổi bật yếu tố định tính của bàitập này trước khi đi vào lựa chọn các công thức và thực hiện các phép tính toán

1.2.1.3 Bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lờigiải lí thuyết hoặc cần đến thí nghiệm để tìm những số liệu cần thiết cho việc giảibài tập Bài tập thí nghiệm cũng có thể dưới dạng định tính hoặc định lượng

Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về mặt giáo dưỡng, giáo dục và giáodục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí thuyết và thực tiễn

Cần lưu ý rằng: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các sốliệu để giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế Chonên, phần vận dụng các định luật vật lí để lí giải các hiện tượng mới là nội dungchính của bài tập thí nghiệm

1.2.1.4 Bài tập đồ thị.

Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để giảiphải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi HS phải biểu diễn quátrình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị

Ta đã biết: đồ thị là một hình thức để biểu đạt mối quan hệ giữa hai đạilượng vật lí, tương đương với cách biểu đạt bằng lời hay bằng công thức Đồ thịnhư là một môi trường nhiều khi nhờ vẽ được chính xác đồ thị biểu diễn các số liệuthực nghiệm mà ta có thể tìm được định luật vật lí mới Bởi vậy, các bài tập luyệntập sử dụng đồ thị hoặc xây dựng đồ thị có vị trí ngày càng quan trọng trong dạyhọc vật lí

1.2.2 Tác dụng của bài tập vật lý

• Bài tập giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, HS đã nắm được cái chung, cái kháiquát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng Trong các bài tập, HSphải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào những trường hợp cụthể rất đa dạng; nhờ thế mà HS nắm được những biểu hiện cụ thể của chúng trongthực tế, phát hiện ngày càng nhiều những hiện tượng thuộc ngoại diên của các kháiniệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay thuộc phạm vi ứng dụng củachúng Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật vật lí không kết thúc ở việc xâydựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lí mà còn tiếp tục ở giai đoạn vậndụng vào thực tế Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, BTVL sẽ giúp

HS thấy được những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiếnthức đã học

Các khái niệm, định luật vật lí có nội dung đơn giản, còn biểu hiện củachúng trong tự nhiên thì lại rất phức tạp, bởi vì các sự vật, hiện tượng có thể bị chiphối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên nhân đồng thời hay liên tiếp chồng chéo lênnhau Bài tập sẽ giúp luyện tập cho HS phân tích để nhận biết được những trườnghợp phức tạp đó Khi giải bài tập, HS phải vận dụng tư duy liên tưởng các kiến thức

đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp những kiến thức thuộc nhiều chương, nhiềuphần của chương trình

• Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới

Ở bậc trung học phổ thông, với trình độ toán học của HS đã khá phát triển,nhiều khi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn HS đến những suy nghĩ vềmột hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới

do bài tập phát hiện ra

• Bài tập vật lí là một trong những phương tiện để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo

vận dụng lí 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 Có thể xây dựng nhiều bàitập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức lí thuyết đểgiải thích các hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trongthực tiễn ở những điều kiện cho trước

• Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh

Trong khi giải bài tập, HS 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 HS rút ra nên

tư duy của HS được phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ được nâng cao

Cần lưu ý rằng: việc rèn luyện cho HS giải các BTVL không phải là mụcđích của dạy học Mục đích cơ bản đặt ra khi giải BTVL là làm sao cho HS hiểu sâusắc hơn những qui luật vật lí, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đềthực tiễn, vào tính toán kĩ thuật và cuối cùng phát triển được năng lực tư duy, nănglực giải quyết vấn đề

• Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

Giải BTVL không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đãhọc mà còn giúp bồi dưỡng cho HS tư duy sáng tạo Đặc biệt là những bài tập giảithích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ rất có ích về mặt này,bài tập sáng tạo là một phương tiện rèn luyện phát triển tư duy và năng lực sáng tạocủa HS mà quá trình dạy học phải thực hiện

• Bài tập vật lí cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh.

Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phân loại được các mức độ nắmvững kiến thức của HS, khiến cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của HS đượcchính xác

1.2.3 Các hình thức tổ chức hoạt động giải bài tập vật lý

1.2.3.1 Hoạt động giải bài tập vật lý

Mục tiêu cần đạt được khi giải một bài toán vật lý là tìm được câu trả lờiđúng đắn, giải quyết được vấn đề một cách có căn cứ khoa học

Quá trình giải bài toán vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện bài củatoán, xem xét hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trên những kiến thức vật lý toán đểnghĩ tới những mối quan hệ có thể của các cái đã cho và cái phải tìm, sao cho có thểthấy được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho Từ đó tìm ramối liên hệ tường minh giữa cái phải tìm và cái đã biết, tức là tìm được lời giải đáp

1.2.3.2 Các hình thức tổ chức hoạt động giải bài tập

Việc tổ chức các loại hình hoạt động giải BTVL là nghệ thuật của người GV.Với tác dụng quan trọng và tích cực của bài tập như; ôn tập, đào sâu, mở rộng kiếnthức, dẫn dắt xây dựng kiến thức mới, rèn luyện kỹ năng kỹ xảo vận dụng lý thuyếtvào thực tiễn, phát huy tính tự lực cao, phát triển tư duy, khả năng sáng tạo, làphương tiện kiểm tra đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của HS Vì vậy, trongquá trình dạy học Vật lý, tổ chức hoạt động giải bài tập là vấn đề thiết yếu khôngthể thiếu trong dạy học nhất là với mục tiêu giáo dục như hiện nay Trong quá trìnhdạy học, có thể tổ chức hoạt động giải BTVL dưới các hình thức:

+ Bài học xây dựng kiến thức mới.

+ Bài học ôn tập.

+ Giờ bài tập.

+ Giờ học ngoài giờ chính khoá.

- Giờ học ngọai khoá.

- Báo tường, câu lạc bộ

+ Bài tập ở nhà.

1.2.4 Những định hướng cho học sinh giải bài tập

1.2.4.1 Phương pháp giải bài tập vật lý

Cũng khó có thể đưa ra một phương pháp chung để giải BTVL có tính vạnnăng để áp dụng cho việc giải một bài toán cụ thể

Tuỳ thuộc vào cách phân loại bài tập, ở đây chúng tôi đưa ra sơ đồ địnhhướng chung (gồm các bước) để tiến hành giải một bài toán vật lý Dựa vào cácbước để tiến hành giải một bài toán giáo viên có thể kiểm tra hoạt động học của HS

và giúp HS giải toán có hiệu quả

Bước 1: Tìm hiểu đầu bài.

Bước này bao gồm việc xác định ý nghĩa vật lí của các thuật ngữ, phân biệtđâu là ẩn số, đâu là dữ kiện Trong rất nhiều trường hợp, ngôn ngữ trong đầu bàikhông hoàn toàn trùng với ngôn ngữ dùng trong lời phát biểu các định nghĩa, các

định luật, các qui tắc vật lí, cần phải chuyển sang ngôn ngữ vật lí tương ứng thì mới

dễ áp dụng các định nghĩa, qui tắc, định luật vật lí

Với những bài tập tính toán, sau khi tìm hiểu đầu bài, cần dùng các kí hiệu

để tóm tắt đầu bài cho gọn

Trong trường hợp cần thiết, phải vẽ hình diễn đạt những điều kiện của đề bài.Nhiều khi hình vẽ giúp HS dễ nhận biết diễn biến của hiện tượng, mối quan hệ giữacác đại lượng vật lí

Bước 2: Phân tích.

Trước hết là nhận biết những dữ kiện cho trong đầu bài có liên quan đếnnhững khái niệm nào, hiện tượng nào, qui tắc nào, định luật nào trong vật lí Xácđịnh các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đầu bài, mỗi giai đoạn bị chiphối bởi những đặc tính nào, định luật nào Cần phải hình dung rõ toàn bộ diễn biếncủa hiện tượng và các định luật chi phối nó trước khi xây dựng bài giải cụ thể, chitiết Có thế mới hiểu rõ được bản chất của hiện tượng, tránh được sự mò mẫn, máymóc áp dụng các công thức

Bước 3: Xây dựng lập luận, xác lập các mối liên hệ cơ bản của các dữ kiện xuất phát và các cái phải tìm.

Thực chất của bước này là tìm quan hệ giữa ẩn số phải tìm với các dữ kiện

đã cho Đối với những bài tập tổng hợp phức tạp, có hai phương pháp xây dựng lậpluận để giải: phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp

Theo phương pháp phân tích thì xuất phát từ ẩn số của bài tập, tìm ra mốiquan hệ giữa ẩn số đó với một đại lượng nào đó theo một định luật đã xác định ởbước 2, diễn đạt bằng một công thức có chứa ẩn số Sau đó, tiếp tục phát triển lậpluận hoặc biến đổi công thức này theo các dữ kiện đã cho Cuối cùng, tìm được mộtcông thức chỉ chứa mối quan hệ giữa ẩn số với các dữ kiện đã cho

Theo phương pháp tổng hợp thì trình tự làm ngược lại: điểm xuất phát khôngphải từ ẩn số mà từ những dữ kiện của đầu bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi cáccông thức diễn đạt mối quan hệ giữa các dữ kiện đã cho với các đại lượng khác đểtiến dần đến công thức cuối cùng có chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho

Cả hai phương pháp đều có giá trị, nhiều khi chúng bổ sung cho nhau Tuynhiên, trong giai đoạn đầu của quá trình vận dụng kiến thức để giải bài tập thì phươngpháp phân tích dễ thực hiện hơn đối với HS vì mục tiêu của lập luận rõ ràng hơn.

Bước 4: Biện luận, kiểm tra xác nhận kết quả.

Trong bước này, HS phải phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quảkhông phù hợp với điều kiện đầu bài tập hoặc không phù hợp với thực tế Việc biệnluận này cũng là một cách để kiểm tra sự đúng đắn của quá trình lập luận Đôi khi,nhờ sự biện luận này mà HS có thể tự phát hiện ra những sai lầm của quá trình lậpluận, do sự vô lí của kết quả thu được

Việc giải tất cả các loại bài tập đều phải trải qua bước 1 và bước 2 để giảmbớt sự mò mẫn, quanh co trong các bước sau Tuy nhiên, việc xây dựng lập luận cóthể có những nét khác nhau

1.2.4.2 Cơ sở định hướng việc hướng dẫn học sinh giải bài toán vật lý

Muốn cho việc hướng dẫn giải bài toán được định hướng một cách đúng đắn

GV phải phân tích được phương pháp giải bài toán cụ thể bằng cách vận dụngnhững hiểu biết về tư duy giải bài toán vật lý để xem xét việc giải bài toán cụ thể

đó Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể của việc HS giải bài toán

để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp Nội dung trên được minh hoạ bằng sơ đồ sau:

Sơ đồ 3: Cơ sở định hướng giải bài tập Vật lý

a Định hướng giải theo mẫu (hướng dẫn algôrit)

Là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS những hành động cụ thể cần thực hiện vàtrình tự thực hiện các hành động đó để đạt được kết quả mong muốn Những hànhđộng này được coi là hành động sơ cấp HS phải hiểu một cách đơn giá, HS nắm

Tư duy giải bài

toán vật lý

Phân tích PP giải bài toán cụ thể

Mục đích sư phạm Xác định kiểu hướng dẫn

PP hướng dẫn giải bài toán

cụ thể

vững nếu thực hiện theo các bước quy định theo con đường đó HS sẽ giải được bàitoán đã cho.

Kiểu định hướng theo mẫu đòi hỏi HS phải phân tích một cách khoa học việcgiải bài toán, xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng để xây dựng algôrit giải bài toán

Kiểu hướng dẫn theo mẫu nhằm luyện tập cho HS kỹ năng giải một bài toánnào đó Khi xác định algôrit giải cho từng loại bài toán cơ bản, điển hình nào đó (ví

dụ bài toán động học, động lực học, …) thông qua việc giải bài toán HS nắm đượccác algôrit giải cho từng loại bài toán

b Định hướng dẫn tìm tòi

Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi phát hiệncách giải quyết, không phải là GV chỉ dẫn cho HS hành động theo mẫu đã có mà

GV gợi mở cho HS tìm tòi cách giải quyết, HS tự xác định hành động cần thực hiện

để đạt được kết quả Kiểu định hướng này nhằm đảm bảo yêu cầu phát triển tư duycho HS, tạo điều kiện để HS tự lực tìm tòi cách giải quyết

Khó khăn của kiểu định hướng tìm tòi là ở chỗ hướng dẫn của GV phải làmsao không đưa HS thực hiện các hành động theo mẫu mà phải có tác dụng hướng tưduy của HS vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết vấn đề củabài toán

c Định hướng khái quát chương trình hoá

Là kiểu hướng dẫn HS tự tìm tòi cách giải quyết Nét đặc trưng của kiểuhướng dẫn này là GV định hướng hoạt động của HS theo đường lối khái quát hoágiải quyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của

HS Nếu HS gặp trở ngại không vượt qua được thì GV phát triển định hướng kháiquát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho HS để thu hẹphơn phạm vi tìm tòi, giải quyết vấn đề Nếu HS vẫn không giải quyết được thì GVchuyển dần hướng dẫn theo mẫu giúp HS hoàn thành yêu cầu của một bước, sau đóyêu cầu HS tự lực, tìm tòi giải quyết bước tiếp theo Cứ như thế cho đến khi giảiquyết xong vấn đề đặt ra

Kiểu hướng dẫn khái quát chương trình hoá trong hoạt động giải toán vật lýcủa HS nhằm phát huy tính độc lập, tự lực thực hiện các hành động tư duy đồngthời dạy cho HS cách tư duy.

1.3 Kết luận chương 1

Trong chương này chúng tôi đã nghiên cứu những vấn đề liên quan đến việcphát huy tính tích cực của HS trong học tập Để giải quyết nhiệm vụ đề ra của luậnvăn, chúng tôi quan tâm đến những vấn đề sau:

• Hoạt động nhận thức Vật lý của HS và vấn đề dạy học phát triển

• Vai trò của bài tập trong việc tích cực hoá hoạt động nhận thức và pháttriển nhân cách toàn diện của HS

• Để HS tích cực tham gia vào việc xây dựng tri thức mới cũng như đào sâu,nắm vững tri thức, GV cần phải tổ chức được các hoạt động giải bài tập Vật lý trongquá trình dạy học theo một số tiêu chí cụ thể

• Định hướng hoạt động học giải bài tập cho HS, phải đưa ra được hệ thốngcác câu hỏi tương ứng với vấn đề HS cần giải quyết

Tất cả những điều này sẽ được chúng tôi vận dụng để xây dựng và định hướngviệc sử dụng bài tập chương Động học chất điểm Trong quá trình dạy học giải bài tậpnhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh

Chương 2 TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

2.1 Cấu trúc nội dung chương động học chất điểm – Vật lý 10 nâng cao.

2.1.1 Mục tiêu

Kiến thức

- Hiểu được các khái niệm cơ bản: Tính tương đối của chuyển động, chấtđiểm, quỹ đạo, hệ quy chiếu, mốc thời gian, vận tốc, cách xác định vị trí của chấtđiểm bằng toạ độ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm

- Hiểu rõ, muốn xét chuyển động của chất điểm, cần thiết phải chọn một hệquy chiếu để xác định vị trí của chất điểm và thời điểm tương ứng

- Nắm vững cách xác định toạ độ và thời điểm tương ứng của một chất điểmtrên hệ toạ độ

- Hiểu rõ các khái niệm: Vectơ độ rời, vectơ vận tốc trung bình, vectơ vậntốc tức thời Nắm vững tính chất vectơ của các đại lượng này

- Hiểu: Thay cho việc các vectơ nêu trên, ta khảo sát các giá trị đại số củachúng mà không làm mất đi đặc trưng vectơ của chúng

- Phân biệt được độ dời với quãng đường đi, vận tốc với tốc độ

- Biết cách thiết lập phương trình chuyển động thẳng đều: x = x0 + vt Hiểurằng phương trình chuyển động mô tả đầy đủ đặc tính của chuyển động

- Biết cách vẽ đồ thị toạ độ theo thời gian, vận tốc theo thời gian và từ đồ thị

có thể xác định được các đặc trưng động học của chuyển động

- Biết cách khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng Hiểu được, muốn đovận tốc thì phải xác định toạ độ của chất điểm ở các thời điểm khác nhau, và biếtcách sử dụng đo thời gian để xác định thời điểm vật đi qua một toạ độ đã biết Biếtcách lập bảng, sử dụng công thức để tìm đại lượng cần đo, xử lý kết quả, vẽ đồ thị

- Hiểu được gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi nhanh hay chậmcủa vận tốc

- Hiểu được định nghĩa về chuyển động thẳng biến đổi đều, rút ra công thứctính vận tốc theo thời gian.

- Hiểu được mối quan hệ giữa dấu của gia tốc và dấu của vận tốc trongchuyển động nhanh dần đều và chuyển động chậm dần đều

- Biết cách vẽ đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian của một chuyển độngthẳng biển đổi đều

- Biết cách giải các bài toán đơn giản có liên quan đến gia tốc về chuyểnđộng thẳng biến đổi đều

- Biết thiết lập phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều:

- Hiểu được thế nào là rơi tự do và khi rơi tự do thì mọi vật đều rơi như nhau

- Biết cách khảo sát chuyển động rơi tự do bằng thực nghiệm

- Hiểu rõ gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào vị trí địa lý và độ cao, và khi mộtvật chuyển động ở gần mặt đất và chỉ chịu tác dụng của trọng lực, thì nó luôn luôn

có một gia tốc bằng gia tốc rơi tự do

- Biết trong chuyển động tròn cũng như trong chuyển động cong, vectơ vận tốc cóphương tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động và có hướng theo chiều chuyển động

- Nắm vững định nghĩa chuyển động tròn đều, biết cách tính tốc độ dài:

- Biết được mối quan hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v r. 

- Hiểu rõ, tốc độ dài đặc trưng cho độ nhanh chậm của chuyển động của chấtđiểm trên quỹ đạo tròn

- Có khái niệm về tính tuần hoàn của chuyển động và đại lượng đặc trưngcho sự tuần hoàn hoặc tần số.

- Hiểu, trong chuyển động tròn đều thì vectơ gia tốc là hướng tâm và có độlớn phụ thuộc vào tốc độ dài và bán kính quỹ đạo, biết chứng minh:

Theo nội dung của chương, ta có điều kiện để rèn luyện cho học sinh một số

kỹ năng chính sau đây:

- Kỹ năng giải thích hiện tượng vật lý

- Kỹ năng giải bài tập vật lý

- Kỹ năng thực hành vật lý

- Kỹ năng vẽ đồ thị và xử lý đồ thị

- Kỹ năng tự học của học sinh

- Kỹ năng tự kiểm tra và đánh giá kết quả học tập của học sinh

2.1.2 Nội dung cơ bản chương Động học chất điểm

Nội dung cơ bản của phần động học chất điểm là khảo sát và nghiên cứu cácdạng chuyển động cơ học, như chuyển động thẳng và chuyển động tròn được rút ra từnhững quan sát thực nghiệm và tư duy khái quát, mà chưa xét đến nguyên nhân làmbiến đổi chuyển động, đây chính là cơ sở cho việc nghiên cứu cơ học Để tiếp thu vànắm rõ các dạng chuyển động cơ học, HS phải có được khái niệm về hệ quy chiếu vàkhái niệm chất điểm, từ đó xây dựng các khái niệm các đại lượng đặc trưng cho

chuyển động như: Đường đi, độ dời, tốc độ, vận tốc, gia tốc đối với các loại chuyểnđộng: CĐ thẳng đều, CĐ thẳng biến đổi đều, CĐ rơi tự do, CĐ tròn đều.

Hiểu rõ các điều kiện và đặc điểm của chuyển động cơ học Xây dựng kháiniệm hệ quy chiếu, phương trình mô tả, biểu diễn chuyển động của vật, đồ thị mô

tả mối liên hệ giữa các đại lượng như toạ độ với thời gian, vận tốc với thời gian, giatốc và vận tốc, gia tốc và thời gian Tính tương đối của chuyển động công thức cộngvận tốc Ngoài ra còn đưa thêm vào bài học tính sai số trong thí nghiệm thực hành

và bài thực hành đo gia tốc rơi tự do

Vận dụng các kiến thức về chuyển động để giải thích một số hiện tượng Vật

lý thường gặp, giải quyết những bài toán Vật lý đơn giản

Cấu trúc lôgic phần “Động học chất điểm” lớp 10 ban khoa học tự nhiên theo

sơ đồ sau:

2.1.3 Thực trạng dạy học bài tập và sử dụng BTVL trong dạy học ở trường PT

* Nhận thức của giáo viên về bài tập vật lý

Sơ đồ 4: Cấu trúc logic chương Động học chất điểm

CÁC CHUYỂN ĐỘNG CƠ

HỌC

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU

CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

Chúng tôi đã điều tra nhận thức của giáo viên về bài tập ở trường phổ thôngbằng phiếu tìm hiểu (Nội dung phiếu xem phần phụ lục1), kết quả điều tra như sau:

- 60% giáo viên đã nhận thức đúng về bài tập vật lý

- 30% giáo viên cho rằng bài tập Vật lý công cụ dùng để ôn tập kiến thức họcsinh đã học Việc giải bài tập vật lý nhằm giúp học sinh khắc sâu kiến thức

- 10% giáo viên cho rằng bài tập vật lý chỉ là công cụ giúp học sinh tái hiệnlại những kiến thức học sinh đã có

* Sử dụng bài tập và bài tập vật lý trong thực tiễn dạy học

Đa số GV khi đuợc hỏi về việc sử dụng các bài tập trong dạy học vật lý nhưthế nào, họ cho biết rất ít khi sử dụng bài tập tính toán, đồ thị, thí nghiệm trong quátrình dạy học xây dựng kiến thức mới, mà chủ yếu chỉ sử bài tập định tính ở SGKhoặc những tài liệu đọc thêm khác

Một số ít giáo viên vẫn sử dụng các dạng bài tập trên trong dạy học nhưngrất ít và chỉ sử dụng bài tập dừng lại ở mức độ yêu cầu học sinh xác định một đạilượng nào đó theo sự ghi nhớ

Qua điều tra cho thấy: Nhiều giáo viên chưa phát huy hết tác dụng của bài tậpvật lý và việc sử dụng nó Theo quan niệm của đa số giáo viên việc sử dụng bài tập vật

lý chỉ dùng để củng cố kiến thức sau mỗi bài học, sau mỗi chương nhằm giúp học sinhhiểu sâu hơn, vững chắc hơn những kiến thức đã học

* Nguyên nhân và thực trạng

Chương trình mới được đưa vào giảng dạy, có một số kiến thức mới so vớichương trình cũ cả về mặt nội dung cũng như cách tiếp cận, ví dụ: Khái niệm độdời, khái niệm tốc độ … Vì vậy:

• Về phía giáo viên

- Một số GV chưa bám sát được mức độ nội dung kiến thức cơ bản mà họcsinh cần nắm vững nên chưa làm nổi bật và khắc sâu những kiến thức đó

- Giáo viên chỉ chú ý tới việc thông báo giảng giải những nội dung chính saocho rõ ràng dễ hiểu mà không chú trọng việc đổi mới phương pháp dạy học nhằm

mục đích tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS, phát triển tư duy, phát triển kĩnăng và phát triển năng lực giải quyết vấn đề

- Nhiều GV chưa biết cách tổ chức giờ học tạo hứng thú nhận thức ở họcsinh, chưa tổ chức cho HS thảo luận và làm bài tập, thí nghiệm theo nhóm nhằmphát huy tính tích cực, đồng thời phát triển các kĩ năng thí nghiệm và hình thànhkiến thức một cách sâu sắc, vững chắc

- Các giáo án của GV chỉ tóm tắt lại những nội dung chính của sách giáokhoa mà chưa thiết kế một tiến trình dạy học cụ thể với một hệ thống câu hỏi, bàitập định hướng hoạt động nhận thức của HS

• Về phía học sinh:

- Kiến thức xuất phát không đầy đủ, sâu sắc: một số kiến thức toán liên quanđến phần này, HS quên nhiều hoặc chưa được học do đó ít nhiều ảnh hưởng đếnviệc tiếp thu kiến thức của phần này

- Khả năng nhận biết các dấu hiệu bản chất của hiện tượng yếu

- Nhầm lẫn giữa kiến thức đời sống với kiến thức khoa học

- Học sinh chưa quen với việc xây dựng một số kiến thức vật lí như độ dời,vận tốc, gia tốc

- Thực tế cho chúng tôi thấy, năng lực giải bài tập vật lý ở HS còn mắc nhiềusai lầm mang tính hệ thống như:

+ Sai lầm do chuyển đổi đơn vị của các đại lượng vật lý (việc giải quyết một

bài toán dễ dẫn đến sai lầm về phương pháp và đáp án khi chuyển đổi đơn vị sai)

+ Sai lầm do cú pháp và ngôn ngữ vật lý ( hiểu sai đề bài dẫn đến sai lầm

khi đưa ra phương pháp giải)

+ Sai lầm do phân loại bài toán ( một bài toán được mở rộng dễ dẫn đến

những sai lầm khi các em phân chia các trường hợp riêng)

+ Sai lầm liên quan đến suy luận (trong quá trình giải quyết bài toán, những

suy luận của các em dễ dẫn đến những sai lầm về mặt trình bày)

+ Sai lầm liên quan đến cảm nhận trực giác (HS rất dễ mắc sai lầm về trực

quan và ngộ nhận khi giải quyết những bài toán thí nghiệm mà khi kiểm nghiệmdẫn đến những kết quả sai lệch)

Một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn đến những sai lầm của HS đóchính là; GV chưa chú ý một cách đúng mức việc phát hiện, sửa chữa và uốn nắncác sai lầm cho HS ngay trong các giờ học vật lý cũng như các giờ bài tập vật lý Vì

vậy ở một số HS gặp phải tình trạng sai lầm nối tiếp sai lầm một cách hệ thống.

Nhiều nhà khoa học đã nhấn mạnh tới vai trò của việc sửa chữa sai lầm của

HS trong quá trình giảng dạy, chẳng hạn, G Pôlia đã phát biểu: "Con người phảibiết học ở những sai lầm và những thiếu sót của mình" [30, tr 204], còn A Stôliarthì nhấn mạnh rằng: "Không được tiếc thời gian để phân tích trên giờ học các sailầm của học sinh" Như vậy có thể khẳng định rằng, các sai lầm của học sinh trong

giải bài tập vật lý là có thể mắc phải và khắc phục được.

Đối chiếu kết quả điều tra với các mục tiêu cần về kiến thức cũng như kĩnăng cần đạt được ở học sinh chúng tôi đề ra một số vấn đề cần giải quyết nhằmkhắc phục những khó khăn của HS cũng như GV gặp phải khi dạy và học chươngĐộng học chất điểm

* Các biện pháp khắc phục:

Trên cơ sở điều tra tìm hiểu việc sử dụng bài tập trong quá trình dạy học vớinhững khó khăn và hạn chế của HS và GV trong khi dạy và học chương Động họcchất điểm Chúng tôi tìm cách khắc phục ở những mặt sau:

Về nội dung kiến thức Trên cơ sở nội dung kiến thức của sách Vật lý nâng caođối chiếu với mục tiêu cần đạt chúng tôi xây dựng hệ thống bài tập chương Động họcchất điểm Từ đó xây dựng cách tiếp cận theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thứccủa học sinh thông qua giải bài tập vật lý của chương

• Về phía học sinh:

- Cần xác định rõ trình độ kiến thức xuất phát của học sinh

- Ôn tập bổ sung các kiến thức có liên quan đến nội dung của chương

• Về phía giáo viên:

- Xây dựng hệ thống bài tập tương ứng với quá trình dạy học một số kháiniệm cơ bản của chương Động học chất điểm theo định hướng phát triển hoạt đôngnhận thức, tích cực, tự chủ của HS.

- Chúng tôi xây dựng hệ thống bài tập, mỗi bài có các câu hỏi định hướngnhằm giúp học sinh tích cực hoạt động để chiếm lĩnh tri thức

2.2 Các dạng bài tập vật lý chương Động học chất điểm

Dựa vào mục tiêu và lôgic của chương, bài tập vật lý chương động học chấtđiểm có những dạng bài tập cơ bản sau:

• Bài tập về vật chuyển động thẳng đều.

Đây là dạng bài tập vật lý yêu cầu HS xác định các yếu tố cơ bản về dạngchuyển động đơn giản theo quỹ đạo thẳng mà vận tốc là hằng số như; xác định vậntốc, đường đi, thời điểm và vị trí gặp nhau của các vật chuyển động, vận tốc trungbình, vận tốc tức thời, vẽ đồ thị và dùng đồ thị để giải bài toán về chuyển động Rènluyện kỹ năng thu thập thông tin như: xác định được vị trí và thời điểm xuất phát, vịtrí và thời điểm gặp nhau, thời gian chuyển động, nhận biết được chuyển độngthẳng đều trong thực tế, hai chuyển động cùng chiều, ngược chiều v…v

Ví dụ: Một người đi xe đạp và một người đi xe máy chuyển động thẳng đều

từ A đến B cách nhau 60km Xe đạp có vận tốc 15km/h và đi liên tục không nghỉ

Xe máy khởi hành sớm hơn 1 giờ nhưng dọc đường phải nghỉ 3 giờ Tìm vận tốccủa xe máy để hai xe đến B cùng lúc

Chọn chiều dương là chiều chuyển động Hệ thức liên hệ giữa quãng đường

và thời gian chuyển động là: s = vt

- Thời gian chuyển động của xe đạp là: 1

- Để tới B cùng lúc thì xe máy phải: t2 = t1 +1 – 3 = 2h

Vậy vận tốc của xe máy sẽ là: 2

Để HS tự lực giải bài tập về vật chuyển động thẳng biến đổi đều một cáchthành thạo, trước tiên cần nắm vững các kiến thức cơ bản sau:

+ Khi v.a > 0 chuyển động nhanh dần

+ Khi v.a < 0 chuyển động chậm dần

- Hệ thức độc lập với thời gian: v2 v20 2a(x x )0 2as

Ví dụ: Một xe nhỏ trượt trên máng nghiêng đệm khí Chọn trục toạ độ Ox

trùng với máng và có chiều dương hướng xuống dưới Biết rằng, gia tốc của xe khôngđổi là 8 cm/s2, và lúc xe đi ngang qua gốc toạ độ, vận tốc của nó là v0 = - 6cm/s

1 Viết phương trình chuyển động của xe, lấy gốc thời gian là lúc xe đi ngangqua gốc toạ độ

2 Hỏi xe chuyển động theo hướng nào, sau bao lâu thì xe dừng lại? Lúc đó

2 a) Xe chuyển động theo chiều âm của trục Ox và dừng lại khi vận tốc bằngkhông Ta có:

2

• Bài tập về vật chuyển động tròn đều

Yêu cầu HS phải nắm vững các kiến thức cơ bản sau:

b) Vận tốc góc và vận tốc dài của một điểm trên vành bánh xe.

t

n1

Tb) 2 f 100 314rad / s

• Bài tập về tính tương đối của chuyển động

Yêu cầu HS phải nắm vững kiến thức cộng vận tốc:

vuur=vuur uur+vTrong đó số 1 chỉ vật, số 2 chỉ hệ quy chiếu chuyển động số 3 chỉ hệ quychiếu đứng yên vuur13

là vận tốc tuyệt đối; vuur12

là vận tốc tương đối; vuur23

là vận tốc kéotheo

- Chọn hệ quy chiếu thích hợp

- Xác định vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo

- Áp dụng công thức cộng vận tốc vuur13=vuur uur12+v23

- Thiết lập phương trình theo đề bài, giải PT tìm giá trị của ẩn số

Ví dụ: Một thang máy cuốn tự động đưa khách từ tầng trệt lên lầu trong 1 phút Nếu

trong trường hợp thang ngừng thì khách phải đi bộ lên trong 3 phút Hỏi thang máyvẫn chạy mà khách vẫn bước lên thì mất bao lâu

Bài toán yêu cầu HS áp dụng công thức cộng vận tốc để xác định đại lượng liênquan Nhưng trước khi áp dụng công thức cộng vận tốc phải phân biệt rõ ràng khithang chuyển động mà người bước lên thì vận tốc của người đối với thang lúc đó bằngvận tốc người đối với đất lúc thang dừng

Thời gian thang chạy 1

1

stv

 (v1 là vận tốc của thang đối với đất)

Thời gian người bước lên khi thang dừng 2

2

stv

 (v2 là vận tốc của ngườiđối với đất)

Hoạt động giải bài tập là hoạt động đa dạng và phong phú Có thể áp dụng

BT trong những tiết học xây dựng kiến thức mới, củng cố, kiểm tra đánh giá, rènluyện kỹ năng, tư duy sáng tạo và tự lực của HS Quá trình giải bài tập có thể là; bàitập định tính, bài tập định lượng, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm Vấn đề quantrọng là làm sao có thể tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS trong quá trình họcgiải bài tập Để đạt được yêu cầu đó, đối với GV cần có câu hỏi định hướng đối vớimỗi bài tập trợ giúp HS để họ có thể tự lực giải bài tập

Sau đây chúng tôi đưa ra hệ thống bài tập vật lý dùng cho dạy học chươngĐộng học chất điểm lớp 10 nâng cao

2.3.1 Bài tập về vật chuyển thẳng đều

Bài tập 1: Sắp xếp tốc độ tại các thời

điểm (1) (2) (3) theo thứ tự tăng dần:

Đây là bài toán giúp HS phân biệt giữa khái niệm tốc độ và vận tốc Vì vậy,

để HS nắm rõ bản chất của khái niệm tốc độ và vận tốc, GV cần có những câu hỏiđịnh hướng cho hoạt động của HS:

- Tốc độ của vật ở mỗi thời điểm được xác định như thế nào?

Học sinh xác định được:

1

6(1) v 4m / s

15

03

- Từ đồ thị, dấu của các đại lượng tại mỗi thời điểm như thế nào?

Ta chờ đợi ở HS bằng quá trình liên tưởng và huy động kiến thức xác địnhrõ; tốc độ là đại lượng chỉ sự nhanh chậm của vật, không xét về dấu và được đobằng tốc kế

Trong quá trình giải bài tập Vật lý, hoạt động dự đoán quyết định cho mọihoạt động trí tuệ tiếp theo, nhất là đối với những bài tập thí nghiệm

Bài tập 2: Làm thế nào để đo được vận tốc nước chảy ở vòi ra mà chỉ dùng một

thước kẹp, đồng hồ bấm giây và một hộp chứa nước

Trong bài tập thí nghiệm, vai trò của dự đoán được thể hiện rõ nét trong tưduy và trong nhận thức của HS như:

- Dự đoán phương án đo

- Thước và đồng hồ dùng để đo đại lượng nào?

- Nếu bình càng lớn thì thời gian rót đầy sẽ như thế nào?

Qua các câu hỏi định của GV, HS có thể thực hiện một loạt các thao tác tưduy như:

+ Dự đoán

+ Liên tưởng và huy động kiến thức

Chúng ta chờ đợi câu trả lời của HS:

- Dùng thước kẹp để đo thể tích của hộp chứa bằng việc đo chiều cao và đường kính của hộp chứa:

2 1

- Dùng đồng hồ để đo thời gian nước chảy từ vòi vào bình chứa cho tới khi đầy

Giáo viên có thể định hướng tiếp

- Lượng nước chảy trong một đơn vị thời gian được xác định như thế nào?

- Khi đó lượng nước chảy từ vòi vào bình trong một đơn vị thời gian:

2 1

Học sinh xác định được: Nước chảy trong một đơn vị thời gian chính là tích

của vận tốc và tiết diện ngang của vòi nước:

2 2

(d2 là đường kính của vòi nước)

Đến đây GV có thể hướng dẫn HS rút ra kết quả từ hai biểu thức (1) và (2)

1 2

có kinh nghiệm phong phú (và sâu sắc) về các dự đoán sai và các dự đoán đúng.Với kinh nghiệm đó trong tiềm thức, các bạn sẽ có thể phán đoán một cách có cơ sở hơn,xem dự đoán nào đúng và dự đoán nào sai " [28, tr 150 - 151]

Bài tập 3: Một người đi xe đạp, nửa đoạn đượng đầu với vận tốc trung bình là

12km/h, nửa đoạn đường sau với vận tốc trung bình là 20km/h Tính vận tốc trungbình trên cả đoạn đường

Đây là một bài toán đơn giản về vận tốc trung bình của vật chuyển động biếnđổi Yêu cầu ban đầu của bài toán chỉ là việc HS tái hiện lại biểu thức tổng quát củavận tốc trung bình của vật:

Thứ nhất: Từ biểu thức tổng quát, bài toán mới chỉ cho biết vận tốc mà chưa

biết thời gian Vì vậy trong quá trình giải quyết GV định hướng cho HS xác địnhđại lượng thời gian liên quan

Thứ hai: Học sinh dễ nhầm lẫn giữa vận tốc trung bình và trung bình cộng

vận tốc, một số HS có thể đưa ra hướng giải quyết:

Thời gian xe đi trên mỗi đoạn đường:





1 1

2 2

lt2vlt2v

Từ đây các em xác định được yêu cầu bài toán:

Bài tập 4: Một vật đi một phần đường trong thời gian t1 với vận tốc trung bình v1,

đi phần còn lại với vận tốc v2 trong khoảng thời gian t2 Tìm vận tốc trung bình v

của vật trên cả đoạn đường Trong điều kiện nào vận tốc trung bình v bằng trungbình cộng của hai vận tốc.

Nhiều HS không thể phân biệt được vận tốc trung bình và trung bình cộngvận tốc Vì vậy các em cho rằng, vận tốc trung bình chính là trung bình cộng củacác vận tốc Một số bài toán yêu cầu xác định vận tốc trung bình nhưng khi các emgiải theo hướng trung bình cộng vận tốc vẫn cho đáp án đúng, vì vậy sai lầm củacác em nối tiếp sai lầm

Với bài toán trên, yêu cầu xác định điều kiện để vận tốc trung bình bằngtrung bình cộng vận tốc giúp HS phân biệt rõ hai khái niệm trong thực tế Đối với

số HS Trung bình - Khá yêu cầu đối với bài toán này chỉ là việc áp dụng công thức:

Với các đại lượng v1, v2, t1, t2 đã biết

Vậy trung bình cộng vận tốc được xác định như thế nào? Học sinh xác địnhđược:

Bài tập 5: Hai ô tô cùng xuất phát từ Hà Nội đi Vinh Chiếc thứ nhất chạy với vận tốc

trung bình 60km/h, chiếc thứ hai chạy với vận tốc trung bình 70km/h Sau 1 giờ 30