Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo trong dạy học chương động lực học chất điểm vật lí lớp 10 nâng cao

Giả thuyết khoa học Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao ở các mức độ khác nhau trong quá trình dạy học phần động lựchọc lớp 10, nếu lựa c

Bộ giáo dục đào tạo

Trờng đại học vinh

- -Võ Quyết Thắng

Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo

trong dạy học chơng động lực học chất điểm

Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo

trong dạy học chơng động lực học chất điểm

vật lý 10 nâng cao

Chuyên nghành: PPGD Vật lý

Mã số: 60 14 10 Luận văn thạc sĩ giáo dục học

Ngời hớng dẫn khoa học: TS Nguyễn đình thớc

Vinh 2007

Lời cảm ơn

Trong quá trình hoàn thành luận văn này tác giả đã nhận đợc sự giúp

đỡ tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, một số đồng nghiệp, ngời thân.Tác giả xin đợc gửi lời cảm ơn chân thành với những ngời đã giúp đỡ tác giảhoàn thành luận văn này

Tác giả xin đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với thầy giáo, TS.Nguyễn Đình Thớc, ngời đã tận tình hớng dẫn, động viên và giúp đỡ tác giảtrong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tác giả gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo trong tổPPGD vật lý trờng Đại Học Vinh, các thầy cô giáo trong khoa Sau Đại Họctrờng Đại học Vinh, các thầy cô giáo giảng dạy khoa Vật Lý trờng Đại HọcVinh

Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu và các giáo viêntrong trờng THPT Nghi Lộc 2 Nghệ An, tổ Lý-Hoá trờng THPT Nghi Lộc 2

Vinh, ngày 20 tháng 12 năm 2007

Tác giả

Mục lục

Mục lục 2

Mở đầu 5

1 Lí do chọn đề tài 5

2 Mục đích nghiên cứu 6

3 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu 6

3.1 Đối tợng nghiên cứu 6

3.2 Phạm vi nghiên cứu 6

4 Giả thuyết khoa học 6

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 6

6 Phơng pháp nghiên cứu 6

7 Kết quả đóng góp của đề tài 7

8 cấu trúc của luận văn 7

Chơng 1 Cơ sở lý luận xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10 8

1.1 Năng lực sáng tạo và những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 8

1.1.1 Năng lực t duy sáng tạo 8

1.1.1.1 Khái niệm về t duy 8

1.1.1.2 Khái niệm về năng lực 11

1.1.1.3 Khái niệm về sáng tạo 12

1.1.1.4 Các phẩm chất quan trọng của t duy sáng tạo 13

1.1.2 Những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 13

1.1.2.1 Đặc điểm cơ bản của hoạt động sáng tạo trong học tập 13

1.1.2.2 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 14

1.1.2.3 Những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 15

1.1.2.4 Bồi dỡng năng lực t duy sáng tạo thông qua việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh 15

1.2 Bài tập sáng tạo và việc bồi dỡng năng lực t duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học 17

1.2.1 Hoạt động giải bài toán vật lý 17

1.2.2 Bài tập sáng tạo 20

1.2.3 Vai trò của bài tập sáng tạo trong dạy học 23

Chơng 2 Xây dựng và sử dụng BTST trong dạy học chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao 20 26

2.1 Phân tích nội dung cơ học lớp 10 thuộc chơng trình vật lý thpt phân ban thuộc ban khoa học tự nhiên 26

2.1.1 Hệ thống kiến thức của chơng động lực học chất điểm 26

2.1.1.1 Những nội dung chính trong chơng động lực học chất điểm 26

2.1.1.2 Trong quá trình giảng dạy chơng động lực học chất điểm cần hình thành và củng cố cho học sinh những kỹ năng quan trọng sau 27

2.1.1.3 Sách giáo khoa có những vấn đề mới và khó 27

2.1.2 Thời lợng thực hiện chơng trình dạy chơng động lực học chất điểm 28

2.2 Xây dựng hệ thống BTST về vật lý 29

2.2.1 Cơ sở phân loại BTVL 29

2.2 2 Dấu hiệu các loại BTST 30

2.3 Hệ thống BTST phần động lực học 33

2.3.1 Bài tập có nhiều cách giải 33

2.2.2 Bài tập có hình thức tơng tự nhng có nội dung biến đổi 40

2.2.3 Bài tập thí nghiệm 44

2.2.4 Bài tập cho thiếu hoặc thừa dự kiện 55

2.2.5 Bài tập nghịch lí, nguỵ biện 56

2.2.6 Bài tập “hộp đen” 60

2.3 Hình thức sử dụng BTST trong dạy học vật lý 62

2.3.1 BTST đa vào tiết dạy lý thuyết và củng cố kiến thức sau bài học 62

2.3.2 Sử dụng BTST trong dạy học tự chọn 63

2.3.3 Sử dụng BTST ngoài giờ chính khoá 65

2.3.4 Bồi dỡng học sinh giỏi 67

2.3.5 Sử dụng BTST trên báo tờng, báo bảng 67

Chơng 3: Thực nghiệm s phạm 68

3.1 Mục đích của thực nghiệm s phạm 68

3.2 Đối tợng thực nghiệm 68

3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm s phạm 68

3.4 Nội dung thực nghiệm s phạm 69

3.4.1 Lựa chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm 69

3.4.2 Nội dung thực nghiệm 69

3.4.2.1 Công tác chuẩn bị 69

3.4.2.2 Tiến hành thực nghiệm 70

3.4.2.3 Các giáo án thực nghiệm s phạm 70

3.5 Kết quả thực nghiệm 84

3.5.1 Kết quả kiểm tra sau thực nghiệm 84

3.5.2 Xử lý kết quả thực nghiệm s phạm 85

3.5.3 Phân tích số liệu thống kê 87

3.7 Kết luận chơng 3 89

Kết luận 91

Tài liệu tham khảo 93

Phụ lục 1 96

Phụ lục 2 97

Bảng viết tắt

Mở đầu

1 Lí do chọn đề tài

Nớc ta đang trên đà phát triển và hội nhập quốc tế, Đảng và nhà nớc ta đã

có những chủ trơng chính sách để bớc vào thời kì phát triển mới Một trong những vấn đề quan tâm hàng đầu là vấn đề phát triển nguồn nhân để nâng cao hiệu quả và năng suất lao động sản xuất, vì vậy giáo dục là quốc sách hàng đầu Chất lợng giáo dục học sinh bậc THPT sẽ đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc tạo ra một động lực thúc đẩy sự phát triển của đất nớc

Việc nâng cao chất lợng giáo dục phải thực hiện gắn liền với việc đổi mới

về mục tiêu, nội dung chơng trình, đổi mới về phơng pháp giảng dạy để đảm bảo học sinh có thể đáp ứng đợc những yêu cầu nhất định ở trờng phổ thông học sinh không những nắm vững nội dung kiến thức môn học mà còn phải có khả năng vận dụng những kiến thức đó vào thực tiễn lao động sản xuất hoặc tiếp tục học lên các bậc học cao hơn

Để phát triển t duy vật lý và năng lực sáng tạo của học sinh, ngoài việc các

em đợc học lí thuyết trong sách giáo khoa thì việc luyện tập để nắm vững, hiểu sâu kiến thức là rất cần thiết Việc luyện tập kiến thức có thể đợc tiến hành bằng nhiều phơng pháp khác nhau nh thí nghiệm, thực hành giải các bài tập,

khắc sâu các mối liên hệ giữa các mảng kiến thức, mối liên hệ giữa các nộidung kiến thức với các ứng dụng trong thực tế.

Hệ thống bài tập sáng tạo có tác dụng củng cố, khắc sâu, tìm tòi nhữngmối liên hệ bản chất giữa kiến thức cơ bản các em đợc học và những vận dụng

đơn giản của kiến thức đó vào cuộc sống, khoa học, kĩ thuật cũng nh sự liên hệmột cách hữu cơ giữa các nội dung kiến thức đó

Nội dung kiến thức động lực học chất điểm có vị trí quan trọng trong chơngtrình cơ học

Vì các lí do trên chúng tôi chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học chơng Động lực học chất điểm lớp 10 nâng cao”.

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần động lực học, chơng trình lớp 10THPT phân ban và sử dụng hệ thống bài tập đó trong trờng phổ thông góp phầnlàm phát triển t duy của học sinh

3 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tợng nghiên cứu

- Phơng pháp dạy học sinh giải bài tập vật lý ở trờng phổ thông

- Những định hớng về phơng pháp dạy học ở trờng phổ thông

- Sách giáo khoa và sách bài tập vật lý lớp 10 phân ban

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Bài tập sáng tạo chơng động lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao

4 Giả thuyết khoa học

Xây dựng và sử dụng bài tập sáng tạo chơng động lực học chất điểm vật

lý 10 nâng cao ở các mức độ khác nhau trong quá trình dạy học phần động lựchọc lớp 10, nếu lựa chọn nội dung, biện pháp và hình thức tổ chức cho học sinhgiải bài tập một cách phù hợp sẽ góp phần phát triển t duy và năng lực sáng tạocho học sinh lớp 10 THPT

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu thực trạng dạy học chơng động lực học chất điểm ở trờng THPT

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc bồi dỡng t duy vật lý và năng lực sángtạo cho học sinh

- Nghiên cứu dấu hiệu bài tập sáng tạo

- Xây dựng và sử dụng những bài tập sáng tạo chơng động lực học chất

điểm vật lý 10 nâng cao

- Thiết kế phơng án sử dụng những bài tập sáng tạo trong chơng động lựchọc chất điểm

- Thực nghiệm s phạm

6 Phơng pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý luận về t duy và năng lực sáng tạo; bài tập sáng tạo về vật

lý và việc sử dụng bài tập sáng tạo trong quá trình dạy học

Nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, điều tra, test Nghiên cứu chơng trình,sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo liên quan đến chơng động lực họcchất điểm Hoạt động dạy học giải bài tập vật lý ở trờng THPT

- Thực nghiệm s phạm, tổ chức hoạt động dạy học giải bài tập sáng tạo

- Xử lí số liệu thực nghiệm s phạm để khẳng định tính khả thi của đề tàibằng thống kê toán học

7 Kết quả đóng góp của đề tài

- Góp phần làm sáng tỏ việc phát triển bồi dỡng t duy vật lý và năng lựcsáng tạo của học sinh qua việc dạy học giải những bài tập sáng tạo

- Xây dựng hệ thống những bài tập sáng tạo và sử dụng những bài tập sángtạo trong dạy học chơng động lực học chất điểm

8 cấu trúc của luận văn

1.1.1 Năng lực t duy sáng tạo

1.1.1.1 Khái niệm về t duy

T duy là sự phản ánh trong bộ não con ngời những sự vật hiện tợng nhữngmối liên hệ và mối quan hệ có tính quy luật của chúng Trong quá trình t duycon ngời dùng các khái niệm Nếu cảm giác, tri giác, hiện tợng là những sựphản ánh của các sự vật hiện tợng cụ thể, riêng rẽ thì khái niệm là sự phản ánhnhững đặc điểm chung, bản chất của một loại sự vật và hiện tợng giống nhau.Khái niệm là một t tởng phản ánh những dấu hiệu bản chất khác biệt củacác sự vật và hiện tợng của hiện thực Nh vậy t duy đó là sự phản ánh thực tếmột cách khách quan, gián tiếp

T duy phản ánh thực tế một cách khái quát vì nó phản ánh những thuộctính của hiện thực thông qua các khái niệm mà các khái niệm lại tách khỏinhững sự vật cụ thể, những cái chứa đựng những thuộc tính đó T duy phản ánhhiện thực một cách gián tiếp vì nó thay thế những hành động thực tế với chínhcác sự vật bằng các hành động tinh thần với những hình ảnh của chúng nó chophép giải quyết những nhiệm vụ thực tế thông qua hoạt động tinh thần (lý luận)bằng cách dựa trên những tri thức về các thuộc tính và các mối quan hệ của các

sự vật đợc củng cố trong các khái niệm

- Đặc điểm của t duy:

Tính có vấn đề của t“ ” duy Khi gặp những hoàn cảnh, những tình huống

mà vốn hiểu biết đã có, phơng pháp hành động đã biết của con ngời không đủgiải quyết, lúc đó con ngời rơi vào hoàn cảnh có vấn đề (hay gọi là tình huống

có vấn đề) Khi ấy con ngời phải vợt ra khỏi phạm vi hiểu biết và đi tìm kiếnthức, con đờng giải quyết (đi tìm cái mới) hay nói con ngời phải t duy

Tính khái quát của t duy T duy có khả năng khám phá những thuộc tính

chung, những mối liên hệ, quan hệ có tính quy luật của hàng loạt sự vật hiện ợng Do vậy t duy mang tính khái quát

t-Tính gián tiấp của t duy ở mức độ nhận thức cảm tính, con ngời phản ánh

trực tiếp sự vật hiện tợng bằng các giác quan của mình và cũng chỉ có đợcnhững hình ảnh cảm tính về sự vật hiện tợng đó Trong t duy của con ngời phản

ánh thế giới một cách trực tiếp, phản ánh bằng ngôn ngữ

T duy có quan hệ trực tiếp với ngôn ngữ Ngôn ngữ đợc xem là phơng tiện

của t duy Trong quá trình t duy nhờ tham gia của hệ thông tin ngôn ngữ màcon ngời tiến hành thao tác t duy Cuối cùng sản phẩm của quá trình t duy lànhững khái niệm, phán đoán, suy lý đợc biểu đạt bằng từ ngữ, câu …

T duy trong quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính T duy và nhận thức

cảm tính thuộc hai mức độ khác nhau nhng không tách rời nhau có quan hệchặt chẽ bổ sung cho nhau, chi phối lẫn nhau trong hoạt động nhận thức “nóichung cảm tính bao giờ cũng có trong t duy trừu tợng, tựa hồ nh làm thành chỗdựa cho t duy” Ngợc lại t duy và kết quả của nó chi phối khả năng phản ánhcủa cảm giác và tri giác, làm cho khả năng cảm giác của con ngời mang tínhlựa chọn, tính ý nghĩa

- T duy nh một quá trình và t duy nh một hoạt động: T duy nh một quá

trình T duy xuất hiện nh một quá trình theo quy luật diễn biến của nó Quátrình này có các giai đoạn kế tiếp nhau

Giai đoạn 1 Xác định vấn đề, biểu đạt nó thành nhiệm vụ t duy Khi gặp tình

huống (hoàn cảnh) có vấn đề, chủ thể phải ý thức đợc đó là tình huống có vấn

đề đối với bản thân, phải phát hiện ra mâu thuẫn chứa đựng trong tình huống,tạo ra nhu cầu phải giải quyết vấn đề, tìm thấy những tri thức đã có trong kinhnghiệm các nhân có liên quan đến vấn đề, sử dụng các tri thức đó vào giảiquyết vấn đề, từ đó đề ra nhiệm vụ t duy

Giai đoạn 2: Huy động tri thức, vốn kinh nghiệm của bản thân có liên quan

đến vấn đề, làm xuất hiện trong đầu chủ thể t duy những mối liên tởng xungquanh vấn đề đang cần giải quyết

Giai đoạn 3: Sàng lọc những liên tởng, gạt bỏ những cái không cần thiết, hình

thành giả thuyết về các vấn đề có thể có

Giai đoận 4: Hình thành giả thuyết về cách giải quyết vấn đề, nếu giả thuyết

sai thì phủ định lại nó để hình thành giả thuyết mới

Giai đoạn 5: Giải quyết vấn đề đi đến kết quả, kiểm tra lại kết quả Nhà tâm lí

học Nga K.K.Plalônôp nêu lên các giai đoạn của một quá trình t duy nh sau:

T duy với t cách là một hoạt động Hoạt động t duy đồng thời cũng là quátrình t duy về một khía cạnh nào đấy.

- Các thao tác t duy cơ bản:

Quá trình t duy bao gồm các thao tác trí tuệ hay còn gọi là thao tác t duy;

có các thao tác cơ bản nh: phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tợng hoá, khái quáthoá v.v…

Phân tích là dùng trí óc tách đối tợng t duy thành những thuộc tính,

những bộ phận, các mối liên hệ quan hệ để nhận thức đối tợng sâu sắc hơn

Tổng hợp là dùng trí óc đa ra những thuộc tính, những thành phần đã đợc

phân tích vào thành một chỉnh thể giúp ta nhận thức đối tợng bao quát hơn

Phân tích và tổng hợp có quan hệ mật thiết với nhau, bổ sung cho nhau

trong một quá trình t duy thống nhất Phân tích là cơ sở của tổng hợp, tổng hợpdiễn ra trên cơ sở phân tích

So sánh là dùng trí óc để xác định sự giống nhau, khác nhau giữa các sự vật

hiện tợng (giữa các thuộc tính, các quan hệ, các bộ phận của sự vật, hiện tợng).K.D Usinxki coi “So sánh là cơ sở của mọi sự hiểu biết của t duy” còn I.L.Xêchênôp coi so sánh là “Kho tàng trí tuệ giữa bản chất của con ngời”

Trừu tợng hoá là thao tác trí tuệ trong đó chủ thể dùng trí óc gạt bỏ

những thuộc tính, những bộ phận, những quan hệ không cần thiết về một phơngdiện nào đó chỉ giữ lại những yếu tố cho t duy mà thôi

Nhận thức vấn đề

Xuất hiện các liên t

ởng

Sàng lọc liên t ởng và hình thành giả thuyết

Kiểm tra giả thuyết

Khái quát hoá là thao tác trí tuệ trong đó chủ thể dùng trí óc bao quát nhiều

đối tợng khác nhau thành một nhóm, một loại … trên cơ sở có một số thuộc tínhchung và bản chất những mối quan hệ mang tính quy luật Kết quả khái quát hoácho ta một cái gì đó chung cho hàng loạt sự vật hiện tợng cùng loại

Trừu tợng hoá và khái quát hoá là hai thao tác t duy có quan hệ mật thiếtvới nhau, chi phối bổ sung cho nhau

Kết quả của quá trình t duy là những sản phẩm trí tuệ: những khái niệm, những phán đoán, những suy lý.

1.1.1.2 Khái niệm về năng lực

Theo tâm lý học thì “năng lực là tập hợp những thuộc tính độc lập của cánhân phù hợp với những yêu cầu đặc trng của một hoạt động nhất định, nhằm

đảm bảo việc hoàn thành có kết quả tốt những lĩnh vực hoạt động đó”

Nh vậy năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của các nhân, nó đợc thể hiện

ở trình độ học vấn, sự phát triển trí tuệ, kĩ năng, kinh nghiệm hoạt động sángtạo, hệ thống tri thức, sự trải nghiệm cuộc sống

Mặc dù năng lực của mỗi cá nhân một phần dựa trên cơ sở t chất, nhng chủ yếunăng lực đợc hình thành, phát triển và thể hiện trong hoạt động tích cực của conngời dới sự tác động của rèn luyện, học tập, giáo dục Trong đó việc hình thành

và phát triển các phẩm chất nhân cách là phơng tiện hiệu quả thúc đẩy sự pháttriển của năng lực Năng lực gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo trong lĩnh vực hoạt

động tơng ứng

1.1.1.3 Khái niệm về sáng tạo

Theo từ điển tiếng Việt thì “sáng tạo là tìm ra cái mới, cách giải quyếtmới, không gò bó, phụ thuộc vào cái đã có”, [20]

Quan điểm triết học xem sáng tạo là quá trình hoạt động của con ngời tạo ranhững giá trị vật chất, tinh thần, mới về chất Các loại hình sáng tạo đợc xác

định bởi đặc trng nghề nghiệp nh khoa học, kĩ thuật, văn học nghệ thuật Cóthể nói sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực của thế giới vật chất và tinh thần.Tâm lý học định nghĩa “sáng tạo, đó là năng lực tạo ra những giải pháp mớihoặc duy nhất cho một vấn đề hữu ích”

Trong vật lý học V.G Ra-zu-mốp-xki trình bày quá trình sáng tạo dới dạng chutrình nh sau: [ ]

Quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm 4 giai đoạn nh trên, trong

đó khó khăn nhất đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự kiệnkhởi đầu đề xuất mô hình giả thuyết và giai đoạn đa ra phơng án thực nghiệm

để kiểm tra hệ quả suy ra từ mô hình giả thuyết Trong hai giai đoạn này không

có con đờng suy luận lôgíc mà chủ yếu dựa vào trực giác; ở đây t duy trực giácgiữ vai trò quan trọng bắt buộc phải đa ra một phỏng đoán mới, một giải phápmới cha hề có, [14], [24], [25], [28]

Từ các nghiên cứu thực nghiệm và các nghiên cứu khác, các nhà tâm lýhọc đã cho biết: sáng tạo là tiềm năng vốn có của mỗi con ngời, khi gặp dịp thìbộc lộ, cần tạo cho học sinh có những cơ hội đó; mỗi ngời có thể luyện tập đểphát triển óc sáng tạo trong lĩnh vực hoạt động của mình Tính sáng tạo thờngliên quan với tính tự giác, tích cực, chủ động, độc lập, tự tin Sáng tạo là hìnhthức cao nhất của tính tích cực, độc lập của con ngời Ngời có t duy sáng tạokhông chịu suy nghĩ theo lề thói chung, không bị ràng buộc bởi những quy tắchành động cứng nhắc đã học đợc, ít chịu ảnh hởng của ngời khác

1.1.1.4 Các phẩm chất quan trọng của t duy sáng tạo

Quá trình sáng tạo của con ngời thờng đợc bắt đầu từ một ý tởng mới, bắtnguồn từ t duy sáng tạo của mỗi con ngời Theo quan điểm tâm lý học năng lựcsáng tạo biểu hiện rõ nét ở khả năng t duy sáng tạo - là đỉnh cao nhất của quátrình hoạt động trí tuệ của con ngời T duy sáng tạolà hạt nhân của sáng tạo cácnhân, đồng thời nó cũng là mục tiêu cơ bản của giáo dục Theo sự tổng hợp củanhiều công trình nghiên cứu của các tác giả về t duy sáng tạo thì: T duy sáng tạo

đợc xác định bởi chất lợng của hoạt động trí tuệ ở mức độ cao với các phẩm chấtquan trọng của t duy Các phẩm chất đó là:

- Tính mềm dẻo của t duy

- Tính linh hoạt của t duy

- Tính độc đáo của t duy

- Tính nhạy cảm của t duy

1.1.2 Những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

1.1.2.1 Đặc điểm cơ bản của hoạt động sáng tạo trong học tập

Thực nghiệm

Sự kiện

Một trong những đặc điểm quan trọng của hoạt động sáng tạo là tính mới

mẻ của sản phẩm Tuy nhiên nếu chỉ quan niệm những hoạt động nào mà kếtquả của nó là những sản phẩm mới một cách khách quan thì coi nh không tổchức đợc loại hoạt động đó trong quá trình dạy học Vì vậy, theo quan điểmtâm lý học, sản phẩm mới mẻ có tính chủ quan đóng vai trò quan trọng đối vớihoạt động học tập sáng tạo

Tính chủ quan của cái mới đợc xem nh dấu hiệu đặc trng của quá trìnhsáng tạo, cho khả năng định hớng hoạt động sáng tạo của học sinh Cái mới vàcái cha biết của học sinh có thể và cần phải là cái đã biết đối với giáo viên, nh-

ng cũng có thể là cái mà giáo viên cha biết (ví dụ lời giải độc đáo của một bàitập) Tuy vậy đặc trng tâm lý quan trọng của sáng tạo có bản chất hai mặt chủquan và khách quan ở đây tính chủ quan đợc xem xét theo quan điểm của ngờinhận thức mà trong đầu đang diễn ra quá trình sáng tạo, cụ thể các sản phẩmcòn mang tính chủ quan Còn tính chất khách quan xét theo quan điểm của ngờinghiên cứu quá trình sáng tạo đó với t duy là quá trình tác động qua lại của bathành tố: tự nhiên, ý thức con ngời và các hình thức phản ánh tự nhiên vào ýthức con ngời

Những đặc trng cơ bản của quá trình sáng tạo là: Tính mới mẻ của sảnphẩm, tính bất ngờ của phỏng đoán, tính ngẫu nhiên của phát kiến Nh vậy đặc

điểm cơ bản của hoạt động sáng tạo là tính mới mẻ chủ quan của sản phẩm,tính bất ngờ chủ quan của phỏng đoán, tính ngẫu nhiên chủ quan của phát kiến

1.1.2.2 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

Năng lực sáng tạo nói chung của mỗi cá nhân thể hiện ở chỗ các nhân đó

có thể mang lại những giá trị mới, những sản phẩm mới quý giá đối với nhânloại

Đối với học sinh, năng lực sáng tạo trong học tập chính là năng lực lựcbiết giải quyết vấn đề học tập để tìm ra cái mới ở một mức độ nào đó thể hiện

đợc khuynh hớng, năng lực, kinh nghiệm của các nhân học sinh Cụ thể, đó lànăng lực tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, năng lực phát hiện ra điều chabiết, cha có và không bị phụ thuộc vào cái đã có

Năng lực sáng tạo không phải chỉ là bẩm sinh mà đợc hình thành và pháttriển trong quá trình hình hoạt động của chủ thể Vì vậy, muốn phát huy nănglực sáng tạo trong học tập, giáo viên phải hình thành cho học sinh thói quennhìn nhận mỗi sự kiện dới góc độ khác nhau, biết đặt ra nhiều giả thuyết khi lýgiải một hiện tợng, biết đề xuất những giải pháp khác nhau khi xử lý một tìnhhuống Cần giáo dục cho học sinh không vội vã, bằng lòng với giải pháp đầu

tiên đề xuất, không suy nghĩ cứng nhắc theo quy tắc lý thuyết đã học trớc đó,không máy móc vận dụng những mô hình đã gặp trong sách vở để ứng xử trớctình huống mới.

1.1.2.3 Những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

Năng lực sáng tạo của học sinh chỉ đợc phát triển qua những hành độngthực tế nh: trong việc chiếm lĩnh tri thức mới, vận dụng kiến thức để giải thíchhiện tợng, làm thí nghiệm và giải bài tập trong những tình huống khác nhau

Từ các đặc trng hoạt động sáng tạo của học sinh trong học tập ta có thểnêu lên những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh sau đây:

- Năng lực tự chuyển tải tri thức và kĩ năng từ lĩnh vực quen biết sangtình huống mới, vận dụng kiến thức đã học vào điều kiện, hoàn cảnh mới

- Năng lực nhận thấy vấn đề mới trong điều kiện quen biết, nhìn thấychức năng mới trong đối tợng quen thuộc

- Năng lực biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lý một tình huống

- Năng lực huy động các kiến thức cần thiết để đa ra các giả thuyết Nănglực biết đề xuất các phơng án thí nghiệm hoặc thiết kế sơ đồ thí nghiệm để kiểmtra giả thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết, hoặc để đo đại lợng vật lý nào đó vớihiệu quả cao nhất có thể đợc trong điều kiện cho trớc

- Năng lực nhìn nhận một vấn đề nào đó dới những góc độ khác nhau,xem xét đối tợng ở những khía cạnh khác nhau Năng lực tìm ra các giải pháplạ, năng lực biết kết hợp nhiều phơng pháp giải bài tập để tìm ra phơng phápgiải mới, độc đáo

1.1.2.4 Bồi dỡng năng lực t duy sáng tạo thông qua việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh

Để giúp học sinh phát triển đợc tính áng tạo trong học tập thì trớc hết

ng-ời giáo viên phải nắm đợc các yếu tố cần thiết cho việc bồi dỡng năng lực t duysáng tạo của học sinh thông qua hoạt động dạy học Cụ thể các yếu tố đó là:

- Tạo hứng thú học tập cho học sinh: đây là yếu tố vô cùng quan trọng để

có thể làm nảy sinh sáng tạo Vì vậy đòi hỏi ngời giáo viên phải có phơng phápgiảng dạy sao cho học sinh có hứng thú học tập Đặc biệt trong việc ra bài tập,việc hớng dẫn học sinh giải các bài tập bằng các câu hỏi định hớng t duy phảitạo đợc cho học sinh nhu cầu giải quyết mạnh mẽ Bởi vì hứng thú sẽ gây rasáng tạo và sáng tạo lại thúc đẩy hứng thú mới Học sinh cần có hứng thú nhậnthức cao, cần có sự khao khát nhận thức cái mới và vận dụng cái mới vào thựctế

- Cung cấp cho học sinh khối lợng kiến thức cơ bản và vững chắc: sựsáng tạo ra cái mới bao giờ cũng bắt nguồn từ cái cũ Đặc biệt đối với học sinhthì sáng tạo là vận dụng những tri thức đã biết vào tình huống mới, vào giảithích hiện tợng, các quá trình vật lý trong các trờng hợp khác nhau Vì vậy, việcgiúp học sinh nắm đợc kiến thức cơ bản vững chắc là ngời giáo viên đã giúp họ

- Rèn luyện ý thức t duy độc lập cho học sinh: Cần phải rèn luyện chohọc sinh ý thức tự giác suy nghĩ, tự mình phải nỗ lực tìm ra cách giải quyết vấn

đề không quá khó đối với ngời học sinh Việc tự xác định đợc phơng hớng hoạt

động của mình trong tình huống mới, tự phát hiện và nêu lên các cách giảiquyết khác nhau là điều kiện tốt cho việc phát triển năng lực t duy sáng tạo củahọc sinh

Nh vậy, trong dạy học giáo viên cần luôn chú ý tới những phát hiện mớicủa học sinh để giúp họ phát triển ý tởng độc đáo của mình Có nh vậy mớiphát triển đợc khả năng sáng tạo của học sinh

Cơ sở giúp cho việc định hớng t duy của học sinh trong dạy học mà ngờigiáo viên cần hiểu rõ là lý thuyết “Vùng phát triển gần nhất của Vgôtxki” Cụthể: chỗ tốt nhất của sự phát triển của trẻ em là vùng phát triển gần Vùng đó làkhoảng cách giữa trình độ hiện tại của học sinh và vùng phát triển cao hơn cầnvơn tới Nói một cách hình ảnh là chỗ trống ở nơi mà con ngời phải giải quyếtvấn đề đang đứng và nơi mà họ muốn đạt đến và có thể thực hiện đợc với sự cốgắng nỗ lực của bản thân với sự giúp đỡ của ngời lớn hay của ngời ngang hàngnhng có khả năng hơn một chút Không có con đờng lôgic để vợt qua chỗ trống

đó, nhng hoàn toàn có khả năng thu hẹp dần chỗ trống đó đến mức thích hợp,

để mỗi học sinh có thể thợc hiện một bớc nhảy vợt qua đợc Giáo viên có thểtạo điều kiện thuận lợi cho học sinh có thể tập dợt những bớc nhảy đó, bằngcách phân chia những bớc nhảy lớn trong khoa học thành những bớc nhỏ nằmtrong vùng phát triển gần của học sinh Sau khi đợc rèn luyện nhiều lần, họcsinh sẽ tích luỹ đợc kiến thức và kinh nghiệm, có sự nhạy cảm, phát hiện, đềxuất giải pháp mới Từ đó học sinh có thể vợt qua khó khăn và đạt đợc bớcnhảy vọt lớn cần thiết có chất lợng cao hơn và sáng tạo hơn

1.2 Bài tập sáng tạo và việc bồi dỡng năng lực t duy sángtạo cho học sinh trong dạy học

1.2.1 Hoạt động giải bài toán vật lý

Mục tiêu cần đạt đợc khi giải một bài toán vật lý là tìm đợc câu trả lời

đúng đắn, giải quyết đợc 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 bàicủa toán, xem xét hiện tợng vật lý đợc đề cập và dựa trên những kiến thức vật lýtoán để nghĩ tới những mối quan hệ có thể của các cái đã cho và cái phải tìm,sao cho có thể thấy đợc cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái

đã cho Từ đó tìm ra mối liên hệ tờng minh giữa cái phải tìm và cái đã biết, tức

là tìm đợc lời giẩi đáp

Bài tập đa dạng và phong phú có nhiều cách phân loại khác nhau (bài tập

định tính, bài tập định lợng, bài tập thí nghiệm, bài tập nguỵ biện, …) dựa vàocách đặt vấn đề về tiêu chí giải toán vật lý mà ngời ta phân loại các dạng bàitập Cũng khó có thể đa ra một phơng pháp chung để giải bài tập vật lý có tínhvạn năng để áp dụng cho việc giải một bài toán cụ thể

ở đây chỉ đa ra sơ đồ định hớng chung (gồm các bớc) để tiến hành giảimột bài toán vật lý (học sinh đã đợc làm quen từ THCS) Dựa vào các bớc đểtiến hành giải một bài toán giáo viên có thể kiểm tra hoạt động học của họcsinh và giúp học sinh giải toán có hiệu quả

Bớc 1: Tìm hiểu đầu bài

Bớc 2: Xác lập các mối liên hệ cơ bản của các dữ kiện xuất phát và cáccái phải tìm

Bớc 3: Rút ra các kết quả cần tìm

Bớc 4: Kiểm tra xác nhận kết quả

- Cơ sở định hớng việc hớng dẫn học sinh giải bài toán vật lý

Muốn cho việc hớng dẫn giải bài toán đợc định hớng một cách đúng đắngiáo viên phải phân tích đợc phơng pháp giải bài toán cụ thể bằng cách vậndụng những hiểu biết về t duy giải bài toán vật lý để xem xét việc giải bài toán

cụ thể đó Mặt khác phải xuất phát từ mục đích s phạm cụ thể của việc học sinhgiải bài toán để xác định kiểu hớng dẫn phù hợp Nội dung trên đợc minh hoạbằng sơ đồ sau:

Sau đây chúng ta sẽ đề cập đến các kiểu hớng dẫn giải bài toán theo cácmục đích s phạm khác nhau:

a Hớng dẫn theo mẫu (hớng dẫn algôrit):

Là sự hớng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần thựchiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt đợc kết quả mong muốn.Những hành động này đợc coi là hành động sơ cấp học sinh phải hiểu một cách

đơn giá, học sinh nắm vững nếu thực hiện theo các bớc quy định theo con đờng

đó học sinh sẽ giải đợc bài toán đã cho

Kiểu định hớng theo mẫu đòi hỏi học sinh phải phân tích một cách khoahọc việc giải bài toán, xây dựng hệ thống câu hỏi định hớng để xây dựng algôritgiải bài toán

Kiểu hớng dẫn theo mẫu nhằm luyện tập cho học sinh kỹ năng giải mộtbài toán nào đó Khi xác định algôrit giải cho từng loại bài toán cơ bản, điểnhình nào đó (ví dụ bài toán động học, động lực học, …) thông qua việc giải bàitoán học sinh nắm đợc các algôrit giải cho từng loại bài toán

b Hớng dẫn tìm tòi

Là kiểu hớng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi pháthiện cách giải quyết, không phải là giáo viên chỉ dẫn cho học sinh hành độngtheo mẫu đã có mà giáo viên gợi mở cho học sinh tìm tòi cách giải quyết, họcsinh tự xác định hành động cần thực hiện để đạt đợc kết quả Kiểu định hớngnày nhằm đảm bảo yêu cầu phát triển t duy cho học sinh, tạo điều kiện để họcsinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

Khó khăn của kiểu định hớng tìm tòi là ở chỗ hỡng dẫn của giáo viênphải làm sao không đa học sinh thực hiện các hành động theo mẫu mà phải cótác dụng hớng t duy của học sinh vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiệncách giải quyết vấn đề của bài toán

c Định hớng khái quát chơng trình hoá

Là kiểu hớng dẫn học sinh tự tìm tòi cách giải quyết Nét đặc trng củakiểu hớng dẫn này là giáo viên định hớng hoạt động của học sinh theo đờng lối

T duy giải bài

toán vật lý

Mục đích s phạm

Phân tích PP giải bài toán cụ thể

Xác định kiểu h ớng dẫn

PP h ớng dẫn giải bài toán cụ thể

khái quát hoá giải quyết vấn đề Sự định hớng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòigiải quyết của học sinh Nừu học sinh gặp trở ngại không vợt qua đợc thì giáoviên phát triển định hớng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bớc bằngcách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp hơn phạm vi tìm tòi, giải quyết vấn đề.Nếu học sinh vẫn không giải quyết đợc thì giáo viên chuyển dần hớng dẫn theomẫu giúp học sinh hoàn thành yêu cầu của một bớc sau đó yêu cầu học sinh tựlực, tìm tòi giải quyết bớc tiếp theo Cứ nh thế cho đến khi giải quyết xong vấn

điều kiện hay phơng thức giải; đặc điểm và phơng pháp nghiên cứu vấn đề; yêucầu luyện tập khả năng và phát triển t duy học sinh; mức độ khó dễ, cụ thể là:

- Phân loại theo nội dung: bài tập tài liệu vật lý (bài tập cơ học, bài tậpquang học, bài tập điện học), bài tập cụ thể - trừu tợng, bài tập kĩ thuật tổnghợp, bài tập lịch sử

- Phân loại theo mục đích dạy học: bài tập củng cố, bài tập nâng cao

- Phân loại theo phơng thức cho điều kiện và phơng thức giải: bài tậpbằng lời, bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm

- Phân loại theo đặc điểm và phơng pháp nghiên cứu vấn đề: bài tập địnhtính, bài tập định lợng

- Phân loại theo mức độ khó dễ: bài tập cơ bản, bài tập phức hợp

- Phân loại theo yêu cầu phát triển kĩ năng và rèn luyện t duy học sinh Theocách phân loại này có hai loại bài tập: bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo

- Khác với bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo là bài tập mà các dự kiện chotrong đầu bài không chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải, các bài tập sáng tạo cótác dụng rất lớn trong việc phát triển tính tự lực và sáng tạo của học sinh, giúp họcsinh nắm vững những kiến thức chính xác sâu sắc và mềm dẻo Bài tập sáng tạo cóthể là bài tập giải thích một hiện tợng cha biết trên cơ sở những kiến thức đã biết trả

lời câu hỏi “tại sao” hoặc bài tập thiết kế đòi hỏi phải thực hiện đáp ứng những yêucầu đã cho trả lời câu hỏi “làm nh thế nào”.

Bài tập định tính VD:

- Giải thích câu tục ngữ: “dao sắc không bằng chắc kê”

- Khi học đề tài “chuyển động tròn” có thể ra cho học sinh bài tập giảithích nh sau: “muốn rót chất lỏng đựng trong chai ra một cách nhanh chóng talàm cho chất lỏng quay nhanh trong chai Tại sao?”

- Bài tập thiết kế VD:

“Làm thế nào để xác định đợc lực cản chuyển động của một con thuyềntrên mặt nớc mà không dùng lực kế” Bài tập này đợc ra khi học sinh đợc họcxong phần động lực học Bài tập này đòi hỏi học sinh phải vận dụng một cáchsáng tạo các kiến thức về động lực học và động học để tìm ra những phơng ánxác định lực cản chuyển động

Bài tập vật lý sáng tạo có thể đợc mô tả theo mô hình sau đây:

Bài tập luyện tập Bài tập sáng tạo

- Đi tìm angôrit giải

- Vận dụng linh hoạt, sáng tạo từ những kiến thức cũ

- Không theo khuôn mẫu nhất định

- Tình huống mới

- Có tính phát hiện

- Yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá

Ví dụ bài tập luyện tập:

Một khẩu súng đồ chơi trẻ con thờng

dùng để bắn viên đạn bằng nhựa Viên

đạn bắn theo phơng xiên góc  và có

tầm bay xa là L em hãy xác định vận

tốc ban đầu của viên đạn

Ví dụ bài tập sáng tạo:

Môt khẩu súng đồ chơi trẻ con thờngdùng để bắn viên đạn bằng nhựa Emhãy thiết kế phơng án để đo vận tốcviên đạn khi vừa rời khỏi nòng súng,nếu các phơng án thực hiện và cáchxác định kết quả

Đối với bài tập luyện tập học sinh áp dụng các kiến thức có sắn để giải.Dựa vào công thức về tầm bay xa của vật ném xiên:

Đối với bài tập này khi giải học sinh ít phải suy nghĩ, tìm tòi, dự đoánhoặc lựa chọn phơng án giải Đối với bài tập này có tác dụng luyện tập cho các

em việc tính toán là chính, khi vận dụng công thức nhiều lần sẽ giúp cho các emnắm và hiểu đợc về công thức ném xiên của vật Giáo viên có thể ra bài tập tơng

tự trong việc luyện tập cho học sinh vận dụng các công thức khác nh công thức

về chuyển động ném ngang hay công thức về chuyển động ném thẳng đứng.Hoặc giáo viên có thể thay đổi góc  nhng lại cho biết giá trị vận tốc ban đầu vàyêu cầu học sinh xác định tầm xa của viên đạn v.v…

Đối với bài tập sáng tạo thì bài ra cha có gợi ý về cách giải của bài tập

mà khi tiến hành giải bài tập này học sinh cần phải có sự tìm tòi để đi đến

ph-ơng án giải bài tập Giáo viên ra đề bài trong đề bài của bài tập này không nói

rõ cho học sinh là phải làm nh thế nào để có thể giải hay nói cách khác là họcsinh không thể áp dụng các kiến thức sẵn có Việc đầu tiên học sinh cần thựchiện là phải lập phơng án để giải bài tập Bằng các suy luận, mô hình, thínghiệm, để lựa chọn phơng án giải và đa ra phơng án giải bài tập phù hợp.Trong quá trình giải các bài tập này giáo viên có thể cho học sinh đa ra các ph-

ơng án giải và đồng thời với quá trình đó là giáo viên thực hiện việc đa ra hệthống các câu hỏi để định hớng t duy cho học sinh

Nh vậy, bài tập sáng tạo là bài tập vật lý đợc soạn thảo nhằm mục đíchrèn luyện, bồi dỡng năng lực t duy sáng tạo cho học sinh Với đặc trng cơ bản

là không có angôrit giải sẵn, bài tập sáng tạo đòi hỏi ngời giải phải có sự t duy

và tởng tợng (bản chất của hoạt động sáng tạo) Khi làm việc với bnài tập sángtạo, học sinh phải biết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giảiquyết bài tập trong những tình huống mới, hoàn cảnh mới; học sinh phải pháthiện ra đợc điều cha biết, cha có, đồng thời tạo ra cái cha biết, cha có đó Đặcbiệt bài tập sáng tạo yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng củabản thân học sinh

Nh vậy, từ những đặc điểm khác biệt trên của bài tập luyện tập (thông ờng) và bài tập sáng tạo, chúng tôi đi đến một số kết luận sau:

th-1.2.3 Vai trò của bài tập sáng tạo trong dạy học

Là một dạng của bài tập vật lý, vì vậy bài tập sáng tạo cũng có đủ vai tròcủa bài tập vật lý:

- Bài tập sáng tạo là một hình thức củng cố, ôn tập hệ thống hoá kiếnthức một cách sinh động và hiệu quả Khi giải bài tập học sinh phải nhớ lạinhững kiến thức đã học, phải đào sâu một số khía cạnh nào đó của kiến thứchoặc phải tổ hợp, huy động nhiều kiến thức để giải quyết đợc bài tập Tất cả cácthao tác t duy đó đã góp phần củng cố, khắc sâu và mở rộng kiến thức cho họcsinh

- Bài tập sáng tạo đợc sử dụng làm phơng tiện nghiên cứu tài liệu mới,khi trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội đợc

kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc Việc nghiên cứu một kiến thức mớithờng đợc bắt đầu bằng việc nêu vấn đề Mỗi vấn đề xuất hiện do tài liệu mớicũng là một bài tập đối với học sinh Để làm vấn đề mới trở nên hấp dẫn và xâydựng vấn đề nghiên cứu còn có thể dùng cách giải các bài tập Việc xây dựngcác vấn đề dạy học bằng việc giải bài tập không những sẽ kích thích đợc hứngthú cao của học sinh đối với những kiến thức sắp tới đợc học, mà còn tạo ra khảnăng củng cố kiến thức đã có và xây dựng đợc mối liên hệ giữa các kiến thức

cũ và mới

- Bài tập sáng tạo là một phơng tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việcphát triển t duy vật lý của học sinh, bồi dỡng cho học sinh phơng pháp nghiêncứu khoa học Bởi vì giải bài tập là một hình thức làm việc tự lập căn bản củahọc sinh Trong thực tiễn dạy học t duy vật lý đợc hiểu là “kĩ năng quan sáthiện tợng vật lý, phân tích một hiện tợng phác tạp thành những bộ phận thànhphần, xác lập mối liên hệ định lợng và định tính của các hiện tợng, đại lợng vật

lý, đoán trớc các hệ quả từ các lý thuyết và áp dụng kiến thức của mình” Trớckhi giải bài tập học sinh phải phân tích điều kiện của đề bài, tự xây dựng cáclập luận, thực hiện việc tính toán, khi cần thiết có thể tiến hành thí nghiệm, thựchiện phép đo Trong những điều kiện đó, t duy lôgic, t duy sáng tạo của họcsinh đợc phát triển, năng lực tự giải quyết vấn đề đợc nâng cao

Bài tập sáng tạo là phơng tiện rất tốt để phát triển kĩ năng, kĩ xảo, liên hệ

lý thuyết với thực tế, vận dụng kiến thức đã học vào đời sống, lao động sảnxuất Bởi “kiến thức sẽ đợc nắm vững thực sự, nếu học sinh có thể vận dụngthành thạo chúng vào những bài tập lý thuyết và thực hành” Từ đó có tác dụnggiáo dục kĩ thuật tổng hợp và hớng nghiệp cho học sinh

- Bài tập sáng tạo còn có tác dụng giáo dục cho học sinh về phẩm chất t ởng, đạo đức Qua các bài tập về lịch sử, có thể cho học sinh thấy đợc quá trìnhphát sinh những t tởng về quan niệm khoa học tiến bộ, những phát minh to lớn,

t-có giá trị của các nhà khoa học tiến bộ trên thế giới cũng nh của nớc nhà Thôngqua việc giải bài tập còn rèn luyện cho học sinh phẩm chất độc lập suy nghĩ, tínhkiên trì dũng cảm khắc phục khó khăn, tính chính xác khoa học, kích thích hứngthú học tập bộ môn vật lý nói riêng và học tập nói chung

- Bài tập sáng tạo còn là phơng tiện rất hiệu quả để kiểm tra kiến thức, kĩnăng của học sinh một cách chính xác Trong quá trình dạy học, khâu kiểm tra

đánh giá và tự kiểm tra đánh giá việc nắm các kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo củahọc sinh có một ý nghĩa quan trọng Một trong những biện pháp để kiểm tra,

đánh giá kết quả học tập của học sinh là cho học sinh giải các bài tập Thông

qua việc giải bài tập của học sinh giáo viên còn biết đợc kết quả của việc dạyhọc của mình, từ đó có phơng pháp điều chỉnh, hoàn thiện hoạt động dạy củamình cũng nh hoạt động học của học sinh, đặc biệt phát hiện học sinh có năngkhiếu vật lý.

- Ngoài ra ở mức độ cao hơn mức luyện tập thông thờng, học sinh phảibiết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giải quyết bài tập trongnhững tình huống mới; biết đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng của bản thân;biết đa ra các phơng án thí nghiệm, thiết kế các sơ đồ thí nghiệm để kiểm tragiả thuyết hoặc đo một đại lợng vật lý nào đó; biết đề xuất các giải pháp khácnhau khi phải xử lý một tình huống Thông qua đó, bài tập sáng tạo giúp pháthiện năng lực sáng tạo của học sinh để đánh giá đồng thời phát huy đợc nănglực sáng tạo của học sinh

Nh vậy, với nét đặc thù của mình, bài tập sáng tạo có vai trò to lớn trongviệc rèn luyện, bồi dỡng, phát hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong dạyhọc

Chơng 2

Xây dựng và sử dụng BTST trong dạy học chơng động

lực học chất điểm vật lý 10 nâng cao

2.1 Phân tích nội dung cơ học lớp 10 thuộc chơng trìnhvật lý thpt phân ban thuộc ban khoa học tự nhiên

2.1.1 Hệ thống kiến thức của chơng động lực học chất điểm

2.1.1.1 Những nội dung chính trong chơng động lực học chất điểm

- Cơ sở lý luận của chơng là 3 định luật Niu tơn đợc rút ra từ hàng loạtquan sát và t duy khái quát hoá 3 định luật này đặt nền móng cho sự phát triểncủa cơ học

- Để tiếp thu đợc các định luật Niu tơn học sinh phải có đợc các khái niệm

về đại lợng lực và khối lợng (kế thừa sự hiểu biết kiến thức định tính về kháiniệm lực và khối lợng đã học ở THCS) Ngợc lại qua việc học các định luật Niutơn mà học sinh mới hiểu đợc sâu sắc hơn về lực và khối lợng Nh vậy 3 địnhluật Niu tơn cùng với các khái niệm lực và khối lợng là kiến thức cơ bản quantrọng nhất của chơng

- Hiểu rõ điều kiện xuất hiện và đặc điểm của các lực cơ học (lực hấp dẫn,lực đàn hồi, lực ma sát)

- Vận dụng kiến thức về 3 định luật Niu tơn và các lực cơ học để nghiêncứu một số hiện tợng vật lý quan trọng

Cấu trúc lôgic của chơng theo sơ đồ sau:

2.1.1.2 Trong quá trình giảng dạy chơng động lực học chất điểm cần hình thành và củng cố cho học sinh những kỹ năng quan trọng sau:

- Kỹ năng vận dụng các định luật Niu tơn và đặc điểm của các lực cơ học

để giải các bài tập động lực học

- Kỹ năng vận dụng các định luật để giải thích các hiện tợng thực tế

2.1.1.3 Sách giáo khoa có những vấn đề mới và khó:

- Hệ quy chiếu có gia tốc, lực quán tính

*Trọng lực của vật là hợp lực của lực hấp dẫn mà Trái Đất tác dụng lênvật và lực quán tính li tâm xuất hiện do sự quay của Trái Đất

P=Fhd+Fq

*Trọng lợng là độ lớn của trọng lực

*Trờng hợp chuyển động của vật đợc xét trong hệ quy chiếu chuyển động

có gia tốc a so với Trái Đất

l Hiện tợng tăng, giảm và mất trọng lợng

Hiện tợng tăng giảm trọng lợng đợc khảo sát trên cơ sở so sánh giữatrọng lợng và trọng lợng biểu kiến Hiện tợng mất trọng lợng khi trọng lợngbiểu kiến bằng không

2.1.2 Thời lợng thực hiện chơng trình dạy chơng động lực học chất điểm

So với chơng trình sách giáo khoa cải cách giáo dục thì số tiết khôngtăng nhng nội dung tăng lên Cụ thể nh sau:

- áp dụng các phơng pháp dạy học tích cực nói chung và đa BTST vàodạy học nói riêng sẽ làm tăng cờng khả năng nhận thức của học sinh

- Chơng trình mới đợc thực hiện theo yêu cầu đổi mới về Nội dung chơngtrình và PPGD ở trờng THPT.

Một số khó khăn trở ngại trong quá trình dạy học vật lý ở THPT

- Cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm ở THPT hiện còn thiếu

- Đổi mới phơng pháp giảng dạy lớn nhng giáo viên không đồng nhấtquan điểm, một số giáo viên có khó khăn trong việc tham khảo tài liệu và tiếpthu phơng pháp dạy học mới

- Học sinh không có điều kiện thuận lợi trong việc làm thí nghiệm ở nhàhay thực hiện việc học tập theo nhóm

- Các tiết bài tập chủ yếu là giải bài tập sách giáo khoa và sách bài tập,các BTST trong các sách này không nhiều, bài tập tài liệu tự chọn có ít BTST

- Qua điều tra đội ngũ giáo viên - khái niệm BTST, cách tạo ra BTST từcác bài tập luyện tập Nhiều giáo viên còn hiểu cha đúng và ít quan tâm đếnloại bài tập này, khá nhiều giáo viên quan niệm bài tập sáng tạ là loại bài tậpkhó phải có kiến thức rất vững thì học sinh mới giải đợc

2.2 Xây dựng hệ thống BTST về vật lý

2.2.1 Cơ sở phân loại BTVL

Việc lựa chọn phân loại hệ thống bài tập theo một chủ đề nào đó là mộtviệc khó Cần phải có những tìm tòi về phơng pháp nhằm xác định những mốiliên hệ quan trọng nhất, điển hình nhất và những biểu hiện của chúng trong cácbài tập, từ đó xác định loại bài tập cơ bản, số lợng của chúng và trình tự giải.Kết quả rèn luyện ký năng, kỹ xảo giải bài tập một cách tự giác phụ thuộc rấtnhiều vào việc có hay không một hệ thống bài tập đảm bảo yêu cầu Trong khilựa chọn và sắp xếp các bài tập làm sao để mỗi bài tập đều phát hiện ra nhữngcái mới

BTVL nói chung và BTST nói riêng đều có tác dụng về cả ba mặt giáodục, giáo dỡng và giáo dục kỷ thuật tổng hợp Tác dụng ấy càng tích cực nếutrong quá trình dạy học có sự lựa chọn các hệ thống bài tập cẩn thận, các bàitập chặt chẽ về nội dung, thích hợp về phơng pháp và bám sát mục đích, nhiệm

vụ dạy học ở trờng phổ thông

Hệ thống các bài tập đợc lựa chọn cho bất cứ đề tài nào, dù lớn hay nhỏ cầnthoả mãn một số yêu cầu sau:

- Yêu cầu thứ nhất: Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đếnphức tạp về mối quan hệ giữa những đại lợng và khái niệm đặc trng cho quátrình hoặc hiện tợng, sao cho từng bớc học sinh nẵm đợc kiến thức một cách

vững chắc, kỹ năng, kỹ xảo linh hoạt, phát huy tính sáng tạo khi vận dụng cáckiến thức đó.

- Yêu cầu thứ hai: Mỗi bài tập đợc chọn phải là một mắt xích trong hệthống kiến thức vật lí, đóng góp đợc phần nào vào việc hoàn chỉnh các kiếnthức của học sinh, giúp học hiểu đợc mối liên hệ giữa các đại lợng, cụ thể hoácác khái niệm và vạch ra những nét mới nào đó cha đợc làm sáng tỏ

- Yêu cầu thứ ba: Hệ thống bài tập phải đảm bảo đợc tính tích cực, chủ

động, sáng tạo của học sinh trong học tập

- Yêu cầu thứ t: Hệ thống bài tập phải giúp cho học sinh đợc phơng phápgiải từng loại, dạng cụ thể

- Yêu cầu thứ năm: Nội dung bài tập phải phù hợp với các đối tợng họcsinh, thời gian học tập của học sinh ở lớp và ở nhà

Nh vậy hệ thống BTST của đề tài này sẽ đợc xây dựng vừa thoả mãn cácyêu cầu trên, vừa nhằm đáp ứng đợc mục tiêu bồi dỡng, phát triển năng lực tduy sáng tạo của học sinh thông qua việc sử dụng hợp lý hệ thống bài tập trongdạy học

2.2 2 Dấu hiệu các loại BTST

Nếu dựa vào dạng BTST về vật lý mà Razumôpxki đa ra: Bài toán nghiêncứu và bài toán sáng chế tơng ứng trả lời câu hỏi “vì sao”, “làm nh thế nào” thìthực tế trong các bài tập luyện tập cũng có những câu hỏi tơng tự Vì thế để dễxây dựng BTST theo [22] chúng tôi khai thác BTST theo các dấu hiệu sau:

a Bài tập có nhiều cách giải:

Khi giải các BTVL học sinh phải dựa vào các đại lợng đã cho trong bàitập Mỗi đại lợng vật lý có nhiều mối liên hệ với các đại lợng khác, khi thựchiện giải các bài tập loại này làm cho học sinh biết nhìn nhận vấn đề ở nhiềugóc độ khác nhau Điều này giúp cho các em có thể phát triển đợc tính mềmdẻo và linh hoạt khi đứng trớc một bài tập hay một vấn đề thực tiễn và có thểchọn đợc phơng án giải quyết vấn đề nhanh nhất

b Bài tập có hình thức tơng tự nhng có nội dung biến đổi:

Loại bài tập này thờng có nhiều câu hỏi, ở câu hỏi thứ nhất thờng là mộtbài tập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tơng tự, nếu vẫn áp dụngphơng pháp tơng tự nh trên sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi đã có sự biến

đổi về chất

VD: Một ô tô có trọng lợng P=50000N chuyển động với vận tốc không

đổi v = 10m/s qua cầu Tìm áp lực của ô tô tác dụng lên cầu khi ô tô đi qua

điểm giữa cầu trong các trờng hợp:

a Cầu phẳng nằm ngang

b Cầu vồng lên với bán kính cong r = 50m

c Cầu lõm xuống với bán kính r = 50m

d Ô tô chuyển động tròn đều trên đờng tròn nằm ngang bán kính r =50m với vận tốc v = 10m/s Tìm lực ma sát của mặt đờng tác dụng lên ô tô

* Định hớng t duy học sinh:

Xác định các lực tác dụng lên ô tô trong các trờng hợp, xác định hớngcủa gia tốc viết phơng trình định luật 2 Niu tơn, chọn trục toạ độ và chiều dơngtrong từng trờng hợp để giải bài toán

Trong câu a học sinh có thể tính đợc dễ dàng lực mà ô tô tác dụng lêncầu bằng trọng lực của ô tô Trờng hợp câu b nếu học sinh cũng áp dụng giống

nh câu a thì dẫn đến sai lầm Hiện tợng xảy ra trong các câu tiếp theo cũng cócâu hỏi tơng tự nhng đối với mỗi trờng hợp hiện tợng vật lý lại xảy ra khácnhau

Loại bài tập này đối với mỗi câu hỏi là một tình huống có vấn đề đối vớihọc sinh Loại bài tập này giúp học sinh phân biệt đợc sự biến đổi về chất trongnhững hiện tợng vật lý có hình thức tơng tự nhau hoặc khi đề bài thay đổi về độlớn các dự kiện làm biến bản chất hiện tợng vật lý xáy ra trong bài toán

c Bài tập thí nghiệm:

Bài tập về thí nghiệm vật lý gồm bài tập thí nghiệm định tính và bài tậpthí nghiệm định lợng Bài tập thí nghiệm định tính yêu cầu thiết kế thí nghiệmtheo một mục đích cho trớc, thiết kế một dụng cụ ứng dụng vật lý hoặc yêu cầulàm thí nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tợng xảy ra Bài tập thínghiệm định lợng gồm bài tập đo đạc các đại lợng vật lý, minh hoạ lại quy luậtvật lý bằng thực nghiệm

VD: Có một giếng mỏ sâu và không có nớc Làm thế nào để đo độ sâucủa giếng nếu em chỉ có một chiếc đồng hồ có kim giây và một hòn đá nhỏ (bàitập thí nghiệm định tính)

d Bài tập thiếu hoặc thừa dữ kiện

Trong bài tập loại này có tác dụng phát huy những ý tởng độc đáo củahọc sinh trong việc nhìn nhận các vấn đề trong bài tập Để giải quyết đợc vấn

đề của bài tập loại này học sinh cần phải có sự phát hiện ra những điều cha hợp

lý và có đợc sự lý giải cần thiết Bài tập này còn gặp trong trờng hợp học sinhcần có ý tởng để đề xuất hoặc thiết kế vận dụng kiến thức để đạt đợc yêu cầunào đó của cuộc sống hay kỹ thuật

VD: Trên tàu vũ trụ ngời thờng ở trạng thái không trọng lợng vì thếkhông thể dùng cân thông thờng để xác định khối lợng của ngời Em hãy thiết

kế ra một dụng cụ để đo khối lợng của ngời khi đi trên tàu vũ trụ

Đối với bài toán này học sinh phải tiến hành thiết lập các phơng án có thể

và lựa chọn phơng án phù hợp Bài tập này có tác dụng phát huy khả năng vậndụng kiến thức vào cuộc sống của học sinh

e Bài tập nghịch lí, nguỵ biện

Đây là bài tập trong đề bài chứa đựng một sự nguỵ biện nên dẫn đếnnghịch lý: kết luận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn hay mâu thuẫn với nghuyêntắc, định luật vật lý đã biết Các dấu hiệu d và e có tác dụng bồi dỡng t duy phêphán, phản biện cho học sinh; giúp cho t duy có tính độc đáo, nhạy cảm

hồ, vận hành mô hình đó, điều chỉnh mô hình cho đến khi hoạt động của môhình giống nh chiếc đồng hồ thật, thì khi đó mô hình sáng tạo của ngời kỹ sphản ánh đúng cấu tạo của chiếc đồng hồ thật Chính vì vậy bài toán hộp đenngoài chức năng giáo dỡng còn có chức năng bồi dỡng năng lực sáng tạo

VD: Em hãy làm thí nghiệm để xác định cấu trúc bên trong của con lật

đật? Không đợc tháo nó ra

2.3 Hệ thống BTST phần động lực học

2.3.1 Bài tập có nhiều cách giải

Bài 1:

Cho một tấm ván dài và một miếng gỗ, em hãy tìm các cách xác định hệ

số ma sát trợt giữa tấm ván và miếng gỗ Bố trí thí nghiệm trong từng trờng hợp

và các tính toán kết quả?

*Định hớng tìm tòi

Khi nào thì xuất hiện lực ma sát trợt giữa miếng gỗ và tấm ván?

Độ lớn lực ma sát trợt phụ thuộc vào các đại lợng nào?

Muốn xác định đợc hệ số ma sát trợt ta phải xác định đại lợng trung giannào?

Nêu các phơng án có thể để xác định hệ số ma sát trợt giữa miếng gỗ vàtấm ván?

Đặt ván nằm ngang trên sàn, dùng lực kế kéo cho vật chuyển động thẳng

đều trên tấm ván ta đo đợc lực ma sát giữa vật và sàn Fms = N = mg

Dùng lực kế treo vật thẳng đứng ta đo đợc trọng lực của vật ta đo đợc trọng lựccủa vật P = mg

Vật chuyển động nhanh dần đều xuống trên mặt tấm ván

GV: Cách tiến hành đo lực ma sát và áp lực của vật lên ván trong trờng hợp tấmván đặt nằm nghiêng?

- Vật chuyển động thẳng đều xuống mặt tấm ván

GV: Em hãy xác định độ lớn của lực ma sát trợt?

HS: Vật chuyển động thẳng đều độ lớn của lực ma sát trợt bằng thành phần kéoxuống dọc theo mặt tấm ván của trọng lực Fms = Psin (1)

GV: Hãy xác định độ lớn của thành phần áp lực giữa vật và mặt tấm ván?

Hs:áp lực giữa vật và tấm ván N = Pcos

Độ lớn của lực ma sát có thể đợc xác định theo công thức

Fms = N = Pcos (2)

Từ đó suy ra hệ số ma sát giữa vật và tấm ván  = tg

- Trờng hợp vật trợt xuống mặt phẳng nghiêng có gia tốc

GV: Nêu cách xác định gia tốc của vật trong trờng hợp này?

HS: Ta có thể xác định gia tốc của vật trong trờng hợp này bằng các dụng cụsau:

Dùng thớc thẳng hoặc thớc dây chia đến đơn vị mm để đo chiều dài của tấmván

Dùng đồng hồ bấm giây (hoặc dùng cổng quang) để xác định thời gian vậtchuyển động trên tấm ván

GV: Em hãy cho biết có những lực nào tác dụng lên vật?

Bài 2:

Môt khẩu súng đồ chơi trẻ con thờng dùng để bắn viên đạn bằng nhựa

Em hãy thiết kế phơng án để đo vận tốc viên đạn khi vừa rời khỏi nòng súng,nếu các phơng án thực hiện và cách xác định kết quả

*Câu hỏi định hớng

Khi viên đạn đợc bắn ra thì vận tốc viên đạn có liên hệ với các đại lợng nào?Viết các công thức liên hệ giữa vận tốc viên đạn với các đại lợng đó?

- Trờng hợp viên đạn đợc bắn ngang

GV: Em hãy viết công thức xác định thời gian chuyển động và tầm xa của vậtném ngang?

GV: Để đo vận tốc viên đạn ta cần đo các đại lợng nào? Dụng cụ đo là gì?HS:

Đo độ cao bắn viên đạn h

Đo tầm xa của viên đạn đạt đợc S

Khi đo đợc các đại lợng này thì các em có thể vận dụng công thức để xác địnhvận tốc ban đầu của viên đạn với dụng cụ là thớc

(có thể có không dùng phơng pháp đo độ cao mà đo thời gian chuyển động củaviên đạn bằng đồng hồ thì cũng đo đợc vận tốc viên đạn)

GV: Em hãy lập phơng án để đo vận tốc ban đầu viên đạn?

HS: Từ (2) có thể suy ra phơng án đo vận tốc ban đầu viên đạn có thể dùng thớchoặc dùng đồng hồ

- Trờng hợp viên đạn đợc bắn xiên góc

GV: Em hãy nêu công thức độ cao cực đại, thời gian chuyển động và tầm xacủa vật ném xiên?

HS:

Độ cao cực đại: h =

2g

α sin

v 2 2 0

Thời gian chuyển động: t =

g

sinα 2v 0

Đo góc  (dụng cụ là thớc đo góc)

Đo tầm xa (dụng cụ là thớc thẳng hoặc thớc dây)

Trong các cách trên cách nào có thể đo vận tốc viên đạn thuận lợi hơn?

Cách đo thứ 3 thuận lợi hơn

Bài 3:

Một vật có khối lợng m1 đã biết hãy tìm cách xác định khối lợng của vật

m2 cha biết Dụng cụ thí nghiệm tuỳ ý chọn, nêu phơng pháp thực nghiệm để xác định khối lợng m2

*Câu hỏi định hớng

Khối lợng của một vật đặc trng cho tính chất nào của vật?

Viên các công thức nêu lên các tính chất đặc trng của khối lợng?

*Gợi ý và hớng dẫn:

Cách 1:

áp dụng quy tắc mô men lực

GV: Em hãy giải thích nguyên tắc cân khối lợng một vật của cân đòn?

Cân đòn dùng để cân một vật dựa vào nguyên tắc mô men lực, nếu quả cân và vật gây ra mô men bằng nhau thì cân thăng bằng (thực tế ngời ta còn dùng cân sắt nguyên tắc tơng tự với cân đòn nhng có hơi khác chút ít, giáo viên có thể yêu cầu học sinh giải thích với cân sắt)

GV: Em hãy chọn dụng cụ và thiết kế thí nghiệm để cân vật m2?

HS: Dụng cụ: Thớc nhẹ chia độ có thể quay quanh một trục cố định gắn trên giá, trên thớc có gắn kim để xác định vị trí nằm ngang của thớc

Tiến hành thí nghiệm: Gắn thớc lên giá và treo các vật m1 và m2 về hai phía trụcquay trên thớc sao cho thớc cân bằng (kim trên thớc cho biết thớc nằm ngang).

áp dụng quy tắc mô men lực cho các lực tác dụng lên thớc ta có:

p1d1 = p2d2m1d1 = m2d2

2

1 1

d

d m

(3)GV: Em nêu cách xác định khối lợng của vật m2 của vật cha biết?

HS: Để xác định khối lợng của vật cha biết ta cần phải xác định:

Cánh tay đòn d1 và cánh tay đòn d2 của các trọng lực p1 và p2 (xác định trên

HS: Khi áp dụng định luật 2 và định luật 3 Niu tơn cho thấy gia tốc các vật thu

đợc tỉ lệ nghịch với khối lợng của các vật

GV: Lấy ví dụ thí nghiệm tơng tác có thể xác định khối lợng của vật m2 chabiết?

*Hớng dẫn: Về nguyên tắc chúng ta dùng thí nghiệm tơng tác để đo khối lợngcủa vật cha biết nhng trong thực tế do ngoài lực tơng tác giữa hai vật còn cónhững lực phụ khác Để thực hiện đợc thí nghiệm này chúng ta cần loại bỏ cáclực phụ tác dụng hoặc có phơng án để tính toán các lực phụ

GV: Trong điều kiện thí nghiệm ở trờng phổ thông có thể thiết kế đợc thínghiệm tơng tác nh thế nào để đo khối lợng?

HS hoặc GV hớng dẫn: Trong thí nghiệm ở trờng phổ thông chúng ta có thểtiến hành thí nghiệm đo khối lợng của các vật bằng cách cho các vật chuyển

động trên đệm không khí (để loại bỏ ma sát) Cho hai vật tơng tác với nhautrong trờng hợp vận tốc ban đầu của các vật bằng không Gọi thời gian tơng tácgiữa các vật là t, vận tốc các vật thu đợc sau tơng tác là :

Từ (4) và (5) ta có :

1

2 2

1

m

m v

Đốt sợi chỉ thông qua lò xo hai vật tơng tác với nhau trong thời gian tthu đợc các vận tốc v1, v2

Đo quãng đờng đi đợc của các vật sau khi chúng tơng tác với nhau trong thờigian t

2.2.2 Bài tập có hình thức tơng tự nhng có nội dung biến đổi

Bài 4:

Một vật đặt trên sàn có khối lợng m = 10kg, hệ số ma sát nghỉ bằng hệ số

ma sát trợt có giá trị  = 0,1 Hỏi lực ma sát tác dụng lên vật và gia tốc của vật

là bao nhiêu nếu tác dụng lên vật một lực theo phơng nằm ngang có độ lớn:

*Gợi ý và hớng dẫn:

Trong bài tập này câu a học sinh có thể tiền hành giải dễ dàng theo

ph-ơng pháp động lực học Đối với câu b nếu học sinh tiến hành giải theo phph-ơng áncâu a thì sẽ dẫn đến kết quả sai lầm (gia tốc âm) Nội dung câu b và c hiện tợngvật lý đã biến đổi

Bài tập này củng cố cho học sinh về đặc điểm của lực ma sát nghỉ

Bài 5:

Một khúc gỗ có khối lợng là 2kg, kéo khúc gỗ bởi lực F = 10N dọc theophơng chuyển động của khúc gỗ Tìm gia tốc của khúc gỗ trong các trờng hợpsau:

a Khúc gỗ chuyển động không ma sát trên sàn nằm ngang

b Khúc gỗ chuyển động trên sàn nằm ngang có hệ số ma sát k = 0,1

c Khúc gỗ chuyển động xuống mặt phẳng nghiêng không có ma sát

d Khúc gỗ chuyển động xuống mặt phẳng nghiêng có hệ số ma sát k

Viết phơng trình định luật 2 Niu tơn đối với từng trờng hợp?

Giải phơng trình định luật 2 Niu tơn trong từng trờng hợp?

*Mục đích của bài toán:

Bài toán rèn luyện cho học sinh kỹ năng xác định:

- Phơng, chiều lực tác dụng lên vật khi vật chuyển động trên sàn trong những trờng hợp khác nhau

- Nhấn mạnh cho học sinh đặc điểm một số lực cơ bản thờng gặp khi giải bài tập vật lý

Lực ma sát có phơng song song với mặt sàn và có hớng ngợc với hớng chuyển động

- Bài toán khắc sâu cho học sinh phân biệt đợc những tình huống gần

t-ơng tự nhau nhng trong mỗi bài toán hiện tợng vật lý có biến đổi

Bài 6:

Một ô tô có trọng lợng P=50000N chuyển động với vận tốc không đổi v =10m/s qua cầu Tìm áp lực của ô tô tác dụng lên cầu khi ô tô đi qua điểm giữacầu trong các trờng hợp:

a Cầu phẳng nằm ngang

b Cầu vồng lên với bán kính cong r = 50m

c Cầu lõm xuống với bán kính r = 50m

d Ô tô chuyển động tròn đều trên đờng tròn nằm ngang bán kính r =50m với vận tốc v = 10m/s Tìm lực ma sát của mặt đờng tác dụng lên ô tô

* Định hớng t duy học sinh:

Xác định các lực tác dụng lên ô tô trong các trờng hợp, xác định hớngcủa gia tốc viết phơng trình định luật 2 Niu tơn, chọn trục toạ độ và chiều dơngtrong từng trờng hợp để giải bài toán

Các em cần kiểm tra lại những yếu tố làm xuất hiện lực ma sát nghỉ:

Vật có xu hớng trợt (nhng cha trợt) trên bề mặt vật khác

GV: Khi nào thì vật có xu hớng trợt trên bề mặt vật khác?

HS: Vật có xu hớng trợt trên bề mặt vật khác khi có ngoại lực tác dụng lên vật(nhng cha đủ lớn để làm cho vật chuyển động trợt)

GV: Trong các trờng hợp trên thì trờng hợp nào có ngoại lực tác dụng lên hòm?

Trong bài tập không thấy nói đến lực tác dụng lên hòm, nhng qua thực tếcác em vẫn có thể biết là hòm có xu hớng chuyển động so với xe

GV: Tại sao hòm lại có xu hớng chuyển động so với xe?

Gợi ý: Chúng ta có thể khảo sát hòm trong hệ quy chiếu gắn với xe:

Trờng hợp xe đứng yên hay chuyển động thẳng đều không có lực quán tính do

Đo hệ số ma sát trợt giữa ô tô và mặt đờng

Thực hiện tơng tự nh trờng hợp đo hệ số ma sát lăn, ta cần tiến hành đo:

Đo quãng đờng ô tô từ khi hãm phanh (chỉ trợt không lăn) cho đến khi dừng.Suy ra gia tốc của ô tô:

Đo hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đờng

GV: Khi nào thì xuất hiện lực ma sát nghỉ giữa hai mặt tiếp xúc?

HS: Khi vật này có xu hớng trợt trên bề mặt vật kia

GV: Khi ô tô đang chuyển động thì giữa bánh xe và mặt đờng có lực ma sátnghỉ hay không?

HS: Khi ô tô đang chuyển động, lực phát động của ô tô chính là lực ma sátnghỉ

Ô tô chuyển động tròn đều thì lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hớng tâm.GV: Nêu đặc điểm của lực ma sát nghỉ?

HS: Đặc điểm của lực ma sát nghỉ:

Luôn cân bằng với ngoại lực, có độ lớn phụ thuộc vào độ lớn của ngoạilực, khi ngoai lực tăng dần thì lực ma sát nghỉ cũng tăng theo Đến khi vật bắt

Cách 2:

Ô tô chuyển động tròn đều

GV: Trong trong trờng hợp này ta phải tiến hành thí nghiệm nh thế nào?

HS: Cho ô tô chuyển động tròn đều trên đoạn đờng nằm ngang đến khi ô tô bắt

đầu trợt:

* Cho ô tô chạy trên vòng tròn cố định và tăng chậm tốc độ của ô tô đến khi ôtô bắt đầu trợt

* Cho ô tô chạy với tốc độ không đổi và giảm dần bán kính quỹ đạo chuyển

động cho đến khi ô tô bắt đầu trợt

GV: Trong hai trờng hợp trên trờng hợp nào dễ tiến hành thí nghiệm hơn?

HS: Trờng hợp thứ nhất chúng ta có thể tiến hành thí nghiệm thuận lợi hơn.Biểu thức về độ lớn của lực ma sát nghỉ

Ta có thể đo hệ số ma sát nghỉ theo công thức n =

RN

mv 2

(16)Trờng hợp ô tô chuyển động trên mặt đờng nằm ngang ta có P = N = mg do đó

Đo bán kính cung tròn mà ô tô chuyển động

Đo vận tốc ô tô chuyển động trên cung tròn để ô tô bắt đầu trợt

Bài 9:

Xác định hệ số ma sát trợt giữa đầu gậy nhẹ, cứng và sàn với dụng cụ làmột thớc đo góc

*Câu hỏi định hớng

Khi nào xuất hiện lực ma sát trợt giữa gậy và sàn?

Khảo sát lực ma sát trong trờng hợp gậy chuyển động và trờng hợp gậy

đứng yên trên sàn?

*Gợi ý và hớng dẫn:

GV: Khi nào xuất hiện lực ma sát trợt giữa gậy và sàn?

HS: Để xuất hiện lực ma sát giữa đầu gậy và sàn thì phải làm cho gậy trợt trênsàn (đầu gậy chống xuống sàn)

GV: Khi đẩy gậy nhẹ trên sàn với lực tác dụng tơng đối lớn (lực đẩy dọc theochiều dài gậy) thì gậy sẽ chuyển động hay đứng yên?

Có hai trờng hợp xảy ra là:

Gậy đứng yên không chuyển động

Lực Fdo tay tác dụng lên gậy

GV: Em hãy cho biết khi nào thì gậy chuyển động (trợt trên sàn) và khi nào thìgậy đứng yên?