Luận văn nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập định tính trong dạy học phần cơ học lớp 10 nâng cao

Trong đó, đổi mới PP dạy học ở trường phổ thông là một trong những vấn đềđược Đảng, Nhà nước và ngành Giáo dục - Đào tạo hết sức quan tâm.Theo đó, dạy học không chỉ dừng lại ở việc truyề

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh

Hoàng Thị hồng

Nghiên cứu xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập

định tính trong dạy học phần cơ học lớp 10 - nâng

cao

Chuyên ngành: Lý luận và phơng pháp dạy học Vật lý

Mã số: 60.14.10

Luận văn thạc sỹ khoa học giáo dục

Vinh - 2010

MỤC LỤC

Trang

1 Lớ do chọn đề tài 1

2 Mục đớch nghiờn cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiờn cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 3

5 Nhiệm vụ nghiờn cứu 3

6 Phương phỏp nghiờn cứu 3

7 Cấu trúc luận văn 4

Chương 1: cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng bài tập định tính trong dạy học vật lý 1.1 một số vấn đề về tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học vật lí .5

1.1.1 Hoạt động nhận thức Vật lí của học sinh 5

1.1.1.1 Dạy học và sự phát triển 5

1.1.1.2 Bản chất của hoạt động học Vật lí 6

1.1.1.3 Bản chất của hoạt động dạy Vật lí 9

1.1.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí 10

1.1.2.1 Khái niệm tính tích cực 10

1.1.2.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh 11

1.1.2.3 Một số biện pháp phát huy tính tích 11

1.2 Vai trò của bài tập định tính trong việc phát huy tính tích cực 15

1.2.1 Khái niệm bài tập định tính 15

1.2.3 Các hình thức thể hiện BTĐT 15

1.2.4 Vai trò của BTĐT 17

1.2.5 PP giải BTĐT 18

1.3 BTĐT theo hướng trực quan trong dạy học vật lí 21

1.3.1 BTĐT theo hướng trực quan 21

1.3.2 Vai trò của việc khai thác và sử dụng BTĐT theo hướng trực quan 21

1.3.4 Thực trạng về việc nghiên cứu, xây dựng và 24

1.3.5 Một số nguyên nhân cơ bản 24

1.3.6 Những thuận lợi và khó khăn 26

Kết luận chương 1 29

Chương 2: Nghiên cứu xây dựng và sử dụng BTĐT theo hướng trực quan trong dạy học phần cơ học vật lí 10 nâng cao THPT 2.1 Một số biên pháp sử dụng BTĐT theo hướng trực quan 30

2.1.1 Sử dụng BTĐT để nêu vấn đề học tập 30

2.1.2 Sử dụng BTĐT theo hướng trực quan hoá 31

2.1.3 Sử dụng BTĐT làm cho HS bộc lộ quan niệm sai lệch 31

2.1.4 Sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hoá trong 32

2.1.5 Sử dụng BTĐT trong giờ ngoại khoá 33

2.1.6 Sử dụng BTĐT để tăng hiệu quả 34

2.2 Xây dựng hệ thống bài tập định tính phần 35

2.2.1 Kiến thức cơ bản phần cơ học -vật lý 10 nâng cao THPT 35

2.2.2 Khai thác xây dựng hệ thống bài tập định tính theo hướng trực quan 37

2.2.2.1 Mục đích, yêu cầu 37

2.2.2.2 Phương pháp xây dựng 38

2.2.3 Một số bài tập định tính phần cơ học 10 nâng cao 39

2.2.3.1 Bài tập về động học 39

2.2.3.2 Bài tập về động lực học 40

2.2.3.3 Bài tập về tĩnh học 41

2.2.3.4 Bài tập về các định luật bảo toàn 42

2.2.3.5 Bài tập về cơ học chất lưu 43

2.2.4 Tiến trình giải các BTĐT 44

2.2.4.1 Bài tập phần động học 44

2.2.4.2 Bài tập phần động lực học 47

2.2.4.3 Bài tập phần tĩnh học 50

2.2.4.4 Bài tập phần các định luật bảo toàn 52

2.2.4.5 Bài tập phần cơ học chất lưu 55

2.3 Soạn thảo tiến trình dạy học sử dụng BTĐT 58

Bài 10 Tính tương đối của chuyển động Công thức vận tốc 58

Bài 16 Định luật 3 Niu-tơn 64

Bài tập tổng hợp Chương Các định luật bảo toàn 70

Kết luận chương 2 77

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 78

3.1 Mục đích 78

3.2 Phương pháp thực nghiệm 78

3.3 Đối tượng thực nghiệm 78

3.4 Nội dung thực nghiệm 79

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 79

3.5.1 Kết quả định tính 79

3.5.2 Kết quả định lượng 80

3.5.2.1 Cách tính toán các số liệu TN 80

3.5.2.2 Kết quả của bài kiểm tra và kết quả xử lí số liệu thực nghiệm 81

Kết luận chương 3 86

Kết luận 87

Tài liệu tham khảo 88

1 Lí do chọn đề tài.

Bước vào thế kỉ XXI, để đáp ứng xu thế phát triển và hội nhập ở nhiều nước trên thế giới đang tiến hành đổi mới giáo dục phổ thông Ở nước ta trong những năm qua công cuộc đổi mới giáo dục đang được toàn xã hội quan tâm và ngành giáo dục triển khai một cách tích cực Chương trình vật lí phổ thông hiện nay ở nước ta đã được đổi mới cơ bản cả về nội dung lẫn hình thức

Trước xu thế phát triển và hội nhập trên phạm vi toàn cầu, sự nổi lên của các mâu thuẫn giữa truyền thống và hiện đại, giữa sự bùng nổ kiến thức và khả năng tiếp thụ đã đòi hỏi ngành Giáo dục phải đổi mới một cách mạnh mẽ cả mục tiêu, nội dung, PP và phương tiện dạy học cũng như PP kiểm tra đánh giá HS

Trong đó, đổi mới PP dạy học ở trường phổ thông là một trong những vấn đềđược Đảng, Nhà nước và ngành Giáo dục - Đào tạo hết sức quan tâm.

Theo đó, dạy học không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ kiến thức mà cònphải tập trung rèn luyện các kỹ năng để tạo ra những người lao động mới đápứng được những đòi hỏi của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hóa đất nước.Trong đó, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS là mộttrong những mục tiêu quan trọng của giáo dục phổ thông hiện nay Điều này đãđược nhấn mạnh trong Chiến lược phát triển giáo dục 2001- 2010 ban hành kèmtheo quyết định số 201/2001/QĐ/TTg ngày 28/12/2001 của Thủ tướng Chính

phủ: “Thực hiện giáo dục toàn diện về đức, trí, thể mỹ…Xây dựng thái độ học

tập đúng đắn, PP học tập chủ động, tích cực, sáng tạo, lòng ham hiểu biết, năng lực tự học, năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống” [1].

Thực tiễn dạy học cũng cho thấy môn Vật lí vẫn chưa được giảng dạyđúng nghĩa của nó là một môn khoa học TN Cho đến nay, ở các trường phổthông, phổ biến vẫn là cách dạy thông báo sẵn, cách học thụ động, sách vở Tuyrằng, trong nhà trường đã xuất hiện ngày càng nhiều tiết dạy tốt của các GV theohướng tổ chức cho HS HĐ tự chiếm lĩnh tri thức mới nhưng tình trạng chungvẫn là “thầy đọc - trò chép” hoặc giảng giải xen kẽ vấn đáp, tái hiện, ít gắn vớithực tế đời sống Do đó, việc khai thác sự phong phú về kiến thức Vật lí cũngnhư mối liên hệ giữa Vật lí với thực tiễn sẽ là việc làm thiết thực trong đổi mới

PP trong giai đoạn hiện nay

Qua tìm hiểu thực tế ở trường phổ thông, chúng tôi nhận thấy việc sửdụng bài tập chưa phát huy hết tác dụng to lớn của chúng trong dạy học GV sửdụng các bài tập trong dạy học thường là bài tập định lượng, trong giải bài tậpthường quan tâm đến việc tính toán, vận dụng công thức, ít quan tâm đến ýnghĩa Vật lí, mối liên hệ của kiến thức Vật lí với kỹ thuật và đời sống Thực tếcho thấy GV rất ít sử dụng BTĐT và chưa quan tâm nhiều đến việc sử dụng loạibài tập này để tăng hiệu quả dạy học

Nguyên nhân của thực trạng trên là việc đổi mới phương pháp chưa cótính đồng bộ, chưa có những định hướng và biện pháp cụ thể để nâng cao tínhthực tiễn trong dạy học Hình thức và nội dung trong kiểm tra đánh giá còn chưagắn kết với thực tiễn, chưa tạo được động lực để HS phát huy khả năng vậndụng kiến thức vào thực tiễn.

Theo xu hướng đổi mới PP dạy học theo hướng tích cực hoá HĐ học tậpcủa HS và vai trò của BTĐT trong dạy học Vật lí, nhất là trong việc tích cực hoá

HĐ học tập của HS đồng thời trên cơ sở thực trạng của việc dạy học Vật lí hiện

nay, chúng tôi đã lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu xây dựng và sử

dụng hệ thống bài tập định tính trong dạy học phần cơ học lớp 10 - nâng cao”.

4 Giả thuyết khoa học.

Nếu nghiên cứu, xây dựng và sử dụng hiệu quả hệ thống bài tập định tínhtrong dạy học vật lí sẽ góp phần kích thích hứng thú, phát huy tính tích cực của

HS, qua đó có thể nâng cao hiệu quả giáo dục

5 Nhiệm vụ nghiên cứu.

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về bài tập định tính và vai trò của

nó trong việc tăng cường hứng thú và phát huy tính tích cực trong hoạt độngnhận thức của học sinh

- Nghiên cứu nội dung phần “Cơ học” vật lí 10 - nâng cao

- Xây dựng hệ thống bài tập định tính phần Cơ học, vật lí 10 - nâng caoTHPT

- Thiết kế tiến trình dạy học với việc tăng cường sử dụng bài tập định tínhnhằm kích thích hứng thú học tập của học sinh

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm đánh giá hiệu quả của việc sử dụng bàitập định tính đã được xây dựng

6 Phương pháp nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng – Nhà nước, các chỉ thị của bộGD&ĐT, các sách, báo, tạp chí chuyên ngành về dạy học và đổi mới phươngpháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học ở trường THPT

- Nghiên cứu cơ sở lý luận tâm lý học, giáo dục học, lý luận dạy học đặcbiệt là tài liệu liên quan đến hứng thú học tập, phát huy tính tích cực trong hoạtđộng học tập bộ môn vật lý của học sinh

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về phương pháp dạy học vật lí phổ thông, cácluận án, luận văn có liên quan đến đề tài Nội dung chương trình vật li hiệnhành, các tài liệu bồi dường chuyên đề đổi mới phương pháp giảng dạy và thaysách, chương trình vật lí 10 - nâng cao phần cơ học

Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra thông tin thông qua đàm thoại với giáo viên và học sinh

- Tham khảo ý kiến, tập hợp kinh nghiệm các đồng nghiệp đi trước để cóthêm các căn cứ khoa học cho việc soạn thảo nội dung nghiên cứu.

Thực nghiệm sư phạm

Đánh giá hiệu quả sư phạm của việc sử dụng hệ thống các bài tập địnhtính trong dạy học vật lý

 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê mô tả và thống kê kiểm định để xử lý kếtquả thực nghiệm sư phạm và kiểm định giả thuyết thống kê về sự khác biệttrong kết quả học tập của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng

7 Cấu trúc luận văn

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ

SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

1.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TÍCH CỰC HOÁ HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

1.1.1 Hoạt động nhận thức Vật lí của học sinh

1.1.1.1 Dạy học và sự phát triển

Dạy học là một hoạt động đặc trưng của loài người nhằm truyền lại cho thế

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 cá nhân của người học[12] [26]

Mục đích dạy học là nhằm đem đến sự phát triển toàn diện cho HS

Chúng ta biết rằng, trong quá trình dạy học có sự biến đổi thường xuyên vềvốn kinh nghiệm của HS, biến đổi cả về số lượng và chất lượng của hệ thốngkiến thức, biến đổi và phát triển các năng lực con người Cùng với sự biến đổi

đó, năng lực trí tuệ của HS được phát triển như khả năng di chuyển rộng rãi vàthành thạo các PP HĐ trí tuệ từ đối tượng này sang đối tượng khác, nhận thức vàbiến đổi chúng … Cho nên, có thể nói, dạy học là một trong những con đường

cơ bản của sự phát triển trí tuệ

Hơn nữa, trong quá trình dạy học nói chung, học tập nói riêng không phải chỉ

có một chức năng tâm lí riêng lẻ nào đó tham gia mà nó là một HĐ thống nhấtcủa toàn bộ nhân cách cá nhân Vì lẽ đó, dạy học không chỉ ảnh hưởng đến sựphát triển năng lực trí tuệ, mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển các mặt khác củanhân cách như sự say mê và sáng tạo trong nhận thức, hứng thú học tập, động cơhọc tập, lòng ham hiểu biết, khát vọng tìm tòi

Ngược lại, trí tuệ nói riêng và các chức năng tâm lí khác nói chung được pháttriển lại có ảnh hưởng trở lại quá trình dạy học, quá trình lĩnh hội tri thức

Tất cả điều này nói lên rằng giữa dạy học và sự phát triển có mối liên hệ rấtchặt chẽ

Vấn đề dạy học và sự phát triển trong lứa tuổi HS được nhà tâm lí học ngườiNga Vưgôtski (1896-1934) giải quyết một cách độc đáo và hiệu quả dựa trên líthuyết về “vùng phát triển gần” do ông đề xuất Theo Vưgôtski thì dạy học có

thể và phải tiến hành dựa trên mức độ đang hình thành của HS Ông viết: “Dạy

học được coi là tốt nhất nếu nó đi trước sự phát triển, kéo theo sự phát triển”

[5]

Xuất phát từ luận điểm khoa học đó, Vưgôtski cho rằng vùng phát triển gần

là chỗ tốt nhất cho sự phát triển nhận thức Vùng phát triển là khoảng nằm giữatrình độ phát triển hiện tại được xác định bằng trình 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 lớnhay bạn bè khi giải quyết vấn đề

Thành tựu quan trọng nhất của tâm lí học thế kỷ hai mươi dùng làm cơ sởcho việc đổi mới PP dạy học là lí thuyết HĐ được Vưgôtski khởi xướng vàA.N.Lêônchiep phát triển Theo lí thuyết này, bằng HĐ và thông qua HĐ, mỗingười tự sinh thành ra mình, tạo dựng và phát triển ý thức và nhân cách củamình Vận dụng vào dạy học, việc học tập của HS có bản chất HĐ, bằng HĐ,thông qua HĐ của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành và phát triểnnăng lực trí tuệ cũng như quan điểm đạo đức, thái độ

1.1.1.2 Bản chất của hoạt động học Vật lí

HĐ học là một HĐ đặc thù của con người nhằm tiếp thu những tri thức, kỹnăng, kinh nghiệm mà loài người đã tích luỹ được, đồng thời phát triển nhữngphẩm chất năng lực của người học [26]

Học là một HĐ có đối tượng, đặc biệt trong đó HS là chủ thể, tri thức vànhững kỹ năng, kỹ xảo tương ứng với nó là đối tượng để chiếm lĩnh Có thể nói,cái đích mà HĐ học hướng tới là chiếm lĩnh tri thức, kỹ năng, kỹ xảo của xã hộithông qua sự tái tạo của người học Muốn học có kết quả, người học phải tíchcực, tự giác, tự lực chiếm lĩnh tri thức khoa học

Trong học tập Vật lí, những kiến thức Vật lí là những điều đã biết, HS tái tạolại để biến chúng thành vốn liếng của bản thân mình, chứ không đem lại điều gìmới mẻ cho kho tàng kiến thức nhân loại Tuy nhiên, thông qua HĐ học, những

biến đổi trong bản thân người học, sự hình thành phẩm chất và năng lực ở ngườihọc thực sự là những thành tựu mới, chúng sẽ giúp cho người học sau này sángtạo ra được những giá trị mới.

Theo lí thuyết HĐ, HĐ học có cấu trúc gồm nhiều thành phần, có quan hệ vàtác động lẫn nhau [26]:

Một bên là động cơ, mục đích, phương tiện, điều kiện, bên kia là HĐ, hànhđộng, thao tác Động cơ học tập kích thích sự tự giác, tích cực, thúc đẩy sự hìnhthành và duy trì, phát triển HĐ học, đưa đến kết quả cuối cùng là thoả mãn đượclòng khao khát mong ước của người học Muốn thoả mãn động cơ ấy, phải thựchiện 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 tựxác định Ứng với mỗi thao tác trong những điều kiện cụ thể là những phươngtiện, công cụ thích hợp

Những hành động được dùng phổ biến trong quá trình nhận thức Vật lí của HS ở trường phổ thông:

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 sự vật, hiện tượng

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

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 dưới dạng những kháiniệm, những mô hình lý tưởng để dễ sử dụng chúng làm công cụ 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 xácđịnh

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

17 Tìm những biểu hiện cụ thể trong thực tế của những khái niệm, địnhluật Vật lí

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

19 Đánh giá kết quả hành động

20 Tìm PP chung để giải quyết một loại vấn đề

Những thao tác phổ biến cần dùng trong HĐ nhận thức Vật lí:

1 Thao tác vật chất

- Nhận biết bằng giác quan

- Tác động lên các vật thể bằng công cụ: chiếu sáng, tác dụng lực, làm dichuyển, 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 TN.

- Thay đổi các điều kiện thí nghiệm

2 Thao tác tư duy gồm phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hoá, kháiquát hoá, cụ thể hoá, suy luận quy nạp, suy luận diễn dịch, suy luận tương tự

1.1.1.3 Bản chất của hoạt động dạy Vật lí

Theo tâm lí học, HĐ dạy là HĐ của người lớn tổ chức và điều khiển HĐ củangười học nhằm giúp người học lĩnh hội nền văn hoá xã hội, tạo ra sự phát triểntâm lí, hình thành nhân cách của người học [12]

Mục đích của HĐ dạy là làm cho HS lĩnh hội những kiến thức, kỹ năng, kinhnghiệm xã hội, đồng thời hình thành và phát triển ở họ phẩm chất và năng lực

HS thực hiện mục đích đó bằng HĐ, trong HĐ Như vậy, HĐ dạy của GV là tổchức, hướng dẫn, tạo điều kiện cho HS thực hiện thành công các hành động họccủa họ

Theo quan điểm dạy học hiện đại, dạy Vật lí là tổ chức, hướng dẫn cho HSthực hiện các hành động nhận thức Vật lí như đã nói ở trên để họ tái tạo đượckiến thức, kinh nghiệm xã hội và biến chúng thành vốn liếng của mình, đồngthời làm biến đổi bản thân HS, hình thành và phát triển những phẩm chất nănglực của họ

Những hành động chủ yếu của GV trong dạy học Vật lí nhằm thực hiện tốtmục đích của HĐ dạy [26]:

1 Xây dựng tình huống có vấn đề

2 Lựa chọn một lôgic nội dung bài học thích hợp

3 Rèn luyện cho HS kỹ năng thực hiện một số thao tác cơ bản, một số hànhđộng nhận thức phổ biến

4 Cho HS làm quen với các PP nhận thức được sử dụng rộng rãi trong HĐnhận thức Vật lí: PP TN, PP mô hình

5 Hướng dẫn, tạo điều kiện để HS phát biểu, trao đổi, tranh luận về các kếtquả hành động của mình, động viên, khuyến khích kịp thời

6 Lựa chọn và cung cấp cho HS những phương tiện, công cụ cần thiết đểthực hiện các hành động.

1.1.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí

1.1.2.1 Khái niệm tính tích cực

Chủ nghĩa duy vật lịch sử xem tính tích cực là một phẩm chất vốn có của conngười trong đời sống xã hội Sự hình thành và phát triển tính tích cực là mộttrong các nhiệm vụ quan trọng của giáo dục nhằm đào tạo những con ngườinăng động, thích ứng và góp phần phát triển cộng đồng Có thể xem tính tíchcực như là điều kiện, đồng thời là kết quả của sự phát triển nhân cách trẻ trongquá trình giáo dục.[6]

Theo Kharlamốp: “Tính tích cực là trạng thái HĐ của chủ thể, nghĩa là của

người hành động” Tính tích cực của trẻ biểu hiện ở những dạng HĐ khác nhau:

học tập, lao động, thể dục thể thao, vui chơi giải trí, HĐ xã hội…, trong đó họctập là HĐ chủ đạo của lứa tuổi đi học Tính tích cực trong học tập, về thực chất,

là tính tích cực nhận thức, đặc trưng ở khát vọng hiểu biết, cố gắng trí tuệ vànghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri thức

Theo Đặng Vũ Hoạt, tính tích cực nhận thức biểu hiện ở chỗ huy động mức

độ cao các chức năng tâm lý, đặc biệt là chức năng tư duy Theo đó, tính tíchcực nhận thức trong học tập là trạng thái HĐ của HS, đặc trưng bởi khát vọnghọc tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức.Như vậy, tính tích cực HĐ nhận thức gồm ba mặt: nhận thức, tình cảm, ý chí.Nên trong quá trình dạy học, muốn tác động đến tính tích cực HĐ nhận thức của

HS cần phải tác động đến các mặt trên của mô hình tâm lý HĐ nhận thức HSmuốn tích cực học tập, trước hết phải tự giác học tập, xem học tập là nhiệm vụcủa bản thân mình Người HS thường chủ động trong học tập Tính chủ độngbiểu hiện trong kỹ năng hoàn thành những nhiệm vụ nhận thức và thực tiễn, xáclập mối quan hệ của mình với tập thể dựa vào sức mình là chính

1.1.2.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

Trong xu hướng đổi mới PP dạy học hiện nay, vấn đề phát huy tính tích cựccủa người học là một vấn đề được đặc biệt quan tâm

“Tích cực hoá là một tập hợp các HĐ nhằm chuyển biến vị trí của người học

từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập” [6]

Tích cực hoá HĐ nhận thức của HS là một trong những nhiệm vụ quantrọng của thầy giáo trong nhà trường Đây là một công việc quan trọng củangười thầy giáo trong dạy học bởi vì nếu HS không tích cực chủ động trong HĐhọc thì người thầy có giỏi đến mấy hiệu quả của việc dạy vẫn không cao Nhiềunhà lí luận dạy học trên thế giới đang hướng tới việc tìm kiếm các biện pháp hữuhiệu nhằm tích cực hoá HĐ nhận thức của người học Tất cả đều hướng tới việcthay đổi vai trò của người dạy và người học Trong đó, HS phải chuyển từ vaitrò người thu nhận thông tin sang vai trò chủ động, tích cực tham gia tìm kiếmkiến thức Còn thầy giáo phải chuyển từ vai trò người truyền thông tin sang vaitrò là người thiết kế, tổ chức, giám sát, điều khiển, điều chỉnh HĐ nhận thức củangười học để người học tự mình khám phá kiến thức mới

Quá trình tích cực hoá HĐ nhận thức của HS sẽ góp phần làm cho mối quan

hệ giữa dạy và học, giữa thầy và trò ngày càng gắn bó và hiệu quả hơn Tích cựchoá vừa là biện pháp để thực hiện nhiệm vụ dạy học, đồng thời nó góp phần rènluyện cho HS những phẩm chất của người lao động mới: tự chủ, năng động,sáng tạo Đó là một trong những mục tiêu mà nhà trường hiện nay phải hướngtới

1.1.2.3 Một số biện pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học Vật lí

Tính tích cực nhận thức của HS chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như động

cơ, hứng thú học tập, năng lực, ý chí cá nhân, sự chăm lo của gia đình, sự quantâm của xã hội…Các nhân tố này liên quan chặt chẽ với nhau và có ảnh hưởngquyết định đối với việc tích cực hoá HĐ nhận thức của HS trong học tập Trongnhững nhân tố đó, có những nhân tố có thể hình thành ngay nhưng có những

nhân tố chỉ được hình thành qua một quá trình lâu dài dưới ảnh hưởng của rấtnhiều tác động Điều này cho thấy việc tích cực hoá HĐ nhận thức của HS đòihỏi một kế hoạch lâu dài và toàn diện khi phối hợp HĐ của gia đình, nhà trường

và xã hội [6]

Muốn tích cực hoá HĐ nhận thức của HS trong quá trình học tập, chúng tacần chú ý sử dụng một số biện pháp cơ bản sau [6] [7] [8] [26]:

Thứ nhất, cần tạo và duy trì không khí dạy học trong lớp để có một môi

trường thuận lợi cho sự học tập và phát triển của HS Trong môi trường học tậpthoải mái, cởi mở và tràn đầy niềm tin, HS sẽ tự giác bộc lộ năng lực cá nhân,những hiểu biết của mình cũng như chủ động, tích cực tham gia các HĐ học tậptrên lớp

Có ba nhân tố chính ảnh hưởng đến không khí dạy học đó là hình thức tổchức dạy học, vai trò của thầy giáo và thái độ của HS về nội dung dạy học Quátrình dạy học được coi là tốt nhất khi:

- Quá trình dạy học phải thể hiện sự hợp tác chặt chẽ và cộng đồng tráchnhiệm của mọi thành viên trong lớp

- Thầy giáo phải thể hiện được vai trò là người tổ chức, giúp đỡ và hướngdẫn HS tìm tòi, phát hiện kiến thức nhằm ngày càng tăng mức độ tự lực của HStrong học tập

- HS phải thấy được ý nghĩa của việc học và luôn có ý thức tự giác chuyểnnhững kiến thức thu nhận thành vốn hiểu biết của mình

Thứ hai, khởi động tư duy, gây hứng thú học tập cho HS

X.L Rubinstêin đã viết: “Người ta biến đổi tư duy khi có nhu cầu hiểu biết

một cái gì đó, tư duy thường xuất phát từ một vấn đề hay một câu hỏi, từ một sự ngạc nhiên hay một điều trăn trở” Vì vậy, trước hết, thầy giáo phải tích cực hoá

HĐ nhận thức của HS bằng cách vạch ra cho HS lí do của việc học, giúp các emxác định được nhiệm vụ học tập và nêu ra các tình huống có vấn đề Đây là bướckhởi động tư duy đầu buổi học nhằm đưa HS vào trạng thái sẵn sàng học tập.Tuy nhiên, sau đó điều quan trọng hơn là phải tạo ra và duy trì hứng thú học tập

của HS trong suốt giờ học HS càng hứng thú học tập bao nhiêu thì việc thunhận kiến thức của các em càng chủ động tích cực và chắc chắn bấy nhiêu.Muốn vậy, GV cần chú ý tạo ra các tình huống có vấn đề Khai thác và sử dụngBTĐT theo hướng trực quan hợp lí có thể tạo ra các tình huống có vấn đề, tạohứng thú học tập cho HS.

Thứ ba, khai thác và phối hợp các PP dạy học một cách có hiệu quả, đặc biệt

chú trọng đến các PP dạy học tích cực Cùng một nội dung như nhau nhưng bàihọc diễn ra có kích thích hứng thú học tập của HS hay không, có để lại ấn tượngsâu đậm trong tâm hồn các em hay không thì phụ thuộc rất nhiều vào PP dạyhọc, sự nhạy cảm và tài năng sáng tạo của người thầy Bởi vậy, trong tiến trìnhdạy học, thầy giáo phải lựa chọn và sử dụng các PP dạy học một cách hợp lí, đặcbiệt là những PP dạy học tích cực có tác dụng rất tốt trong việc tích cực hoá HĐnhận thức của HS như PP nêu vấn đề, PP TN…

Thứ năm, cần tăng cường sử dụng thí nghiệm, phương tiện trực quan,

phương tiện nghe nhìn trong dạy học Vật lí

Vật lí là một môn khoa học TN, do đó hầu hết các kiến thức Vật lí ở trườngphổ thông đều được rút ra từ những quan sát và TN Vì vậy, trong dạy học Vật lí

ở trường phổ thông, việc tăng cường sử dụng thí nghiệm, phương tiện trực quan

có tác dụng to lớn trong việc nâng cao chất lượng nắm kiến thức, kỹ năng, kỹxảo của HS Mặt khác, sự cần thiết của thí nghiệm, phương tiện trực quan trong

dạy học Vật lí còn được quy định bởi quy luật nhận thức chung của con người

mà V.I.Lênin đã chỉ ra: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư

duy trừu tượng đến thực tiễn – đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực khách quan ” [17].

Thứ sáu, tổ chức các HĐ ngoại khoá, tham quan nhằm mở rộng, củng cố

kiến thức và bước đầu để HS vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống

Chúng ta biết rằng có rất ít môn học mà đối tượng nghiên cứu của nó gắn liềnvới thực tiễn như môn Vật lí Vì vậy, việc GV tổ chức các HĐ ngoại khoá, thamquan có ý nghĩa rất quan trọng trong việc tạo ra ở HS sự hứng thú, tò mò và lòngham muốn vận dụng kiến thức Vật lí đã học để giải thích các hiện tượng, cácvấn đề trong cuộc sống

1.2 VAI TRÒ CỦA BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG VIỆC PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HS TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

1.2.1 Khái niệm bài tập định tính

BTĐT về Vật lí là những bài tập mà khi giải HS không cần thực hiện cácphép tính phức tạp mà chỉ cần thực hiện những phép suy luận, lập luận lôgíc dựatrên các khái niệm, định luật, quy tắc, thuyết Vật lí để đưa ra lời giải [26].BTĐT về Vật lí là một trong những loại bài tập đã được sử dụng rất lâu trongdạy học với nhiều tên gọi khác nhau như “câu hỏi thực hành”, “bài tập miệng”,

“câu hỏi định tính”, “bài tập lôgic”, “câu hỏi kiểm tra”… Đặc điểm chủ yếu củatất cả các bài tập này là mặt định tính của hiện tượng Vật lí đang khảo sát Chính

vì vậy, thuật ngữ BTĐT được sử dụng một cách phổ biến, có thể xem là tên gọichung của các bài tập trên Tuy nhiên, thuật ngữ “BTĐT” chỉ có tính tương đối

vì nhiều BTĐT có hàm chứa quan hệ định lượng

1.2.2 Phân loại BTĐT

Nếu dựa vào mức độ khó khăn của HS khi giải các BTĐT thì BTĐT có thểđược chia thành ba loại:

- BTĐT đơn giản là loại BTĐT trong đó để giải được HS chỉ cần áp dụngmột định luật, một quy tắc hay một phép suy luận lôgic.

- BTĐT tổng hợp là loại BTĐT trong đó để giải được HS phải áp dụng mộtchuỗi các phép suy luận lôgic dựa trên cơ sở của các định luật, quy tắc có liênquan tới nội dung bài tập

- BTĐT sáng tạo là loại BTĐT trong đó để giải được HS phải vận dụng tốtvốn kiến thức của mình về các quy tắc, các định luật trên cơ sở các phép suyluận logic tự lực tìm ra những phương án tốt nhất để giải quyết yêu cầu của đềbài tập

1.2.3 Các hình thức thể hiện BTĐT

- BTĐT được thể hiện dưới dạng câu hỏi bằng lời

Ví dụ: Tại sao viên đạn bay ra khỏi nòng súng khi gặp tấm kính lại không

làm vỡ tan tấm kính mà chỉ làm thủng một lỗ tròn trên tấm kính?

Ở cách thể hiện này, các hiện tượng được đề cập đến trong BTĐT hoàn toàn

mô tả bằng lời Thông thường cách mô tả phải ngắn gọn, súc tích, dễ hiểu để HS

có thể hiểu một cách đầy đủ và chính xác những thông tin về hiện tượng mà các

em cần giải thích

- BTĐT được thể hiện dưới dạng hình ảnh hoặc đồ thị kèm theo các câu hỏikhai thác thông tin

Ví dụ 1: Tên lửa là phương tiện giao thông duy nhất

trong du hành vũ trụ Hỏi dựa vào đâu mà tên lửa có thể

chuyển động được trong chân không? Hầu hết cả giáo viên

và học sinh chưa bao giờ được nhìn thấy trực tiếp tên lửa

Do đó có tranh ảnh hoặc đoạn phim, videoclip sẽ làm tăng

hứng thú học tập của học sinh rất nhiều

Ví dụ 2: Xét một chất điểm chuyển động

tròn đều Trên đồ thị hình 1.2 biểu diễn sự phụ

thuộc vào bán kính của lực duy trì một điểm

chuyển động trên quỹ đạo tròn Một trường hợp là đường thẳng, một trường hợp

là đường hypecbol Giải thích hiện tượng có vẻ mâu thuẫn này như thế nào?

Ở cách thể hiện này, các hiện tượng được đề cập đến trong BTĐT được thểhiện một cách trực quan ngay trên đồ thị, hình ảnh hay sơ đồ HS trực tiếp quansát đề thu nhận thông tin về hiện tượng để có thể trả lời các câu hỏi khai thácthông tin

- BTĐT được thể hiện dưới dạng thí nghiệm và yêu cầu giải thích kết quả thínghiệm

Ví dụ: Thả một cái lông chim và một viên bi trong một ống chứa đầy khôngkhí và một ống chân không? Hãy quan sát hiện tượng và giải thích?

Ở cách thể hiện này, các hiện tượng được đề cập đến trong BTĐT được thểhiện một cách trực quan thông qua thí nghiệm Nội dung các dữ kiện của bài tậpđược HS thu nhận từ việc quan sát các dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí và thựchiện thí nghiệm

- BTĐT được thể hiện dưới dạng các đoạn phim video clip ngắn về một hiệntượng Vật lí kèm theo câu hỏi của GV HS được quan sát một cách trực quancác hiện tượng Vật lí, nhận định để giải thích những điều đã quan sát được như

ví dụ trên đây

Ống thuỷ tinh

Không khí

Lông

Ống thuỷ tinh

Chân không Lông

1.2.4 Vai trò của BTĐT

Thông thường, HS đã nắm được cái chung, cái khái quát của các khái niệm,định luật Khi giải BTĐT, HS phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừutượng để giải thích những hiện tượng Vật lí cụ thể Do đó, BTĐT giúp HS đàosâu, mở rộng kiến thức

Nhờ nội dung BTĐT phần lớn gần với đời sống xã hội nên các BTĐT làmtăng thêm ở HS hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát củaHS

BTĐT là một trong những phương tiện rất hữu hiệu để rèn luyện kỹ năng, kỹxảo, vận dụng lí thuyết vào thực tiễn để giải thích các hiện tượng trong tự nhiên,đời sống, trong kỹ thuật…, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát,tạo điều kiện cho HS phân tích các hiện tượng Bởi vì có rất nhiều BTĐT có nộidung gắn với thực tiễn, trong đó yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức các địnhluật…để giải thích các hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thểxảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

Các BTĐT thường yêu cầu giải thích hiện tượng hoặc dự đoán hiện tượngxảy ra cho nên chúng không chỉ dừng lại trong phạm vi những kiến thức đã học

mà còn giúp bồi dưỡng cho HS tư duy sáng tạo Thông qua việc giải BTĐT cóthể rèn luyện cho HS khả năng thực hiện những hành động trong HĐ nhận thứccủa mình Do đó, BTĐT là phương tiện để rèn luyện cho HS ngày càng hoànthiện hơn những hành động nhận thức Vật lí

1.2.5 PP giải BTĐT

Đối với BTĐT, việc xác lập lời giải gây cho học sinh nhiều khó khăn vì đòi hỏi phải lập luận một cách lôgíc, có căn cứ đầy đủ và xác đáng về mặt kiến thức.Trong thực tế giảng dạy cho thấy, do ít được vận dụng kiến thức vào thực tiễn, ítđược tiếp cận với các bài tập định tính trong quá trình học tập nên khi đứng trước các bài tập loại này học sinh thường có xu hướng đưa ra những câu trả lời hời hợt, không thoả đáng, thiếu chính xác, nhiều học sinh thu gọn toàn bộ nhữnglập luận cần thiết vào một cái tên gọi của khái niệm, của định luật hay của một hiện tượng vật lí nào đó Khi giải BTĐT yêu cầu diễn đạt nội dung ý tưởng vật lí

bằng ngôn ngữ( lời nói hoặc văn bản viết ) rất cao Đây là một khó khăn cần được HS khắc phục.

Do đặc điểm của BTĐT là chú trọng đến mặt bản chất của hiện tượng, nên

đa số bài tập định tính đa số được giải bằng phương pháp suy luận, vận dụng những định luật vật lý tổng quát vào những trường hợp cụ thể Thông thường, đểliên hệ một hiện tượng đã cho với một số khái niệm, định luật vật lí, ta phải biết tách một hiện tượng phức tạp thành nhiều hiện tượng đơn giản hơn, tức là dùng phương pháp phân tích, sau đó dùng phương pháp tổng hợp để kết hợp những hệquả rút ra từ các định luật riêng biệt thành một kết quả chung Có thể nói khi giải BTĐT, phương pháp phân tích, phương pháp tổng hợp thường gắn chặt với nhau

Khi giải các BTĐT, người ta thường dùng ba PP sau đây: PP Ơristic, PP đồthị và PP TN Các PP này có thể dùng phối hợp, bổ sung cho nhau

- PP Ơristic đòi hỏi phải nêu ra và giải đáp nhiều câu hỏi định tính có liênquan với nhau mà câu trả lời hoặc đã nằm trong giả thuyết của bài tập hoặc ởtrong các quy tắc, định luật Vật lí mà HS biết

Ưu điểm của phương pháp này là về mặt phương pháp luận, nó giúp HS rènluyện khả năng phân tích các hiện tượng Vật lí đã được mô tả trong bài tập,biết tổng hợp các dữ kiện của bài tập với nội dung các định luật Vật lí đã biết,khái quát hoá các sự kiện, rút ra kết luận

- PP đồ thị sử dụng khi các BTĐT mà giả thiết của chúng được diễn đạt bằngnhững cách minh hoạ khác nhau như đồ thị, mô hình, các bản vẽ, sơ đồ, hình vẽ,ảnh chụp thích ứng…

Trong PP này, việc nghiên cứu kỹ các hình vẽ, đồ thị, sơ đồ… là cơ sởcho việc xác lập những mối liên hệ giữa hiện tượng đang khảo sát và cácđịnh luật Vật lí tương ứng…

Ưu điểm của PP này là tính trực quan và tính ngắn gọn của cách giải

PP này giúp HS phát triển tư duy hàm số, tập cho HS quen với tính chínhxác, tính cẩn thận PP này có ý nghĩa đặc biệt to lớn trong những trường

hợp mà người ta cho biết một loạt hình vẽ ghi lại các giai đoạn xác địnhcủa sự phát triển hiện tượng hoặc sự tiến triển của một quá trình.

- PP TN được sử dụng trong trường hợp nội dung của BTĐT có liênquan đến thí nghiệm Trong PP này, cần phải bố trí và tiến hành thínghiệm theo đúng giả thiết của bài tập để trả lời các câu hỏi của bài tập

đó Thông thường, trong các bài tập này ta phải trả lời các câu hỏi: “cái gìxảy ra?”, “làm thế nào?” Đó sẽ là cơ sở để có lời giải thích chính xác chocâu trả lời

Ưu điểm nổi bật của PP này là HS tựa như trở thành các nhà nghiêncứu, tính tích cực, tính ham học hỏi ở các em phát triển, kỹ năng và kỹxảo sử dụng các dụng cụ Vật lí được hình thành

Các PP trên có thể sử dụng phối hợp, bổ sung cho nhau nhưng dù dùng

PP nào thì cũng cần lấy cơ sở là PP phân tích - tổng hợp Có thể vạch ratiến trình giải chung cho đa số các BTĐT gồm bốn bước sau:

Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm giả thuyết bài tập

- Trước tiên, phải đọc kĩ đề bài tập nhằm tìm hiểu các thuật ngữ chưabiết tên gọi các bộ phận của cấu trúc, xác định ý nghĩa Vật lí các thuậtngữ…

- Nhắc lại đầu đề bài tập (khi giải miệng), ghi đầy đủ hoặc tóm tắtgiả thuyết (khi giải viết) qua đó cần xác định rõ câu hỏi chính của bàitập (cái gì chưa biết? cần xác định cái gì? Mục đích cuối cùng của bàigiải là gì?)

- Trường hợp, nội dung BTĐT liên quan đến sơ đồ, đồ thị, hình vẽ,hình ảnh… cần quan sát kỹ dữ kiện đã cho

Bước 2: Phân tích nội dung bài tập

- Nghiên cứu các dữ kiện ban đầu (cái gì đã cho? cái gì đã biết?)

- Tìm hiểu ý nghĩa Vật lí của bài tập tức là làm rõ nội dung bài tập cónhững hiện tượng gì, những tính chất gì của vật thể, những trạng thái nào

của hệ… và xác định mối liên hệ giữa chúng với các khái niệm nào, quytắc nào, định luật nào đã học trong Vật lí.

- Khảo sát chi tiết đồ thị, bản vẽ, sơ đồ, hình vẽ… đã cho trong bài tậphoặc được vẽ ra trong quá trình giải bài tập

- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài,khảo sát xem mỗi giai đoạn diễn biến đó bị chi phối bởi những đặc tínhnào, định luật nào… hoặc toàn bộ diễn biến của hiện tượng liên quan cácđịnh luật, quy tắc nào

- Trong một số trường hợp, cần đưa vào những điều kiện bổ sung đểtìm được mối quan hệ giữa hiện tượng phức tạp và định luật Vật lí chiphối nó

Bước 3: Xây dựng lập luận và thực hiện kế hoạch giải

- Xây dựng chuỗi suy lý phân tích bắt đầu từ câu hỏi của bài tập và kếtthúc bằng các dữ kiện trong giả thuyết của bài tập hoặc bằng kết quả củathí nghiệm đã tiến hành, hoặc bằng các số liệu trong các bảng số, hoặcbằng sự phát triển các định luật và định nghĩa các đại lượng Vật lí

- Thực hiện kế hoạch giải bằng cách xây dựng chuỗi suy lý tổng hợpbắt đầu từ sự phát triển các định luật Vật lí tương ứng, các định nghĩa cácđại lượng Vật lí, sự mô tả các đặc tính, tính chất, trạng thái của vật thể vàkết thúc bằng việc trả lời câu hỏi của bài tập Trình bày lời giải bằng lờinói (hoặc bằng văn bản theo yêu cầu) một cách chi tiết, đầy đủ

Bước 4: Kiểm tra (Biện luận)

Kiểm tra kết quả thực chất là xem xét lại kết quả cuối cùng có phù hợpvới điều kiện nêu ra ở đầu bài tập hay không Ngoài ra, việc kiểm tra lạikết quả cũng cho biết quá trình xây dựng lập luận giải đã đúng chưa

Có thể kiểm tra bằng cách làm thí nghiệm Vật lí cần thiết, giải bài tậpnày bằng cách khác hoặc đối chiếu câu trả lời với các nguyên lý Vật lí

tổng quát (định luật bảo toàn năng lượng, khối lượng, điện tích, định luậtNiutơn, Lenxơ…)

1.3 BTĐT THEO HƯỚNG TRỰC QUAN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.3.1 BTĐT theo hướng trực quan

BTĐT theo hướng trực quan là những BTĐT được thể hiện qua đồ thị, tranhảnh, thí nghiệm và các video clip

1.3.2 Vai trò của việc khai thác và sử dụng BTĐT theo hướng trực quan

Theo lí luận và thực tiễn về HĐ nhận thức, mức độ tiếp thu kiến thức củangười học tăng dần theo các cấp độ của tri giác: nghe - thấy – làm Nhiều nhànghiên cứu đã cụ thể hoá mức độ tiếp thu kiến thức của con người: 20% từnhững gì ta nghe thấy, 30% từ những gì ta nhìn thấy; 50% từ những gì ta làm;90% từ những gì ta đồng thời nghe thấy, nhìn thấy và thực hiện Vì vậy, việckhai thác và sử dụng BTĐT theo hướng trực quan trong đó ta đưa những phươngtiện trực quan vào quá trình dạy học là cần thiết và phù hợp với quy luật nhậnthức của con người

Theo quan điểm của lí luận dạy học, phương tiện trực quan có một số vai trònhư sau:

Thứ nhất, phương tiện trực quan là một phương tiện để hình thành các

kiến thức, kỹ năng mới Các BTĐT thể hiện qua các hình ảnh, video clip sẽcung cấp các số liệu TN, các dữ kiện của các sự vật hiện tượng trong thựctiễn một cách sinh động, hấp dẫn làm cơ sở cho việc khái quát hoặc kiểmchứng các kiến thức về Vật lí

Thứ hai, phương tiện trực quan góp phần nâng cao chất lượng kiến thức do

các phương tiện trực quan có tác dụng làm cho việc cung cấp thông tin về cáchiện tượng, quá trình Vật lí cho HS một cách hệ thống, đầy đủ và chính xác hơn

Thứ ba, phương tiện trực quan góp phần đơn giản hoá các hiện tượng, quá

trình Vật lí tạo nên quá trình trực quan hoá trong dạy học Vật lí Nhờ đó, tínhtrực quan trong dạy học được nâng cao, góp phần hỗ trợ đắc lực cho quá trình tưduy trừu tượng của HS Ngoài ra, việc sử dụng các phương tiện trực quan còn có

tác dụng mở rộng khả năng tiếp cận với các hiện tượng và qúa trình Vật lí củaHS.

Thứ tư, sử dụng phương tiện trực quan giúp nâng cao cường độ lao động, học

tập của HS và do đó cho phép tăng cường hơn nhịp độ nghiên cứu tài liệu mới.Việc sử dụng phương tiện trực quan còn giúp cho GV thực hiện tốt hơn HĐ dạyhọc, đặc biệt là tăng cường tính tích cực, độc lập và kích thích hứng thú học tập,qua đó nhằm nâng cao hiệu quả quá trình tiếp thu, lĩnh hội và vận dụng kiếnthức, kỹ năng, kỹ xảo của người học Các phương tiện trực quan còn giúp chongười dạy trình bày bài giảng một cách rõ ràng, trong sáng, nhờ đó có thể rútngắn được thời gian thuyết trình, mô tả và đơn giản bớt những thao tác rườm ràkhông cần thiết

Trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông, phương tiện trực quan đóng các vaitrò sau [8]:

Thứ nhất, phương tiện trực quan góp phần hỗ trợ cho quá trình nhận thức của

HS với tư cách là phương tiện của việc thu nhận tri thức Khi GV sử dụngBTĐT theo hướng trực quan, HS có thể trực tiếp quan sát sự vật, hiện tượng đểtạo ra hình ảnh cảm tính về chúng Lênin đã khẳng định tính chân lý, khả năngphản ánh của hình ảnh cảm tính do trực quan mang lại, khẳng định vai trò tấtyếu của các hình ảnh đó trong quá trình con người nhận thức thế giới kháchquan.[17]Vì thế, trong dạy học, các phương tiện trực quan luôn hỗ trợ một cáchtích cực cho HĐ nhận thức của HS bởi khả năng trực quan của nó Nhờ cácphương tiện trực quan mà HS tiếp nhận các kiến thức khoa học một cách đơngiản và rõ ràng hơn

Thứ hai, phương tiện trực quan có tác dụng hướng dẫn HĐ nhận thức của HS

trong quá trình dạy học

Thứ ba, góp phần phát triển năng lực làm việc độc lập và sáng tạo của HS Thứ tư, kích thích hứng thú HĐ nhận thức của HS, có tác dụng tích cực hoá

HĐ nhận thức của HS

Thứ năm, góp phần rèn luyện phẩm chất của người lao động mới và thói

quen làm việc khoa học

1.3.3 Thực trạng về việc vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tế đời sống của

HS THPT hiện nay

Chương trình và Sách giáo khoa đã được đổi mới theo mục tiêu phù hợp vớithực tiễn và đời sống Việt Nam, tăng cường tính thực tiễn, kỹ năng thực hành,năng lực tự học của HS Với một chương trình như vậy, lẽ ra việc vận dụng kiếnthức vào đời sống và việc giải thích những hiện tượng xảy ra hằng ngày xungquanh các em không phải là vấn đề khó khăn Tuy nhiên, qua trao đổi với nhiều

GV và HS ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ An và kết quả điều trathực tế khác [11] [24], tôi nhận thấy việc vận dụng kiến thức vật lí vào thực tếcủa HS còn nhiều hạn chế Những biểu hiện phổ biến là:

- Ít hiểu biết về cấu tạo và cách sử dụng các dụng cụ, phương tiện kỹ thuậtđơn giản

- Hạn chế về khả năng liên hệ giữa các sự vật hiện tượng trong thực tế vớicác kiến thức vật lí tương ứng và ngược lại

- Hạn chế về khả năng tư duy lôgic trong quá trình giải thích và dự đoán cáchiện tượng

- Hạn chế về khả năng vận dụng kiến thức để giải quyết những vấn đề kỹthuật đơn giản, những vấn đề xảy ra trong thực tế đời sống

- Hạn chế về những thao tác thực hành, thí nghiệm

1.3.4 Thực trạng về việc nghiên cứu, xây dựng và sử dụng BTĐT theo hướng trực quan trong dạy học Vật lí ở trường THPT hiện nay

Thứ nhất, việc sử dụng BTĐT trong các tiết học còn ít chủ yếu dùng những

BTĐT trong sách giáo khoa GV còn ngại giải các BTĐT nên thường chỉ giảicác BTĐT có trong sách giáo khoa mà rất ít đưa thêm các BTĐT khác Việc giảicác BTĐT trong sách giáo khoa cũng chỉ làm một cách sơ qua mà không phântích rõ, không chú ý rèn luyện kỹ năng giải BTĐT cho HS

Thứ hai, các BTĐT sử dụng trong dạy học vật lí trong các tiết học chưa thật

phong phú, chủ yếu vẫn là dạng bài tập câu hỏi GV rất ít khai thác và sử dụngcác BTĐT thể hiện qua các hình ảnh, video clip, thí nghiệm …trong khi đây làdạng bài tập mang tính trực quan rất cao cho HS

Thứ ba, đa số GV quan tâm nhiều hơn tới việc sử dụng các BTĐT tính toán

mà rất ít dùng BTĐT, trong khi đó, đa số HS nghĩ rằng việc giải các BTĐT rấtthú vị và cần thiết

Thứ tư, đa số các GV chưa tổ chức hoặc tổ chức chưa tốt các PP dạy học tích

cực Trong các tiết học, việc thảo luận, làm thí nghiệm của HS còn ít

Thứ năm, đa số các trường phổ thông đều ít sử dụng loại BTĐT trong kiểm

tra, đánh giá HS Việc khuyến khích GV sử dụng BTĐT trong dạy học, trongkiểm tra và đánh giá hầu như chưa có

1.3.5 Một số nguyên nhân cơ bản

Những thực trạng nêu trên rõ ràng ảnh hưởng đến chất lượng dạy học vật lí

và cần phải được khắc phục Muốn vậy, trước hết cần phải xác định cácnguyên nhân dẫn đến thực trạng trên Theo chúng tôi, có một số nguyên nhân

cơ bản sau [7] [13]:

Thứ nhất, việc đổi mới PP dạy học đang được các trường trường phổ thông

quan tâm và tiến hành trong những năm gần đây song nhìn chung vẫn chưa đạthiệu quả cao Điều này có thể do những khó khăn về cơ sở vật chất, thiết bị màchưa khuyến khích được GV đổi mới PP dạy học Các biện pháp tích cực hoá

HĐ nhận thức của HS chưa được chú trọng Đa số GV vẫn sử dụng lối dạy

“thông báo – tái hiện” và chỉ một vài tiết có tích cực hoá HĐ nhận thức của HS

Thứ hai, quỹ thời gian của một tiết học hạn chế đến việc truyền tải nội dung

kiến thức có trong bài học Thực tế dạy học cho thấy, với thời gian 45 phút củamột tiết học, GV dành thời gian cho việc tổ chức các HĐ nhận thức cho HS làkhông nhiều Thông thường, GV đã mất một khoảng thời gian nhất định để ổnđịnh lớp, kiểm tra bài cũ và củng cố bài học nên chỉ còn khoảng 35 phút dànhcho việc lĩnh hội kiến thức mới Với khoảng thời gian này, GV phải đảm bảo

dạy cho HS một lượng không nhỏ kiến thức mới nên khó mà tổ chức cho HSthảo luận, liên hệ kiến thức vừa lĩnh hội với thực tế đời sống Nếu có, GV cũngchỉ có thể liệt kê các sự vật, hiện tượng liên quan mà không thể phân tích, giảithích các sự vật, hiện tượng một cách đầy đủ và sâu sắc được

Thứ ba, sự đầu tư về thời gian và công sức cho việc dạy học của GV chưa

cao, chưa tập trung GV ngoài nhiệm vụ dạy học còn làm nhiều công việc khác.Trong khi đó, giải BTĐT thường mất nhiều thời gian của giờ lên lớp và chấmBTĐT cũng mất nhiều thời gian vì câu trả lời của HS có thể không đơn trị Do

đó nếu yêu cầu HS giải BTĐT trực tiếp bằng lời thì sẽ rất mất thời gian của giờlên lớp Còn nếu yêu cầu HS giải BTĐT bằng văn bản viết thì sẽ mất nhiều thìgian chấm Đây là một khó khăn lớn đối với giáo viên khi sử dụng BTĐT Đặcbiệt, hầu như GV ít sử dụng BTĐT theo hướng trực quan trong dạy học Vật lí docòn ít coi trọng sử dụng phương tiện trực quan trong dạy học Vật lí Điều nàylàm cho HS khá thụ động trong việc lĩnh hội và vận dụng kiến thức Một số GVvẫn còn hạn chế về trình độ chuyên môn, kỹ thuật sử dụng phương tiện trựcquan nên đây cũng là nguyên nhân khiến họ ngại sử dụng BTĐT theo hướngtrực quan trong dạy học Vật lí

Thứ tư, việc kiểm tra - đánh giá trong dạy học hiện nay chưa thật hợp lí.

Qua quá trình tìm hiểu thực tế kiểm tra đánh giá ở trường THPT hiện nay,chúng tôi nhận thấy PP và hình thức kiểm tra đánh giá còn đơn điệu, toàn bộviệc đánh giá dựa vào điểm số Các BTĐT hầu như ít sử dụng trong nội dungcác bài kiểm tra ở nhiều trường phổ thông, trong khi đó các bài tập địnhlượng và các câu hỏi yêu cầu tái hiện lí thuyết lại được sử dụng nhiều

1.3.6 Những thuận lợi và khó khăn của việc xây dựng và sử dụng BTĐT theo hướng trực quan trong dạy học

* Những thuận lợi

- Chương trình và sách giáo khoa đã được đổi mới cả về nội dung, PPgiáo dục, khắc phục những mặt còn hạn chế của chương trình sách giáotrước đây, tăng cường tính thực tiễn, kỹ năng thực hành, năng lực tựhọc…

Nội dung chương trình được tinh giản thiết thực và cập nhật sự pháttriển khoa học - công nghệ, kinh tế xã hội, gắn bó với thực tiễn cuộc sống.Hình thức cung cấp tư liệu, thông tin được trình bày trong sách giáo khoa

đã được đổi mới theo hướng tích cực hoá HĐ nhận thức của HS, tránhđược cách liệt kê, mô tả kiến thức thuần tuý Sách giáo khoa hướng dẫn

HS biết cách giải quyết tình huống có vấn đề theo hướng tích cực hoá HĐcủa người học, tạo điều kiện để người học được suy nghĩ, làm việc thực

sự, hình thành cho họ PP tự học, tự nghiên cứu, tự giải quyết vấn đề đểchiếm lĩnh những tri thức Đây chính là yếu tố thuận lợi cơ bản, giúp GV

tổ chức dạy học theo hướng tích cực hoá HĐ nhận thức của HS

- Thông qua những đợt tập huấn về việc triển khai chương trình vàsách giáo khoa, bồi dưỡng thường xuyên, GV đã được trang bị cách thức

tổ chức dạy học theo hướng tích cực hoá HĐ nhận thức của HS Cácchương trình bồi dưỡng thường xuyên, triển khai chương trình và sáchgiáo khoa vào các dịp hè đã giúp cho nhiều GV nâng cao được trình độchuyên môn lẫn nghiệp vụ sư phạm Qua đó, nhiều GV đã có hiểu biết tốtcác PP dạy học tích cực, xây dựng được những phương án dạy học trong

đó có sử dụng các phương tiện trực quan hiện đại, các thiết bị dạy họchiện đại Nhờ đó, một số GV có điều kiện tổ chức tốt HĐ nhận thức của

HS trong dạy học cũng như tăng cường sử dụng BTĐT theo hướng trựcquan

- Các cấp quản lý giáo dục đã chú trọng đến việc đổi mới PP dạy họcnên đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất về cơ sở vật chất, thiết bị dạyhọc để GV có thể triển khai có hiệu quả các HĐ dạy học

Hiện nay, hầu hết các trường THPT rất quan tâm và chú trọng đến việcđổi mới PP dạy học Vì đây là một chủ trương quan trọng trong chiến lượcphát triển giáo dục của đất nước Do đó, nhiều trường THPT hiện nay đãđược đầu tư, nâng cấp, trang bị về cơ sở vật chất và thiết bị dạy học Nhờ

đó, GV có thể chủ động và tổ chức tốt các hình thức dạy học tích cực HS

được học tập trong điều kiện tốt nhất sẽ có điều kiện phát huy được tínhtích cực, chủ động, sáng tạo của mình

* Những khó khăn

Mặc dù có những thuận lợi như trên, việc khai thác và sử dụng BTĐTtheo hướng trực quan còn có những khó khăn cần phải được khắc phục

Đó là:

Thứ nhất, việc khai thác, xây dựng BTĐT theo hướng trực quan thường

mất nhiều thời gian và công sức của GV trong khi đó ở nhiều trườngTHPT, nhiều GV vẫn còn phải dạy tăng giờ ngoài số tiết qui định Kếtquả, nhiều GV không đủ thời giờ để đầu tư khai thác loại bài tập này đểtích cực hoá HĐ nhận thức của HS trong giờ học Vật lí

Thứ hai, do áp lực thi cử mà một bộ phận lớn HS hiện nay thiên về rèn

luyện giải các bài tập định lượng mà ít quan tâm đến các BTĐT, các bàitập liên quan đến việc giải thích hiện tượng trong đời sống và thực tiễn

Thứ ba, việc khai thác, xây dựng và sử dụng BTĐT theo hướng trực

quan đòi hỏi GV phải có trình độ tự học nhất định và khả năng sử dụngmột số phương tiện kỹ thuật như máy quay phim, máy chụp ảnh, máy vitính…Tuy nhiên khả năng sử dụng các phương tiện kỹ thuật cũng nhưmáy vi tính nhằm khai thác sử dụng BTĐT theo hướng trực quan của một

bộ phận lớn GV Vật lí THPT hiện nay nhất là những GV lớn tuổi cònnhiều hạn chế Do đó, việc đưa BTĐT theo hướng trực quan vào giờ họctương đối khó khăn

Kết luận chương 1 a.Sau khi nghiên cứu một số vấn đề cơ bản về việc tích cực hoá HĐ nhận

thức cho HS, chúng tôi nhận thấy việc tổ chức dạy học Vật lí theo hướng HĐ vàthông qua HĐ của HS là một trong những PP dạy học tích cực, theo đó, trongquá trình dạy học, HS phải chuyển từ vai trò người thu nhận thông tin sang vaitrò chủ động, tích cực tham gia tìm kiếm kiến thức Còn thầy giáo phải chuyển

từ vai trò người truyền thông tin sang vai trò là người thiết kế, tổ chức, giám sát,điều khiển, điều chỉnh HĐ nhận thức của người học để người học tự mình khámphá kiến thức mới

b.Trên cơ sở nghiên cứu về BTĐT, chúng tôi nhận thấy loại bài tập này có

những đặc điểm cơ bản như bài tập thường ngắn, nội dung phong phú và gắnchặt với thực tế đời sống, các hình thức thể hiện rất đa dạng, có thể tăng cườngtính trực quan cao

c Từ việc phân tích những đặc điểm của BTĐT, kết hợp với những kết luận

thu được về tiến trình dạy học theo các quan điểm dạy học hiện đại, chúng tôi đãlàm rõ vai trò của loại bài tập này đối với việc tích cực hoá HĐ nhận thức củaHS

d.Qua tìm hiểu, nghiên cứu thực trạng của các nhà giáo dục và qua điều tra

thực tế ở một số trường THPT của tỉnh Nghệ An, tôi thấy rằng việc sử dụngBTĐT theo hướng trực quan trong HĐ đổi mới PP dạy học ở các trường phổthông chưa được nhiều GV quan tâm Việc giải BTĐT còn sơ sài và chưa đượckhai thác, sử dụng có hiệu quả trong dạy học

e Trên cơ sở lí luận và thực tiễn, chúng tôi khẳng định:

- Việc sử dụng BTĐT theo hướng trực quan trong quá trình dạy học Vật lí sẽphát huy tính tích cực, tự giác, chủ động trong HĐ nhận thức của HS, nâng caokhả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn của HS, góp phần nâng cao chấtlượng dạy học Vật lí ở trường THPT

- Sử dụng BTĐT trong quá trình dạy học Vật lí là việc làm có cơ sở khoa học

và hết sức cần thiết trong việc tích cực hoá HĐ nhận thức của HS

Chương 2 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BTĐT THEO HƯỚNG TRỰC QUAN TRONG DẠY HỌC PHẦN

CƠ HỌC VẬT LÍ 10 NÂNG CAO THPT

2.1 MỘT SỐ BIÊN PHÁP SỬ DỤNG BTĐT THEO HƯỚNG TRỰC QUAN TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

2.1.1 Sử dụng BTĐT để nêu vấn đề học tập

Việc nghiên cứu một tài liệu mới thường được bắt đầu bằng việc nêu vấn đề.Vấn đề được nêu ra hợp lí sẽ làm cho mâu thuẫn khách quan được HS biếnthành mâu thuẫn chủ quan, họ chấp nhận như một vấn đề học tập mà họ cần giảiquyết và có thể giải quyết được với sự cố gắng hợp với khả năng của họ thì họ

sẽ lĩnh hội được tri thức mới và PP hành động mới Vấn đề đó gây ở HS lòngham muốn giải quyết được vấn đề, kích thích HS tư duy tích cực hướng vào việctiếp thu những kiến thức mới, kỹ năng, kỹ xảo mới [35]

Việc sử dụng BTĐT để tạo tình huống có vấn đề cũng phải được thực hiệnsao cho tình huống đặt ra phải bao hàm cái gì chưa biết đòi hỏi phải có sự tìmtòi, sáng tạo, có sự nhanh trí đáng kể của trí tuệ, phải có những dữ liệu làm cơ sởcho sự suy nghĩ, sự tìm tòi sáng tạo, phải thể hiện được tính mới lạ, tính khôngbình thường, tính độc đáo, nhằm kích thích sự hứng thú cà lòng khát khao tìmtòi của học sinh

Chỉ lựa chọn những bài tập và câu hỏi mà nội dung có chứa đựng mâu thuẫnnhận thức giữa cái đã biết và cái chưa biết, mâu thuẫn đó phải có tính vừa sức,gây cho học sinh hứng thú nhận thức và niềm tin có thể nhận thức được

Đặc biệt, các tình huống đưa ra rất dễ gây được sự kích thích và hứng thúhọc tập của học sinh nếu sử dụng các phương tiện trực quan như: Hình ảnh,video clip, đồ thị, thí nghiệm …làm cho học sinh dễ nhận diện được cái đã biết

và cái chưa biết trong các tình huống đặt ra, do huy động được nhiều giác quancùng tham gia vào quá trình quan sát, do sự tác động phù hợp với đặc điểm tâmsinh lý của lứa tuổi học sinh

2.1.2 Sử dụng BTĐT theo hướng trực quan hoá để hỗ trợ quá trình nghiên cứu giải quyết vấn đề

Giai đoạn này gồm hai khâu cơ bản là xây dựng giả thuyết và kiểm chứnggiả thuyết Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh tiến hành quan sát cáchiện tượng trong khuôn khổ của tình huống có vấn đề, từ đó vận dụng những trithức có sẵn để xây dựng giả thuyết, sau đó tìm phương tiện và cách thức giảiquyết vấn đề, kiểm chứng giả thuyết một cách hiệu quả nhất

Trong nhiều trường hợp, cùng một tình huống nhưng học sinh có thể đề ranhiều giả thuyết khác nhau, khi đó giáo viên cần hướng dẫn cho học sinh chọnlọc một cách có căn cứ và lựa chọn giả thuyết đáng tin cậy nhất Để giải quyếtvấn đề đã đặt ra giáo viên cần hướng dẫn học sinh thực hiện những thao tác tưduy phù hợp quy luật và phù hợp với đặc trưng của vật lý học Trong giai đoạnnày có thêt áp dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hoá như sau:

- Phân tích tình huống có vấn đề đặt ra ban đầu (một hiện tượng vật lý bị chiphối bởi nhiều nguyên nhân) thành các câu hỏi định tính nhỏ (hiện tượng vật líđơn gản chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân hay một định luật vật lý nhất định)theo trình tự diễn biến của hiện tượng Nhờ các bài tập định tính theo hướng trựcquan hoá, học sinh sẽ dễ dàng thực hiện các thao tác quan sát, mô tả, phân tích,

so sánh, tổng hợp, Để đi đến nhứng dự đoán cho từng giai đoạn diễn biến đó

Từ dó học sinh có thể lần lượt giải quyết từng câu hỏi nhỏ và cuối cùng tổnghợp lại có đáp số cho bài toán được đặt ra từ đầu

- Dùng các bài tập định đã được trực quan hoá và có nội dung sát với tìnhhuống đã nêu để định hướng cho học sinh cách nhận ra mâu thuẫn giữa cái đãbiết và cái cần tìm, trên cơ sở đó học sinh xây dựng giả thuyết hợp lý, đồng thờiqua các bài tập đó họ sẽ xây dựng được lập luận hợp lôgic và cách giải quyếtmâu thuẫn một cách đúng đắn

2.1.3 Sử dụng BTĐT làm cho HS bộc lộ quan niệm sai lệch

Theo nghiên cứu của nhiều nhà lí luận dạy học thì HS khi học Vật lí dokinh nghiệm đời sống đã có một số hiểu biết nhất định về các sự vật, hiệntượng và khái niệm của tự nhiên nói chung và của Vật lí nói riêng mà các em

sẽ được nghiên cứu trong giờ học Những hiểu biết đó người ta gọi là quan

niệm của HS [9] Phần lớn quan niệm của HS là sai lệch với bản chất Vật lí,

mặt khác, chúng có đặc điểm rất bền vững nên đa số quan niệm của HSthường gây ra những khó khăn trong việc dạy và học Vật lí ở trường THPT

Do vậy, để việc dạy Vật lí có hiệu quả, GV phải biết cách làm bộc lộ nhữngquan niệm có sẵn đó của HS Đó là cơ sở để thầy giáo xem xét và đề xuấtnhững biện pháp sư phạm thích hợp nhằm bổ sung, khắc phục chúng

Trong các giờ học Vật lí, GV có thể sử dụng các BTĐT, đặc biệt các BTĐT được thể hiện trực quan cho HS một cách khéo léo sẽ có tác dụng thôi thúc các

em mạnh dạn đưa ra lí giải của mình Bên cạnh đó, GV cần tạo một không khí dạy học thân thiện, cởi mở, khuyến khích để HS có cơ hội trao đổi, thảo luận, trình bày những ý kiến của mình

2.1.4 Sử dụng bài tập định tính theo hướng trực quan hoá trong giai đoạn củng cố vận dụng kiến thức

Trong giai đoạn củng cố vận dụng kiến thức, việc sử dụng các bài tập định tính là một trong những biện pháp mang lại hiệu quả cao nhất Các câu hỏi tập trung vào các dạng: giải thích hiện tượng, dự đoán hiện tượng và nêu phương án chế tạo thiết bị đơn giản đáp ứng yêu cầu của đời sống thực tế và sản xuất Tuỳ theo từng đối tượng học sinh mà các bài tập định tính và câu hỏi thực tế có thể vận dụng ở các mức độ sau:

- Mức độ 1: Dùng các bài tập định tính đơn giản, thuần tuý suy luận kiến thức mà chưa nhằm chú ý đến ý nghĩa của nó trong đời sống hàng ngày và trong sản xuất

- Mức độ 2: Dùng các bài tập định tính mà trong đó học sinh chỉ cần vận dụng định luật vật lý để làm sáng tỏ nguyên nhân của hiện tượng

- Mức độ 3: Dùng các bài tập định tính và câu hỏi ứng dụng đã được đơn giản hoá, trong đó học sinh có thể áp dụng một vài định luật vật lí để làm sáng tỏnguyên tắc cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của thiết bị kỷ thuật nào đó

- Mức độ 4: Dùng các bài tập định tính câu hỏi ứng dụng kỹ thuật, trong đó học sinh không chỉ ứng dụng các định luật vật lý mà còn phải vận dụng những hiểu biết, những kinh nghiệm về lĩnh vực khác của vật lý.

Ở tất cả các mức độ, việc trực quan hoá các bài tập định tính có tác dụng kích thích hứng thú học tập của học sinh và do đó góp phần giúp học sinh củng

cố kiến thức và kỹ năng mà mục tiêu bài học yêu cầu một cách hữu hiệu

Tuỳ theo từng đối tượng HS, các BTĐT có thể vận dụng ở các mức độ khác nhau Ở mức độ cao hơn, có thể dùng các BTĐT trong đó HS không chỉ áp dụng các định luật Vật lí mà phải vận dụng nhiều kiến thức khác nhau, những hiểu biết, kinh nghiệm về nhiều lĩnh vực khác để giải quyết Như vậy, thông qua các BTĐT, GV có dịp khắc sâu, mở rộng thêm kiến thức cho HS trong giai đoạn củng cố, vận dụng kiến thức

2.1.5 Sử dụng BTĐT trong giờ ngoại khoá

Đa số BTĐT đều rất gần gũi với đời sống xung quanh các em HS Việcgiải các BTĐT lại không cần thực hiện các phép tính phức tạp chỉ cầnthực hiện những phép suy luận lôgíc nên chỉ mất một thời gian ngắn đểgiải Những ưu điểm này cho phép chúng ta có thể sử dụng BTĐT trongcác giờ ngoại khoá Các HĐ trong giờ ngoại khoá có thể được tổ chứcdưới các hình thức như “Đố vui đề học”, “Câu lạc bộ Vật lí”, “Vật líquanh ta”, “Hái hoa dân chủ”…

Để tăng thêm ở HS hứng thú với môn Vật lí, tạo điều kiện phát triển

óc quan sát của HS, việc sử dụng các BTĐT thể hiện qua các hình ảnh,video clip sẽ rất thích hợp Các hoạt động trong giờ ngoại khoá cầnđược tổ chức sao cho giờ ngoại khoá vừa là giờ chơi lí thú nhưng cũngvừa là giờ học bổ ích cho các em vì các em vận dụng được kiến thức đãhọc để trả lời các câu hỏi

Vì vậy, cần tăng cường sử dụng BTĐT theo hướng trực quan trong các giờ ngoại khoá

2.1.6 Sử dụng BTĐT để tăng hiệu quả của việc sử dụng PPTN, PP dạy học nêu vấn đề - Ơrixtic trong dạy học Vật lí

a Sử dụng BTĐT hỗ trợ cho việc xây dựng mô hình - giả thuyết

Giai đoạn xây dựng mô hình - giả thuyết là giai đoạn quan trọng trong

PP TN vì giai đoạn này tri thức về hiện tượng nghiên cứu được xây dựng,nhưng là giai đoạn khó khăn vì ở đây, tư duy trực giác của HS đòi hỏi giữvai trò chủ yếu Tư duy trực giác yêu cầu huy động cả tư duy lôgic, sựkhái quát hoá các tri thức đã có lẫn khả năng quan sát tinh tế sự vật hiệntượng Việc sử dụng BTĐT theo hướng trực quan có tính chất hỗ trợ banđầu vì việc xây dựng mô hình- giả thuyết cần đến cả những dự đoán địnhlượng GV sử dụng BTĐT cùng với các câu hỏi gợi ý cho HS dự đoán vềnhững nguyên nhân chính, những mối quan hệ giữa đại lượng này và đạilượng kia tuân theo quy luật nào

b Sử dụng BTĐT hỗ trợ cho HS suy ra hệ quả lôgic

Để suy ra hệ quả lôgic, tư duy lôgic theo kiểu lập luận, suy diễn vàbiến đổi toán học dựa vào những tri thức đã biết hoàn toàn chiếm lĩnh.Một trong những yêu cầu cơ bản là hệ quả suy ra phải đơn giản, có thể đolường được trong thực tế Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, việc suy ra

hệ quả lôgic không thể thực hiện ngay được vì hiện tượng thực tế bị chiphối bởi nhiều yếu tố tác động Trong trường hợp đó, việc sử dụng cácBTĐT có ý nghĩa quan trọng trong việc định hướng tư duy trong cách suyluận của HS

c Sử dụng BTĐT hỗ trợ cho HS xây dựng các phương án thí nghiệm nhằm kiểm tra hệ quả lôgic

Để tích cực hoá HĐ nhận thức của HS, HS cần phải tự lực tìm kiếmcác thí nghiệm để xác nhận sự đúng đắn hay không của hệ quả lôgic mà

HS đã xây dựng chứ không phải dùng các thí nghiệm có sẵn

Thí nghiệm kiểm tra không phải lúc nào cũng là những thí nghiệm cósẵn trong phòng thí nghiệm mà có thể là những thí nghiệm đơn giản, được

làm từ những vật dụng thường có trong thực tế đời sống mà những thínghiệm này đôi khi mang lại hiệu quả rất cao trong dạy học vì chúngkhông quá phức tạp, dễ thực hiện và có tính trực quan cao Do đó, GV cóthể sử dụng các BTĐT sáng tạo để định hướng cho HS suy luận lôgic từcác bài tập này, từ đó xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra hệ quảlôgic.

2.2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH PHẦN CƠ HỌCLỚP 10- NÂNG CAO

2.2.1 Kiến thức cơ bản phần cơ học -vật lý 10 nâng cao THPT

Cơ học là một phần của vật lí học nghiên cứu hiện tượng chuyển động cơhọc của các vật Chuyển động cơ học của vật thể là sự thay đổi vị trí của nótrong không gian đối với các vật thể khác theo thời gian Cơ học phải trả lờiđược những vấn đề liên quan đến chuyển động của các vật

Chương trình cơ học vật lí 10 nâng cao được chia làm 5 phần Mỗi phần giảiquyết những nhiệm vụ nhận thức nhất định để đưa tới giải quyết bài toán cơ bảncủa cơ học Về cơ bản, cấu trúc phần cơ học lớp 10 nâng cao có thể biểu diễnbằng sơ đồ sau:

Vật CĐ như

thế nào?

Vì sao vật

CĐ như vậy?

Vì sao vật cân bằng?

Đại lượng nào bảo toàn?

Chất khí và chất lỏng cđ như thế nào?

Động học Động lực

Các định luật bảo

to n àn

Cơ học chất lưu

CƠ HỌC

Bài toán cơ bản của cơ học

Động học: Nội dung cơ bản là các khái niệm và đại lượng mô tả chuyểnđộng của một vật Động học nghiên cứu các dạng chuyển động cơ học bắt đầu từdạng đơn giản nhất là chuyển động thẳng đều đến phức tạp hơn là chuyển độngthẳng không đều bao gồm chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển động cong,chuyển động tròn, chuyển động biến đổi trên quỹ đạo cong, … Logic cơ bản khitrình bày phần động học là đi từ cái riêng, cái đơn giản đến cái tổng quát, phức

Động lực học: Nội dung cơ bản là ba định luật Niutơn, các khái niệm cơbản như: lực và khối lượng, các định luật riêng cho từng loại lực cơ học Cácđặc điểm của phần này là: Các định luật Niutơn là những nguyên lí lớn, nhữngnguyên lí này làm nền tảng cho việc tìm kiếm các định luật vật lí khác cũng nhưcho việc xây dựng và phát triển cơ học Với quan niệm đó, SGK trình bày bađịnh luật dưới dạng tiên đề chứ không phải bằng con đường qui nạp thựcnghiệm Lực và khối lượng là hai khái niệm cơ bản mà Niutơn đã sử dụng đểkhái quát hoá và định lượng những kết quả quan sát về hiện tượng tương tácgiữa các vật cũng như về chuyển động của chúng Hai khái niệm này được hìnhthành trong mối liên hệ chặt chẽ với ba định luật Niutơn Xét về mặt logic,không thể hình thành được khái niệm lực mà không cần đến khái niệm khốilượng, ngược lại cũng không thể hình thành khái niệm khối lượng mà bỏ quakhái niệm lực Do nhấn mạnh vai trò trực giác trong việc hình thành hai kháiniệm lực và khối lượng nên SGK trình bày cách hình thành hai khái niệm theohai giai đoạn: giai đoạn trực giác và giai đoạn logic

Tĩnh học: Là phần cơ học nghiên cứu sự cân bằng của các vật Các địnhluật Niutơn là cơ sở để xét điều kiện cân bằng của vật Trong trường phổ thôngkhông đề cập đến điều kiện cân bằng tổng quát của một vật rắn mà chỉ xét cáctrường hợp riêng bắt đầu từ đơn giản: điều kiện cân bằng của chất điểm chịu tácdụng của hai lực, ba lực, điều kiện cân bằng của vật rắn không có chuyển độngquay… đến phức tạp hơn là tìm điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cốđịnh, điều kiện cân bằng của vật rắn có mặt chân đế Theo quan niệm động lựchọc thì đứng yên chỉ là trường hợp đặc biệt của trạng thái cân bằng khi v = 0 Do

vậy có thể sử dụng các kiến thức của phần động lực học để nghiên cứu điều kiệncân bằng của vật rắn

Các định luật bảo toàn: Đây là phần tổng hợp của phần cơ học lớp 10, có sửdụng tất cả các kiến thức đã học ở ba phần trước đây và có một số khái niệmtrừu tượng như: động năng, năng lượng, động lượng, thế năng, công, công suất,

… Do đó, các định luật trong phần này có tính tổng quát rất cao vì chúng gắnvới tính chất không gian và thời gian.Nói chung, các bài toán cơ học đều có thểgiải bằng PP động lực học Nhưng trong thực tế, có rất nhiều bài toán quan trọnglại không cần phải tính toán chi tiết (hoặc không thể tính toán được vì quá phứctạp) mà chỉ cần xác định trạng thái cuối cùng của của chuyển động dựa vào cácđiều kiện ban đầu Do vậy, các định luật bảo toàn đã thực sự cung cấp thêm một

PP giải các bài toán cơ học rất hữu hiệu, bổ sung cho PP động lực học Các địnhluật bảo toàn không phụ thuộc vào vào quỹ đạo của các hạt và tính chất của cáclực tương tác Giải các bài toán cơ học bằng hai PP bao giờ cũng dẫn đến cùngmột kết quả, nhưng khi sử dụng các định luật bảo toàn trong một số bài tậpthường nhận được kết quả nhanh hơn

Cơ học chất lưu: Đây là chương cuối của phần cơ học lớp 10 nâng cao.Trong chương này chủ yếu là vận dụng một số định luật tổng quát của cơ họccho chất lỏng ở trạng thái đứng yên, sau đó là cho chất lỏng chuyển động Và cóthể áp dụng cho cả chuyển động của chất khí trong những điều kiện tương tự

2.2.2 Khai thác xây dựng hệ thống bài tập định tính theo hướng trực quan

2.2.2.1 Mục đích, yêu cầu

Việc xây dựng hệ thống BTĐT phần Cơ học nhằm làm phương tiện đểkích thích hứng thú học tập, phát huy tính tích cực nhận thức của HS.Thông qua việc giải các BTĐT, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vàothực tiễn cho HS Qua đó góp phần củng cố, khắc sâu, mở rộng, tổng hợpkiến thức cho HS nhằm nâng cao hiệu quả học tập của HS

Các BTĐT được xây dựng cần đảm bảo các yêu cầu sau: