Sử dụng lí thuyết phát triển bài tập vật lí nhằm tăng cường hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh

Bộ giáo dục và đào tạoTrờng đại học vinh ------nguyễn minh thu sử dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý nhằm tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh..

Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học vinh

- -nguyễn minh thu

sử dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý nhằm tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh

kiến thức kỹ năng của học sinh.

(vận dụng cho chơng “động lực học chất

Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn cùng các thầy, các cô giáo trong khoa, các thầy cô giáo ở nơi tôi công tác, cùng tập thể anh chị em học viên Cao học 14, những ngời

thân trong gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến giúp tôi hoàn thành luận văn này.

Luật giáo dục, điều 28.2 đã ghi “Đổi mới phơng pháp giáo dục phổ thôngphải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợpvới đặc điểm của từng lớp học, từng môn học; bồi dỡng phơng pháp tự học,khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thựctiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” Trong dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng, bài tập là một công

cụ quan trọng, hỗ trợ đắc lực cho việc củng cố tri thức, sáng tạo ra tri thứcmới, mở rộng kiến thức, rèn luyện tính tự lực của học sinh, bồi dỡng năng lực

t duy, năng lực giải quyết vấn đề, phơng pháp nghiên cứu khoa học cho họcsinh.

Thực tế dạy học ở trờng phổ thông hiện nay, nhiều giáo viên còn lúngtúng cha tìm ra đợc câu trả lời nên dạy học tiết bài tập vật lý nh thế nào để đạt

đợc hiệu quả cao nhất Thông thờng, trong giờ học bài tập giáo viên thờng đa

ra đề bài tập và học sinh chỉ giải những bài tập đó hoặc giáo viên giải mẫu họcsinh theo dõi và áp dụng để giải những bài tập tơng tự Nh vậy thì học sinh đãhọc tiết bài tập một cách rất thụ động, năng lực tự làm việc không cao, khôngphát huy đợc khả năng tự học, tự nghiên cứu của học sinh Tức đã là không

đáp ứng đợc yêu cầu của đổi mới giáo dục Do đó để đáp ứng đợc yêu cầu đổimới giáo dục đòi hỏi giáo viên phải làm thế nào để nâng cao chất lợng giờ họcbài tập, tạo hứng thú cho học sinh, kích thích đợc khả năng sáng tạo của họcsinh, thông qua một bài tập học sinh có thể nắm đợc nhiều bài tập nữa Làm đ-

ợc điều đó không những giúp học sinh nắm đợc kiến thức một cách chắc chắn,sâu sắc và chủ động mà còn có ý nghĩa rút ngắn thời gian nghiên cứu bài tập Trong vật lý cơ học là phần có vị trí đặc biệt trong chơng trình vật lýphổ thông vì các khái niệm, định luật là cơ sở để xây dựng kiến thức cơ bản ởcác phần khác của vật lý học Bài tập phần cơ học thì rất phong phú đa dạng,

từ một bài tập đơn giản giáo viên có thể phát triển thành nhiều dạng bài khácphức tạp hơn Nội dung kiến thức động lực học chất điểm có vị trí quan trọngtrong chơng trình cơ học

Với những lý do trên tôi chọn đề tài:

“Sử dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý nhằm tăng cờng hoạt động tự

chủ chiếm lĩnh kiến thứckỹ năng của học sinh Vận dụng cho chơng “

Động lực học chất điểm Vật lý 10 ch” ơng trình nâng cao ”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chơng “Động lực học chất điểm” theo

lý thuyết phát triển bài tập vật lý nhằm tăng cờng hoạt động tự chủ, chiếm lĩnhkiến thức kỹ năng của học sinh

3 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tợng :

- Quá trình dạy học ở chơng “Động lực học chất điểm” vật lý 10 nâng cao

- Lý thuyết phát triển bài tập vật lý

- Học sinh lớp 10 trờng THPT Nghi Lộc 1

3.2 Phạm vi

Chơng “ Động lực học chất điểm” Vật lý 10 chơng trình nâng cao.

4 Giả thuyết khoa học

- Dựa vào lý thuyết phát triển bài tập, có thể xây dựng đợc hệ thống bài tập

dùng cho dạy học chơng “Động lực học chất điểm” đảm bảo các yêu cầu

thực hiện mục tiêu kiến thức lý thuyết của chơng và rèn luyện kỹ năng giải bàitập

- Sử dụng lý thuyết phát triển trong tiết bài tập sẽ từng bớc đa học sinh vào

vị thế chủ động xây dựng và giải quyết nhiệm vụ học tập, từ đó góp phần tăngcờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu các chiến lợc dạy học và vai trò của học sinh

5.2 Tìm hiểu các biện pháp tăng cờng hoạt động t chủ chiếm lĩnh kỹ năng

kiến thức của học sinh

5.3 Tìm hiểu lý thuyết phát triển bài tập vật lý trong dạy học vật lý

5.4 Tìm hiểu mục tiêu, nội dung, cấu trúc chơng “Động lực học chất điểm”

Vật lý 10 chơng trình nâng cao

5.5 Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập vật lý ở một số trờng THPT trên địabàn tỉnh Nghệ An, đối chiếu với mục tiêu dạy học và đánh giá tính chủ động

tự lực của học sinh trong hoạt động giải bài tập vật lý

5.6 Xây dựng hệ thống bài tập chơng “Động lực học chất điểm” theo lý

thuyết phát triển bài tập, định hớng tăng cờng hoạt động tử chủ chiếm lĩnhkiến thức kỹ năng của học sinh

5.7 Thiết kế các bài học bài tập vật lý theo lý thuyết phát triển bài tập, định ớng tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh

h-5.8 Thực nghiệm s phạm để kiểm tra tính khả thi, hiệu quả của các bài họcthiết kế.

6 Phơng pháp nghiên cứu

6.1 Phơng pháp nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu tài liệu tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh tri thức kỹnăng của học sinh

- Nghiên cứu tài liệu về bài tập vật lý

- Nghiên cứu tài liệu chơng trình sách giáo khoa, sách bài tập và sáchtham khảo

6.2 Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Điều tra, thực trạng ở trờng THPT

- Soạn thảo tiến trình

- Thực nghiệm s phạm

- Xử lý kết quả bằng phơng pháp thống kê toán học

7 Đóng góp mới của đề tài

- Đa ra 5 bài tập của chơng dựa và 5 đơn vị kiến thức cơ bản trọng tâm

- Phát triển BTCB 1 và BTCB 5 theo 5 phơng án phát triển bài tập của lýthuyết phát triển bài tập

- Xây dựng hệ thống 31 bài tập chơng theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý,làm cơ sở để học sinh tự xây dựng bài tập trong quá trình học tập chơng

Chơng 1 Bài tập vật lý với việc tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh

1.1 Vai trò của học sinh trong các chiến lợc dạy học [13, 368]

Dạy học là một hoạt động phức tạp mà mục đích cuối cùng là biến những trithức, kinh nghiệm của loài ngời thành tri thức, kinh nghiệmcủa bản thân họcsinh, đồng thời phát triển ở họ những phẩm chất nhân cách của con ngời trongxã hội mới Quá trình dạy học là quá trình tác động qua lại giữa ba thành tố cơbản: giáo viên, học sinh, và nội dung môn học(tài liệu, phơng tiện) Muốn đạt

đợc mục đích dạy học, giáo viên cần lựa chọn một phơng pháp dạy phù hợp,

để lựa chọn đợc phơng pháp dạy học phù hợp với định hớng nghiên cứu, cầnnghiên cứu các chiến lợc dạy học đã và đang tồn tại trong thực tiễn dạy học

1.1.1 Chiến lợc giảng dạy truyền thông

ở đây chúng tôi muốn nói đến truyền thông qua phát thanh, vô tuyếntruyền hình, video Mục tiêu lớn nhất của chiến lợc này là để mang lại kinhnghiệm giáo dục mà không cần tổ chức thành lớp học Nó đặc biệt có ích đểphát triển, làm giàu kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo từ những tài liệu và nhữngngời trình bày đợc chuyên môn hoá Nó phù hợp với mọi lứa tuổi, mọi trình

độ, có thể áp dụng cho mọi môn khoa học xã hội, âm nhạc và khoa học tựnhiên Chiến lợc này đợc áp dụng rộng rãi trong giáo dục từ xa Sự bất lợi của

chiến lợc này là “từ xa”, là sự truyền thụ một chiều Học sinh là những ngời

tiếp thu thụ động, họ không có cơ hội để tơng tác với môi trờng, tiếp xúc vớigiáo viên để đàm thoại, hỏi đáp hay đề nghị giúp đỡ Ngoài ra giáo viên không

có đợc thông tin ngợc kịp thời từ phía học sinh để việc dạy có phù hợp với đốitợng ngời học hay không

1.1.2 Chiến lợc giảng dạy minh họa

Mục tiêu của chiến lợc này là cung cấp cho ngời học những kiến thức,kinh nghiệm mà nhân loại đã tích luỹ đợc dới dạng đầy đủ, hoàn chỉnh, giảithích cho ngời học ý nghĩa của những kiến thức, kinh nghiệm đó và minh hoạchúng bằng một số các ví dụ cụ thể Ngời học phải cố gắng tiếp thu nhữngkiến thức, kinh nghiệm đó để thuộc lòng, nhắc lại và sử dụng trong tình huống

điển hình đã đợc quy định, không cần biết những kiến thức, kinh nghiệm đó

đã đợc hình thành nh thế nào và sẽ còn phát triển nữa hay không

u điểm của chiến lợc này là có thể cung cấp cho ngời học một khối lợngkiến thức, kinh nghiệm lớn dới dạng đầy đủ, hiện đại Ngời dạy có đủ thờigian chuẩn bị, lựa chọn những thông tin chính xác để cung cấp cho học sinh.Những tài liệu giảng dạy theo chiến lợc này đợc bổ sung, sửa đổi qua nhiềulần, qua nhiều thế hệ trở nên rất phong phú đầy đủ Việc kiểm tra đánh giádựa trên những tài liệu chuẩn mực rõ ràng là dễ dàng cho cả giáo viên và họcsinh Chiến lợc này đợc dùng nhiều cho ngời lớn tuổi trong các môn học lýthuyết

Nhợc điểm lớn nhất của chiến lợc này là học sinh hoàn toàn ở thế thụ

động, nhiệm vụ chính của họ là tìm hiểu, ghi nhớ, nhắc lại, bắt chớc vàonhững tình huống điển hình đã biết Năng lực sáng tạo của học sinh không đợckhơi dậy, luyện tập và phát triển Thậm chí nhiều khi học sinh cảm thấy khoahọc là một lĩnh vực dành cho các thiên tài, còn đa số những ngời lao độngkhông thể với tới đợc, chỉ có chờ đợi để làm theo Chiến lợc này đặc biệt khókhăn khi muốn đáp ứng những yêu cầu khác nhau của cá nhân, muốn thựchiện phân hoá trong dạy học Do vậy chiến lợc này là không còn phù hợp vớithời đại ngày nay, khi mà sự hoà nhập với cộng đồng quốc tế đòi hỏi mỗi dântộc, mỗi quốc gia phải có những cách làm riêng phù hợp với hoàn cảnh địa ph-

ơng mình, đất nớc mình mà sáng tạo ra những giá trị tinh thần và vật chất mới

để trao đổi với các dân tộc, các quốc gia khác, thúc đẩy sự phát triển thịnh ợng chung

v-1.1.3 Chiến lợc biểu diễn

Mục tiêu lớn nhất của chiến lợc biểu diễn là khuyến khích sự tiếp thukiến thức, kỹ năng, hành vi thông qua quan sát và bắt chớc Đó là chiến lợctruyền thống có từ rất lâu, hiệu quả cao, đặc biệt đối với học sinh nhỏ tuổi hayyếu kém Nó đợc ứng dụng với một số biến đổi, cho tất cả các môn học ở mọitrình độ và cũng đợc áp dụng để phát triển kỹ năng suy nghĩ, giải quyết vấn

1.1 4 Chiến lợc đàm thoại gợi mở

Mục tiêu chính của chiến lợc này là giáo viên đối thoại trực tiếp với họcsinh, đa ra những câu hỏi để gợi ý học sinh suy nghĩ, có những hớng dẫn bổsung khi phát hiện ra chỗ sai lầm hay bế tắc của học sinh, dần dần từng bớc

đa học sinh đến kết luận cần thiết Theo chiến lợc này, giáo viên có thể theosát đợc những suy nghĩ và hành động của học sinh khi họ giải quyết nhiệm vụhọc tập, kịp thời gợi mở những định hớng cho học sinh tìm ra cách giải quyết

đúng đắn, đạt đợc những mục tiêu học tập

Nhợc điểm lớn nhất của chiến lợc này là giáo viên chỉ có thể đối thoại

đợc một số rất ít học sinh, còn các học sinh khác vẫn thụ động ngồi nghe, theodõi cuộc đàm thoại Mặt khác khi đối thoại trực tiếp với giáo viên theo mộtdàn ý do giáo viên định trớc học sinh không biết, không đợc chuẩn bị thìkhông tránh khỏi sự lúng túng của học sinh, dẫn đến rụt rè thiếu tự tin, nhất làkhi giáo viên cứ liên tiếp dồn dập đa ra những câu hỏi nh cỡng bức, dồn ép

học sinh đến chỗ bế tắc để bắt họ phải “suy nghĩ sáng tạo”.

Chiến lợc này đợc áp dụng có hiệu quả khi nghiên cứu lý thuyết phảithực hiện những lập luận phức tạp để đi đến kết luận

1.1.5 Chiến lợc chiếm lĩnh khái niệm

Chiến lợc chiếm lĩnh khái niệm có thể phát triển theo hai hớng: Diễndịch hay quy nạp Trong chiến lợc diễn dịch, giáo viên giới thiệu cho học sinhtrong lớp nhận biết khái niệm và minh hoạ nó bằng những ví dụ và phản ví dụ.

Sau đó những kiến thức về khái niệm này đợc học sinh áp dụng Trongchiến lợc quy nạp, giáo viên đa ra ví dụ và phản ví dụ về khái niệm và họcsinh thông qua một quá trình quan sát, thảo luận, nhận biết đợc khái niệm Sau

đó học sinh áp dụng những kiến thức và khái niệm

Mục đích chủ yếu của chiến lợc chiếm lĩnh khái niệm là giúp học sinhsắp xếp, phân loại thông tin và kinh nghiệm thành một hệ thống cơ bản có ýnghĩa Sự t duy dới dạng khái niệm giúp học sinh suy nghĩ có hiệu quả, nhanhchóng Dạy học khái niệm là một sản phẩm của công trình nghiên cứu saunăm 1960 về bản chất của sự suy nghĩ và sự học tập của nhà tâm lý học Ililda

Taba và Jerome Bruner Theo D Hamackek, nên hiểu khái niệm ở đây là “sự

tập hợp trong óc” của những sự kiện, những vật thể mà nhìn bên ngoài thì

chúng khác nhau Ví dụ: Quả táo, quả cam, quả nho, quả chuối… rất khác rất khác

nhau về hình dáng bên ngoài nhng có thể gộp lại dới dạng khái niệm “quả”.

Chỗ hạn chế lớn nhất của chiến lợc khái niệm là một chiến lợc quá trình và vìthế bị hạn chế trong việc áp dụng để chiếm lĩnh nội dung hoặc thông tinchuyên biệt cao Cũng khó tìm đợc những khái niệm trong chơng trình mônhọc phù hợp với dạng dạy học này

Sau đây là một số nguyên tắc chung cho việc thực hiện một bài họckhái niệm có kết quả:

- Khái niệm phải đáng đợc dạy, nó cần là khái niệm có ý nghĩa

- Nó phải có những đặc điểm rõ ràng

- Học sinh có những ví dụ và kinh nghiệm để liên kết lại trớc khi xử lývới dạng trừu tợng hơn của khái niệm

- Những ví dụ và phản ví dụ của khái niệm đợc trình bày và thảo luận

- Có môi trờng học tập tích cực

1.1.6 Chiến lợc bắt chớc (trò chơi bắt chớc)

Mục tiêu chính của chiến lợc bắt chớc là tái tạo lại càng gần càng tốtmột tình huống thật của đời sống hay một kinh nghiệm Theo chiến lợc nàyhọc sinh có thể học những nguyên tắc chuyên biệt, những khái niệm hoặcnhững kỹ năng suy nghĩ trong lĩnh vực nhận thức, rèn luyện thân thể hay thái

độ c xử Trò chơi bắt chớc đặc biệt thích hợp với khoa học xã hội, nghệ thuật

và hoạt động giải quyết vấn đề Hiện nay có rất nhiều trò chơi bắt chớc trênmáy vi tính

Chỗ bất lợi chính của trò chơi bắt chớc là chúng có thể bóp méo sự thật.Chúng cũng đòi hỏi sự cố gắng lớn và thời gian để chuẩn bị

1.1.7 Chiến lợc thảo luận nhóm

Mục tiêu chính của chiến lợc này là khuyến khích kỹ năng truyền đạt,trao đổi thông tin trong nhóm và trong lớp Nó cũng giúp động viên sự suynghĩ và quyết định cũng nh khuyến khích phân biệt những quan điểm, quanniệm Nó có vị trí trong mọi lĩnh vực học, đặc biệt thích hợp với những nghiêncứu xã hội, nghệ thuật, giải quyết vấn đề, tranh luận

Chỗ hạn chế lớn nhất của chiến lợc này là nó không thích hợp với họcsinh nhỏ vì đòi hỏi một trình độ lý luận nhất định Nó cũng phụ thuộc rấtnhiều vào thói quen của nhóm và không khí xã hội của lớp học Nếu học sinhkhông đợc luyện tập trong nhóm về kỹ thuật thoả luận thì chiến lợc này có thể

vấp phải sự thiếu cộng tác và thái độ “phá rối” Chỉ khi học sinh đợc luyện tập

trong nhóm thì bài học mới có thể tiến hành không cần sự cấu trúc cẩn thậncủa giáo viên

1.1.8 Chiến lợc hớng dẫn tìm tòi

Mục tiêu chính của chiến lợc này là học sinh phát triển kỹ năng giảiquyết vấn đề và nhấn mạnh rằng học sinh có thể học đợc kiểu học bằng cáchlàm Sự hớng dẫn tìm tòi cũng đặc biệt có hiệu quả khi giúp phát hiện sự thấuhiểu tốt hơn những t tởng và khái niệm Chiến lợc này có thể áp dụng cho họcsinh nhỏ tuổi nếu họ đợc cung cấp nhiều tài liệu cụ thể và có sự giúp đỡ củagiáo viên, nhng đặc biệt có lợi cho những học sinh lớn tuổi (ở bậc trung học vàtrên nữa) vì họ đã có khả năng lập luận ở một trình độ t duy trừu tợng cao hơn

Nó đặc biệt thích hợp với những môn học đòi hỏi sự học tập tích cực, sự pháttriển khái niệm và tìm tòi lời giải đáp cho vấn đề đặt ra Vì vậy nó có vai tròquan trọng trong dạy học các môn khoa học tự nhiên và khoa học xã hội.

Sự hạn chế lớn nhất của chiến lợc này là do nhấn mạnh vào quá trìnhhọc tập nên không thích hợp cho việc chuyển tải một số lợng lớn những sựkiện một cách ngắn gọn và có hiệu quả Thiếu sự hớng dẫn kịp thời của giaóviên, sự tìm tòi có thẻ mất nhiều thời gian đối với một học sinh và có khi cònsai lầm, không có giá trị

1.1.9 Chiến lợc học theo nhóm hợp tác nhỏ

Theo chiến lợc này học sinh làm việc theo nhóm nhỏ độc lập với giáoviên, trong khi đó giáo viên luôn mang đến cho nhóm sự lãnh đạo hay giúp

đỡ Đây là một hình thức dạy học toàn lớp và cá thể hoá Các nhóm nhỏ thờng

có từ 3 đến 8 học sinh Khái niệm học tập hợp tác gợi ý cho học sinh làm việccùng nhau, tơng tác và ràng buộc lẫn nhau và một hay một số học sinh giúp đỡnhững bạn cần hay yêu cầu sự giúp đỡ Sự phân chia nhiệm vụ và công việctrong nhóm thể hiện mức độ hợp tác trong học tập Nói cách khác, việc họctập hợp tác đòi hỏi học sinh làm việc và học tập với những nguyên liệu thu đ-

ợc từ các thành viên của nhóm

Chiến lợc này nhằm phát triển ở học sinh những kỹ năng nhận thức, kỹnăng giao tiếp xã hội, tích cực hoá hoạt động học tập của học sinh và tạo ra sựbình đẳng trong học tập

Sự hạn chế của chiến lợc này là ở chổ sự phân chia nhiệm vụ cho cácthành viên trong nhóm khá phức tạp do trình độ không đồng đều và cha cóthói quen hợp tác trong công việc Mặt khác, việc lựa chọn những vấn đề họctập thích hợp để giao cho các nhóm độc lập giải quyết cũng có nhiều khó khăn

do nội dung vấn đề, do trình độ học sinh và do phơng tiện hoạt động (tài liệu

tham khảo, dụng cụ thiết bị)

1.1.10 Chiến lợc nghiên cứu dựa theo sở thích học sinh

Trong chiến lợc này học sinh hoàn toàn chủ động chọn vấn đề mà họham thích, tự lực tiến hành nghiên cứu giải quyết vấn đề và trình bày kết quả

Đây thuộc loại chiến lợc lấy học sinh làm trung tâm theo nghĩa đầy đủ củathuật ngữ này Việc nghiên cứu có thể tiến hành hoàn toàn theo cá nhân hoặctheo nhóm nhỏ Các đề tài nghiên cứu có thể do học sinh tự đề xuất hoặc họlựa chọn trong số các đề tài do giáo viên giới thiệu.

Mục tiêu chính của chiến lợc này là phát huy cao độ tính tích cực, tự lựccủa học sinh, rèn luyện cho học sinh cách làm việc độc lập, phát triển t duysáng tạo, kỹ năng tổ chức công việc, trình bày kết quả

Sự hạn chế lớn nhất của chiến lợc này trớc hết là về mặt tổ chức, khó cóthể cá biệt hoá triệt để, làm cho tất cả các học sinh đều hứng thú với tất cả đềtài của chơng trình Vì tính chất tự lực, độc lập cao nên giáo viên khó theo dõi

đợc quá trình làm việc của học sinh và kết quả công việc để có thể kịp thờigiúp đỡ Chiến lợc này chỉ thích hợp với học sinh ở các lớp trên đã có ít nhiều

kỹ năng làm việc tự lực và có trình độ t duy tơng đối phát triển

Tóm lại: Sự phân tích sơ bộ trên cho thấy mỗi chiến lợc dạy học đều có những

u điểm và hạn chế nhất định, một mục đích dạy xác định, một nôi dung cụ thểtrong hoàn cảnh cụ thể, cần phải lựa chọn một chiến lợc cụ thể hoặc phối hợpnhiều chiến lợc mới có thể thành công trong dạy học

Trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc hiện nay, ngời tanhấn mạnh đến việc phát triển ở học sinh năng lực sáng tạo, năng lực giảiquyết vấn đề cho nên khuyến khích sử dụng các chiến lợc trong đó vai trò củahọc sinh đợc đề cao: học bằng hoạt động, thông qua hoạt động của chính bảnthân mình mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành năng lực và phẩm chất đạo

đức, còn giáo viên chủ yếu giữ vai trò ngời tổ chức, hớng dẫn, giúp đỡ tạo điềukiện tốt cho học sinh có thể thực hiện thành công hoạt động học tập Theo

đúng tinh thần nghị quyết Trung ơng 2, khoá VIII đã chỉ rõ: “Khắc phục lối

truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp t duy sáng tạo của ngời học, tờng

b-ớc áp dụng các phơng pháp tiên tiến và các phơng tiện hiện đại vào quá trình dạy học, bảo đảm điệu kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, nhất là sinh viên đại học ”

1.2 Hoạt động tự chủ, tích cực chiếm lĩnh tri thức kỹ năng của học sinh trong quá trình dạy học

Hiện nay việc đổi mới phơng pháp giảng dạy là mục tiêu chung của ngànhgiáo dục Dạy học theo hớng tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức

kỹ năng của học sinh là một trong nững nhiệm vụ quan trọng của ngời giáoviên, đó chính là yếu tố quan trọng nâng cao chất lợng dạy học Có nhiều biệnpháp trong dạy học để phát triển hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹnăng của học sinh, trong đó việc phát triển bài tập, yêu cầu học sinh tự đặt bàitập trong dạy học BTVL cũng là một biện pháp rất có hiệu quả Nếu làm đợc

nh vậy thì vai trò của ngời học sinh đợc đặt lên hàng đầu trong quá trình dạyhọc, học sinh vừa là đối tợng, vừa là chủ thể

1.2.1 Biểu hiện của tự chủ, tích cực

Tính tích cực của nhận thức là khái niệm biểu thị sự nổ lực của chủ thểkhi tơng tác với đối tựơng trong quá trình học tập, nghiên cứu, thể hiện sự nổlực hoạt động trí tuệ, sự huy động mức độ cao các chức năng tâm lý (nh hứngthú, chú ý, ý chí… rất khác) nhằm đạt đợc mục đích đặt ra với chất lợng cao

1.2.2 Các loại hoạt động, hành động tự chủ, tích cực chiếm lĩnh kiến thức

kỹ năng của học sinh trong quá trình dạy học

Trong quá trình dạy học, để phát hiện đợc học sinh có tích cực học tậphay không, ngời giáo viên vật lý cần dựa vào một số dấu hiệu sau:

- Các em có hăng hái tham gia vào mọi hình thức của hoạt động học tậphay không (thể hiện qua việc giơ tay phát biểu và xây dựng bài, ghi chép… rất khác)

- Có hoàn thành những nhiệm vụ đợc giao hay không? (Làm bài tập ở nhà,chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm trớc khi lên lớp hoặc tham gia tích cực vàoviệc tự làm dụng cụ thí nghiệm đơn giản… rất khác)

- Các em có chú ý, hứng thú học tập hay không? (hay vì một ngoại lực nào

đó mà phải học)

- Có ghi nhớ tốt những điều đã học không?

- Có hiểu bài học không? Có thể trình bày nội dung bài học theo ngôn ngữcủa riêng mình không?

- Có vận dụng đợc những kiến thức đã học vào thực tiễn không?

- Có đọc thêm tài liệu tham khảo cũng nh làm thêm các bài tập nâng caokiến thức khác không?

- Nội dung dạy học phải mới, cái mới ở đây không phải quá xa lạ với họcsinh, cái mới phải liên hệ và phát triển từ cái cũ Kiến thức phải có tính thựctiễn, gần gũi với sinh hoạt, với suy nghĩ hàng ngày, thoả mãn nhu cầu nhậnthức của học sinh

- Phải dùng các phơng pháp đa dạng: Nêu vấn đề, thí nghiệm, thực hành,

so sánh, grap hoá, làm việc độc lập và phối hợp chúng với nhau Kiến thứcphải đợc trình bày ở dạng động, phát triển và mâu thuẫn với nhau Những vấn

đề quan trọng, các hiện tợng then chốt có lúc diễn ra một cách đột ngột bấtngờ

- Sử dụng và phối hợp các phơng tiện dạy học, đặc biệt tổ chức cho giáoviên và học sinh làm đồ dùng học tập

- Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: Cá nhân, nhóm, tậpthể, tham quan, làm việc trong vờn trờng, trong phòng thí nghiệm, câu lạc bộ,ngoại khoá vật lý, trò chơi để học vật lý… rất khác

- Thầy giáo, bạn bè động viên, khen thởng khi học sinh có thành tích họctập tốt

- Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa thầy giáo và họcsinh

- Phát triển kinh nghiệm sống của học sinh trong học tập.

- Tạo tình huống có vấn đề cho mọi mục tiêu dạy học Dạy học giải quyếtvấn đề nh một chiến lợc dạy học xuyên suốt mọi hoạt động của giáo viên vàhọc sinh

- Đặc biệt trong dạy học vật lý muốn đạt hiệu quả cao trong các giờ học,ngời giáo viên cần phát huy tính tích cực của học sinh bằng:

+ Tạo nhu cầu hứng thú, kích thích tính tò mò, ham hiểu biết củahọc sinh

+ Xây dựng logic nội dung phù hợp với đối tợng học sinh

+ Tập duyệt để học sinh giải quyết vấn đề nhận thức theo phơngpháp nhận thức của vật lý

+ Rèn luyện cho học sinh kỹ năng thực hành thí nghiệm (bố trídụng cụ thí nghiệm, sử dụng dụng cụ đo, thực hiện các phép đo, kỹ nănglàm một số thí nghiệm đơn giản… rất khác), kỹ năng thu thập xử lý thông tin

+ Rèn luyện ngôn ngữ vật lý cho học sinh

Quá trình tích cực hoạt động nhận thức của học sinh sẽ góp phần làm cho mốiquan hệ giữa dạy và học, giữa thầy và trò ngày càng gắn bó và đạt hiệu quảcao hơn trong dạy học Tích cực hoá vừa là biện pháp gắn bó và đạt hiệu quảcao hơn trong dạy học, vừa góp phần rèn luyện cho học sinh phẩm chất tốt đẹpcủa ngời lao động mối: Tự chủ, năng động, sáng tạo [13, 145, 147]]

1.3 Bài tập vật lý với việc tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh

1.3.1 Bài tập vật lý và tác dụng của nó trong dạy học vật lý

BTVL đợc hiểu là một vấn đề đợc đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờnhững suy luận logic, những phép toán và những thí nghiệm dựa trên các địnhluật và phơng pháp vật lý Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi vấn đề xuất hiện donghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học sinh Sự tduy định hớng một cách tích cực luôn là việc BTVL [14]

1.3.1.1 Vai trò của bài tập vật lý

BTVL có vài trò vô cùng quan trọng, chúng đợc sử dụng trong DHVLvới những mục đích khác nhau:

- BTVL đợc sử dụng nh các phơng tiện nghiên cứu tài liệu mới, khi trang bịkiến thức mới cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thứcmới một cách sâu sắc và vững chắc

- BTVL là phơng tiện rèn luyện cho học sinh kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiếnthức, liên hệ lý thiết và thực tiễn, học tập với đời sống

- BTVL là một phơng tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tduy, bồi dỡng phơng pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh, bởi vì giảiBTVL là hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh Trong quá trình giảiBTVL học sinh phải phân tích điều kiện trong đề bài, tự xây dựng những lậpluận, thực hiện việc tính toán, khi cần thiết phải tiến hàng cả thí nghiệm, thựchiện các phép đo, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lợng để kiểm trakết luận của mình Trong điều kiện đó t duy lôgic, t duy sáng tạo của học sinh

1.3.1.2 Quá trình dạy học bài tập vật lý

Trong quá trình dạy BTVL để giúp học sinh có kỹ năng giải các BTVLcơ bản cũng nh phức tạp, thì việc hớng dẫn học sinh tìm ra phơng pháp giảitoán là hết sức quan trọng Tuỳ vào đối tợng học sinh, mức độ khó của bài tập,mục đính s phạm của của viẹc giải bài tập mà ngời giáo viên sử dụng các kiểu

định hứơng khác nhau cho phù hợp Có 3 kiểu hớng dẫn học sinh giải BTVL

nh sau:

a H ớng dẫn theo mẫu (hớng dẫn Algôrit)

Sự hớng dẫn hành động theo mẫu thờng đợc gọi là hớng dẫn Algôrit ở

đây hớng dẫn algôrit đợc dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành động hay mộtchơng trình hành động đợc xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ,chỉ cần thực hiện hành động theo trình tự mà quy tắc đã chỉ ra thì chắc chắn sẽ

đi đến kết quả

Hớng dẫn Algôrit là hớng dẫn chỉ rõ cho học sinh hành động cụ thể cầnthực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn.Những hành động này đợc coi là hành động sơ cấp phải đợc học sinh hiểu mộtcách đơn giản và học sinh là nắm vững

Kiểu hớng dẫn Algôrit không đòi hỏi học sinh tự mình tìm tòi xác địnhcác hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi họcsinh chấp hành các hành động mà giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ giải

đợc các bài tập đã cho Kiểu hớng dẫn Algôrit đòi hỏi giáo viên phải phân tíchmột cách khoa học việc giải bài toán để xác định một trình tự chính xác, chặtchẽ của các hành động cần thực hiện để giải bài toán Cần đảm bảo cho cáchành động đó là hành động sơ cấp đối với học sinh, nghĩa là kiểu hớng dẫnnày đòi hỏi phải xây dựng đợc Algôrit bài toán

Kiểu hớng dẫn Algôrit thờng đợc áp dụng khi cần dạy cho học sinh

ph-ơng pháp giải một bài tập điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kỹnăng giải một bài toán xác định Ngời ta xây dựng các Algôrit giải cho từngloại bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kỹ năng giải các bàitoán đó dựa trên việc làm cho học sinh đợc các Algôrit giải

Kiểu hớng dẫn Algôrit có u điểm là bảo đảm cho học sinh giải bài toán

đã cho một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài toáncủa học sinh có hiệu quả Tuy nhiên nếu chỉ hớng dẫn học sinh luôn luôn ápdụng kiểu Algôrit để giải bài toán thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành

động đã đợc chỉ dẫn theo mẫu đã có sẵn, do vậy ít có tác dụng rèn luyện họcsinh có khả năng tìm tòi, sáng tạo và sự phát triển t duy bị hạn chế

b H ớng dẫn tìm tòi

Hớng dẫn tìm tòi là kiểu hớng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinhsuy nghĩ,tìm tòi, phát hiện cách giải quyết vấn đề ở đây không phải là giáoviên chỉ dẫn cho học sinh chấp hành các hành động theo hớng đã có để đi đếnkết quả, mà giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác địnhcác hành động cần thực hiện để đạt kết quả.

Kiểu hớng dẫn tìm tòi đợc áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vợt quakhó khăn để giải quyết đợc bài toán, đồng thời vẫn đảm bảo đợc yêu cầu pháttriển t duy cho học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giảiquyết

Ưu điểm của kiểu hớng dẫn này là tránh đợc tình trạng giáo viên làmthay cho học sinh trong việc giải bài tập Nhng vì kiểu hớng dẫn này đòi hỏihọc sinh phải tự lực tìm cách giải quyết chứ không chỉ chấp hành theo mẫunhất định đã đợc chỉ ra nên không phải bao giờ cũng bảo đảm cho học sinhgiải đợc bài toán một cách chắc chắn Khó khăn của kiểu hớng dẫn này chính

là ở chổ hớng dẫn của giáo viên phải làm sao không đa học sinh đến chỗ thừa

Sự hớng dẫn nh vậy nhằm giúp học sinh trong việc định hớng suy nghĩ vàophạm vi cần tìm tòi, chứ không thể ghi nhận tái tạo cái có sẵn

c Định h ớng khái quát ch ơng trình hoá

Định hớng khái quát chơng trình hoá cũng là sự hớng dẫn cho học sinh

sự tìm tòi cách giải quyết vấn đề Nét đặc trng của kiểu hớng dẫn này là gioáviên hớng hoạt động t duy của học sinh theo đờng lối khái quát của việc giảiquyết vấn đề Sự định hớng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết vấn đềcủa học sinh Nếu học sinh không đáp ứng đợc thì sự giúp đỡ tiếp theo củagiáo viên là sự định hớng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bớc bằngcách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi tìm tòi, giải quyết cho vừasức với học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi giải quyếtthì sự hớng dẫn của giái viên trở thành hớng dẫn theo mẫu để đảm bảo chohọc sinh hoàn thành đợc yêu cầu một bớc, sau đó yêu cầu học sinh tự lực tìmtòi giải quyết bớc tiếp theo Nếu cần giáo viên giúp đỡ thêm cho đến khi giảiquyết xong vấn đề đặt ra Kiểu hớng dẫn này đợc áp dụng khi có có điều kiện

hớng dẫn tiến trình hoạt động giải bài toán của học sinh, nhằm giúp học sinh

tự giải đợc bài toán đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trongquá trình giải bài toán

Kiểu hớng dẫn này có u điểm kết hợp đợc việc thực hiện các yêu cầu:

- Rèn luyện t duy của học sinh trong quá trình giải toán

- Đảm bảo để học sinh giải đợc bài toán đã cho

Để làm tốt thì yêu cầu giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giải toán và

có sự điều chỉnh thích hợp với từng đối tợng học sinh

 Tóm lại: Trong ba kiểu hớng dẫn trên thì mỗi kiểu đều có u khuyết điểm

nhất định, tuy nhiên trong dạy học BTVL điều quan trọng ngời giáo viênphải biết phối hợp cả ba kiểu hớng dẫn đó sao cho có hiệu quả nhất

1.3.2 Sử dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý trong dạy học bài tập vật lý nhằm tăng cờng hoạt động tự chủ chiếm lĩnh kiến thức của học sinh

1.3.2.1 Lý thuyết phát triển bài tập vật lý [11, 138]

a Khái niệm phát triển bài tập vật lý

- BTCB: là bài tập mà khi giải chỉ sử dụng một đơn vị kiến thức cơ bản ( mộtkhái niệm hoặc một định luật vật lý), có sơ đồ cấu trúc nh sau:

Việc phát triển BTVL cần phải trải qua các hoạt động: Chọn BTCB, phân tíchcác cấu trúc của BTCB, mô hình hoá BTCB theo các phơng pháp khác nhau Chọn BTCB là hành động có tính quyết định cho việc củng cố kiến thức, kỹnăng nào? Hành động này bao gồm việc:

+ Xác định mục tiêu: cần củng cố kiến thức cơ bản nào? Nội dung của kiếnthức đó, phơng trình liên hệ các đại lợng, công thức biểu diễn

+ Chọn hoặc đặt đề bài tập

+ Xác định dữ kiện, ẩn số

+ Mô hình hoá đề bài và hớng giải

Từ BTCB, có thể phát triển thành những BTPH muôn hình muôn vẻ Về mặt lýluận có thể khái quát thành 5 hớng phát triển bài tập nh sau:

PA1: Hoán vị giả thuyết và kết luận của BTCB để đợc BTCB khác có độ khó

tơng đơng Sơ đồ 2

PA2: Phát triển giả thuyết BTCB:

Dữ kiện bài toán không liên hệ trục tiếp với ẩn số bằng phơng trình biểudiễn kiến thức cơ bản mà liên hệ gián tiếp thong qua cái cha biết trung giana,b nhờ phơng trình biểu diễn kiến thức cơ bản khác Phát triển giả thuyếtBTCB là thay giả thuyết của bài tập đó bằng một số BTCB khác buộc tìm các

đại lợng trung gian là cái cha biết liên hệ dữ kiện với ẩn số

f (a, b, c, x)

Giả thiết a, b, c

Cho a, b, x Cho a, c, x Cho b, c, x

Tìm c

Tìm a Tìm b

Kết luận x

BTCB cũ:

BTCB mới:

Sơ đồ 3

Mức độ phức tạp phụ thuộc vào số bài toán trung gian ( số cái cha biết) Tuỳthuộc vào đối tợng học sinh mà tăng hoặc giảm số bài toán trung gian

PA3: Phát triển kết luận BTCB:

Cái cần tìm (ẩn số) không liên hệ trực tiếp với dữ kiện bằng một kiến thứccơ bản mà thông qua các ẩn sổ trung gian Phát triển kết luận là thay kết luận

của BTCB bằng một số BTCB trung gian để tìm ẩn số trung gian X, Y liên kết dữ liệu a,b,c và các ẩn số x 1 , y 1

Sơ đồ 4: mô hình hoá phát triển kết luận

Mức độ phức tạp phụ thuộc só bài toán trung gian(số ẩn số trong bài toántrung gian)

PA 4: Đồng thời phát triển giả thuyết và kết luận của BTCB( kết hợp hớng 1

Sơ đồ 5: mô hình hoá vừa phát triển giả thuyết vừa phát triển kết luận

PA 5: Đồng thời phát triển giả thuyết, kết luận và hoán vị giả thuyết kết luận

(kết hợp cả 4 hớng trên)

1.3.2.2 Tại sao trong dạy học bài tập vật lý cần vận dụng lý thuyết phát triển bài tập?

Vai trò của bài tập vật lý trong dạy học vật lý là hết sức quan trọng, việc

sử dụng chúng trong giờ học lại càng quan trọng trong việc phát triển tính tíchcực nhận thức của học sinh

Để nâng cao hiệu quả của một giờ dạy BTVL và đặc điểm nâng caohiệu quả của BTVL vừa chữa, chúng ta không nên thảo mãn với việc tìm ra lờigiải và đáp số mà hãy nhìn nhận bài tập vừa chữa dới góc độ khác nhau, vớinhững lời giải khác nhau (nếu có), hãy xem xét ý nghĩa các số liệu, đối chiếuchúng với thực tế, rút ra những nhận xét bổ ích, chỉ ra đợc mấu chốt của từnglời giải, đâu là cái mới, cái cũ Nói cách khác, chúng ta phải mổ xẻ bài tậpvừa chữa cũng nh lời giải bài tập đó để tìm ra cái mới trong đó

Mặt khác, trong thực tế dạy học học sinh thờng gặp nhiều bài tập cùngdạng tuy chúng có thể khác nhau về cách diễn đạt nhng lại dùng những côngthức, kiến thức giống nhau để lập luận và tìm ra lời giải Nếu nh vậy thì sẽkhông hiệu quả khi chúng ta yêu cầu học sinh cứ giải hết bài tập này đến bàitập khác trong cùng một dạng, nó vừa mất thời gian dễ dẫn đến nhàm chán vàkhông phát huy đợc các đối tợng học sinh khá giỏi Chính vì vậy mà đối vớibài tập điển hình để chữa, sau đó thông qua bài tập điển hình nhận xét, đánhgiá chỉ ra lời giải cho các bài tập khác.

Trong tài liệu tham khảo học sinh thờng gặp các bài toán phức tạp màkhi giải chúng buộc các em phải chia thành các bài tập nhỏ để giải, đó là cácBTCB Việc chuyển BTPH thành các BTCB là công việc khó khăn nhất củahọc sinh vì các em khó phát hiện bài tập mình gặp bao gồm những BTCB nào.Thế thì chúng ta hãy xuất phát từ BTCB và biến nó thành BTPH (mở rộng bàitập) Nếu làm đợc điều này thì khi gặp những BTPH, các bài tập cùng dạngvới bài tập vừa chữa học sinh dễ dàng tìm ra lời giải Nói nh vậy có nghĩa làthông qua BTCB học sinh nắm đợc BTPH, thông qua lời giải BTCB học sinh

có lời giải BTPH

Phát triển BTCB thành BTPH làm cho học sinh không chỉ nắm đợc mộtbài tập mà thông qua đó nắm đợc nhiều bài tập nữa, học sinh không nhữngnắm kiến thức một cách chắc chắn và sâu sắc mà còn làm tăng sự hứng thú,năng lực làm việc độc lập, tích cực nhận thức của học sinh vì ở đây học sinhvừa cố gắng hoàn thành nhiệm vụ cho mình bằng cách tự đặt ra các đề bài tập.Lúc này giáo viên chỉ đóng vai trò làm trọng tài và cố vấn là chủ yếu

Tuy nhiên, trong các giờ dạy bài tập không nên phức tạp bài toán quánhiều và mất thời gian cho công việc này Chúng ta nên phân bố thời gian mộtcách hợp lý để hoàn thành nhiệm vụ chữa bài tập, đó là củng cố kiến thức cũ,giúp học sinh nắm kiến thức mới, phát triển năng lực làm việc độc lập, tíchcực nhận thức đồng thời giúp học sinh nắm bắt thêm những dạng toán tơng tự,những BTPH trên cơ sở những BTCB vừa chữa

1.3.2.3 Phát triển bài tập vật lý trong dạy học bài tập vật lý [11]

Việc phát triển bài tập phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Mục tiêu giáo dỡng: cần củng cố, khắc sâu kiến thức nào

- Nội dung kiến thức của bài tập

- Trình độ năng lực t duy, khả năng làm việc tích cực, độc lập của học sinh

và mục tiêu phát triển tơng ứng

-Thời gian tiết học

1.3.2.4 Quy trình xây dựng hệ thống bài tập vật lý (phát triển bài tập vật lý) trong dạy học vật lý

1 Giáo viên xác định hệ thống BTCB của chơng

- Xác định nội dung kiến thức cơ bản của chơng

- Các phơng trình biểu diễn

- Lựa chọn BTCB

- Mô hình hoá bài tập

2 Học sinh giải BTCB (tập dợt để hiểu rõ và ghi nhớ kiến thức cơ bản)

3 Giáo viên khái quát hoá phơng pháp giải BTCB và phân tích bài tập các dữ

kiện a,b,c liên hệ với x bằng những phơng trình kiến thức cơ bản là f(a,b,c,x)

= f Nắm đợc phơng trình này sẽ giải quyết đợc hàng loạt bài tập khác.

4 Giáo viên phát triển bài tập bằng cách hoán vị giả thuyết, kết luận để đợcBTCB có độ khó tơng đơng

5 Giáo viên yêu cầu học sinh phát triển bài tập theo hớng 1 (làm theo mẫu)bằng ngôn ngữ nói Điều này có tác dụng tốt trong việc học sinh nắm vữngkiến thức cơ bản và bồi dỡng năng lực diễn đạt băng ngôn ngữ nói cho họcsinh

6 Giáo viên phát triển BTCB theo hớng phát triển giả thuyết hoặc phát triển

kết luận, giáo viên có thể phân tích: nếu trong BTCB không cho a mà cho a 1 ,

a 2 , a 3 (a liên hệ với a 1 , a 2 , a 3 bằng kiến thức cơ bản mà học sinh đã học) thìcác em có giải đợc không? Từ đó em hãy đặt lại vấn đề bài tập đã cho các emhọc sinh khá có thể tham gia xây dựng bài tập mới

7 Giáo viên hớng dẫn phát triển bài tập theo cách phát triển đồng thời giảthuyết kết luận hoặc phát triển kết luận và hoán vị chúng ở giai đoạn này

tính tự lực của học sinh đã đợc nâng lên về chất: học sinh vừa là ngời đặt vấn

đề vừa là ngơi giải quyết vấn đề

Kết luận ch ơng 1

Phát triển bài tập vật lý vừa thực hiện tốt chức năng giáo dỡng (ôn tập,củng cố, hệ thống hoá kiến thức) vừa góp phần tăng cờng hoạt động tự chủchiếm lĩnh kiến thức kỹ năng của học sinh, vừa phát triển năng lực diễn đạtngôn ngữ của học sinh ở đây học sinh không còn thụ động tìm các đề bài đểgiải mà vai trò của họ còn lớn hơn đó là đặt các đề bài và hiển nhiên việc giảiquyết chúng nằm trong tầm tay của các em

Vậy thông qua việc phát triển bài tập vật lý không những kiến thức củahọc sinh đợc rèn luyện và nâng cao mà tính tích cực chủ động đề xuất các vấn

đề giải quyết cũng đợc nâng lên biến học thành tự học, hạn chế việc học sinh

đến các lớp học thêm, lò luyện thi

Chơng 2: xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chơng “Động lực học chất điểm” theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý

2.1 Mục tiêu dạy học nội dung chơng Động lực học chất điểm “ ”

2.1.1 Vị trí đặc điểm

a Vị trí

Trong chơng trình vật lý THPT phân ban chơng “Động lực học chất

điểm” đợc đa vào chơng trình vật lý 10 sau khi học chơng “Động học chất

điểm” Việc sắp xếp này là rất hợp lý, thuận lợi cho giáo viên và cả học sinh

vì các em đã đợc học các khái niệm chuyển động cơ học, các loại chuyển

động cơ học trong chơng 1 Sang chơng này học sinh sẽ biết đợc nguyên nhângây ra chuyển động của vật đó là do lực,và một số lực cơ học thờng gặp

Chơng “Động lực học chất điểm” nói riêng và phần cơ học lớp 10 nói

chung là nền tảng để học sinh đến với chơng “Động lực học vật rắn” và chơng

“Dao động cơ” ở chơng trình vật lý 12 Sự sắp xếp này có tính kế thừa, phùhợp với lôgic nội dung của chơng trình

b Đặc điểm

Chơng “Động lực học chất điểm” đợc SGK vật lý lớp 10 nâng cao xây

dựng trên nguyên tắc kế thừa những kiến thức mà HS đã đợc học ở THCS; bổsung, mở rộng và nâng cao kiến thức bằng cách tìm hiểu đầy đủ, sâu sắc hơn

về các khái niệm, hiện tợng vật lý trên cả hai mặt định tính và định lợng Dùng

TN để tìm ra biểu thức cho khái niệm, định luật có thể lợng hoá đợc nên

ch-ơng trình mang tính hệ thống, lôgic, kiến thức trớc là nền tảng cho kiến thứcsau

Đầu tiên sách giáo khoa trình bày phép tổng hợp và phân tích lực trongmối quan hệ của chúng với nhau Thông qua các thí nghiệm đợc tiến hành ởlớp để xây dựng phép tổng hợp lực:

+ Khẳng định tích chất vectơ của lực

+ Hình thành qui tắc hình bình hành lực

Tiếp theo ôn tập lại khái niệm lực và lực cân bằng mà HS đã đợc học ởTHCS Tuy nhiên nội dung này đã đợc mở rộng và nâng cao đảm bảo tính đầy

- Định luật II, III Niutơn đợc đa ra dới hình thức thông báo (không đặtnặng vấn đề xác định định luật nh SGK cũ) trên cở sở dựa vào vốn kiến thức

và kinh nghiệm của ngời học

- Từ khái niệm quán tính và định luật II Niutơn hớng dẫn tìm ra địnhnghĩa khối lợng, trọng lực và trọng lợng

- Từ định luật III xây dựng các khái niệm lực và phản lực với đầy đủ ýnghĩa và đặc điểm của nó

Sau khi đã trình bày các định luật Niutơn thì vận dụng các định luật đểtìm hiểu các lực cơ học

- Với cách xây dựng nh các định luật Niutơn thì khái niệm lực hấp dẫn và

định luật vạn vật hấp dẫn cũng dùng hình thức thông báo, coi nó nh định luậtthực nghiệm

- Lực đàn hồi và định luật Húc đợc xây dựng từ vốn kinh nghiệm trong

đời sống kết hợp với phơng pháp TN để xây dựng định luật

- Lực ma sát đợc hình thành kế thừa những hiểu biết của HS ở THCS vàvốn kinh nghiệm thực tiễn của HS

- Lực hớng tâm đợc tiếp cận giống nh SGK cũ trên cơ sở HS đã có kiếnthức về chuyển động tròn đều, gia tốc hớng tâm và định luật II Niutơn

- Các định luật Niu-tơn đợc nghiệm đúng ttong hệ quy chiếu quán tính.trong nhiều bài toán, ta đã coi một cách gần đúng hệ quy chiếu gắn với mặt

đất là hệ quy chiếu quán tính Trong hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc sovới mặt đất các định luật Niu-tơn vẫn đúng lúc này vật nh chịu thêm một lực

gọi là lực quán tính.

Nhìn chung kiến thức của chơng đợc hình thành từ sự kế thừa kiến thức

HS đã học THCS và vốn kiến thức trong thực tiễn đời sống, đồng thời cónhững thí nghiệm đơn giản trên lớp và có kết hợp kiến thức thông báo Từ đó

GV chỉ đóng vai trò trợ giúp (khi cần thiết) để HS hình thành kiến thức mới

Tóm lại: SGK vật lí lớp 10 và nội dung chơng trình chơng “Động lực học

chất điểm” cơ bản đã tạo ra các điều kiện để GV tiến hành tổ chức các tiết

học với việc hớng các hoạt động dạy học vào HS, phát huy tính tích cực, chủ

động và sáng tạo của HS trong học tập Tuy nhiên, đối với GV cần phải tiếpcận đổi mới PPDH để đạt đợc các mục tiêu đã đợc xác định

Do vậy chơng “Động lực học chất điểm” có vị trí hết sức quan trọng

trong chơng trình vật lý phổ thông nói chung

2.1.2 Mục tiêu dạy học chơng Động lực học chất điểm“ ”

Mục tiêu dạy học đợc trình bày trong “chuẩn kiến thức kỹ năng” của chơng

trình [2]

a) Kiến thức :

- Phát biểu đợc định nghĩa của lực và nêu đợc lực là đại lợng véc tơ

- Phát biểu đợc quy tắc tổng hợp các lực tác dụng lên một chất điểm vàphân tích một lực thành hai lực theo các phơng xác định

- Nêu đợc khái niệm quán tính của vật và kể đợc một số ví dụ về quántính

- Phát biểu đợc định luật I Niu-tơn

- Phát biểu đợc định luật vạn vật hấp dẫn, viết đợc hệ thức của định luậtnày

- Nêu đợc ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm của lực đàn hồi của

lò xo (điểm đặt, phơng, chiều)

- Phát biểu đợc định luật Húc và viết hệ thức của định luật này đối với

độ biến dạng của lò xo

- Nêu đợc đặc điểm ma sát trợt, ma sát nghỉ và ma sát lăn Viết đợccông thức tính lực ma sát nghỉ cực đại và lực ma sát trợt

- Nêu đợc mối quan hệ giữa lực, khối lợng và gia tốc đợc thể hiện trong

định luật II Niu-tơn nh thế nào và viết đợc hệ thức của định luật này

- Nêu đợc gia tốc rơi tự do là do tác dụng của trọng lực và viết đợc hệthức P  m g

- Nêu đợc khái niệm khối lợng là số đo mức quán tính của vật

- Phát biểu đợc định luật III Niu-tơn và viết đợc hệ thức của định luậtnày

- Nêu đợc các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng

- Nêu đợc lực hớng tâm trong chuyển động tròn đều là tổng hợp các lực

b) Kĩ năng:

- Vận dụng đợc định luật Húc để giải đợc bài tập về sự biến dạng của lòxo

- Vận dụng đợc công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập

- Vận dụng đợc công thức của lực ma sát để giải các bài tập

- Biểu diễn đợc các véc tơ lực và phản lực trong một số ví dụ cụ thể

- Vận dụng đợc các định luật I, II, III Niu-tơn để giải đợc các bài toán

đối với một vật, đối với hệ hai vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang,nằm nghiêng

- Vận dụng đợc mối quan hệ giữa khối lợng và mức quán tính của vật

để giải thích một số hiện tợng thờng gặp trong đời sống và kỹ thuật

- Vận dụng quy tắc tổng hợp lực và phân tích lực để giải bài tập đối vớivật chịu tác dụng của ba lực đồng quy

- Giải đợc bài toán về chuyển động của vật ném ngang, ném xiên

- Giải đựơc bài tập về sự tăng, giảm và mất trọng lơng của vật

- Xác định đợc lực hớng tâm và giải đợc bài toán về chuyển động tròn

- Giải thích đợc các hiện tợng liên quan đến lực quán tính li tâm.

- Xác định đợc hệ số ma sát trợt bằng thí nghiệm

c) Thái độ:

- Có lòng yêu thích khoa học, kích thích tính tò mò giải quyết những vấn

đề về nguyên nhân gây ra chuyển động

 Có ý thức chủ động, xây dựng và nắm bắt nội dung kiến thức mới, có

tinh thần hợp tác trong việc học tập môn vật lý nói chung và chơng “Động lực

học chất điểm” nói riêng.

 Có ý thức vận dụng những hiểu biết chơng “Động lực học chất điểm”

vào đời sống thực tiễn nhằm giải thích các các hiện tợng vật lý liên quan, tạonên tích trung thực, nghiêm túc, thận trọng trong khoa học

2.1.3 Nội dung dạy học chơng Động lực học chất điểm “ ” [3]

Phần này trình bày 3 định luật Niutơn, sau khi trình bày quy tắc về phéptổng hợp và phân tích lực Ba định luật Niutơn là cơ sở của toàn bộ cơ học, làkết quả của hàng loạt quan sát và t duy khái quát hoá Vì vậy SGK không đa

ra 3 định luật này bằng con đờng quy nạp thực nghiệm ở mỗi định luật, sáchnêu lên những hiện tợng có tính chất gợi mở để dẫn tới định luật, sau đó dùngthí nghiệm để minh hoạ hoặc kiểm chứng Hai khái niệm rất cơ bản đợc đềcập đến ở phần này là lực và khối lợng đã đợc học ở cấp THCS nhng đợc hoànthiện hơn đó là biết đợc mối quan hệ giữa khối lợng và quán tính, thớc đo địnhlợng và định nghĩa chính thức đơn vị Niutơn Ngoài ra phần này còn nghiêncứu về các loại lực cơ học (lực đàn hồi, lực hấp dẫn, lực ma sát) các kết luận

về đặc điểm của các lực (phơng, chiều và độ lớn) đều rút ra bằng con đờngquy nạp thực nghiệm Riêng bài lực hấp dẫn không thể là những thí nghiệmnhng bằng những quan sát thực nghiệm Niutơn đã dẫn tới định luật này.Trong phần này SGK lớp 10 ban KHTN đa thêm vào khái niệm lực quán tính(SGK10 CCGD không có) nhằm áp dụng các định luật Niutơn trong hệ quychiếu phi quán tính Có thể trực quan hoá logic xây dựng các đơn vị kiến thứccơ bản của chơng bằng sơ đồ:

Sơ đồ 6: Sơ đồ lôgic phần Động lực học

2.2 Cơ sở thực tiễn xây dựng hệ thống bài tập chơng Động lực học“

chất điểm”

2.2.1 Thực trạng tài liệu về bài tập vật lý

Hiện nay tài liệu về bài tập vật lý rất phong phú và đa dạng Có rất

nhiều sách của nhiều tác giả đợc nhiều nhà xuất bản đa ra ví dụ nh: (Hớng

dẫn làm bài tập và ôn tập vật lý 10 nâng cao Phạm Quý T- Lơng Tất Đạt- Lê

Chân Hùng- Bùi Trọng Tuân- Lê Trọng Tờng- NXB Giáo dục 2008); Hớng

dẫn giải bài tập và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 10 nâng cao (Bùi quang

Hân-Nguyễn Duy Hiền- Hân-Nguyễn Tuyến- NXB Giáo dục 2008; Luyện giải bài tập

Vật Lý Nguyễn Thế Phơng ) Về nội dung, phần lớn các sách có nội dung

hay, bài tập đa dạng, có cả bài tập định tính lẫn bài tập định lợng Bài tập địnhtính bao gồm những câu hỏi yêu cầu giải thích các hiện tợng vật lý trong tựnhiên, các câu hỏi trắc nghiệm Bài tập định tính giúp học sinh nắm vững lýthuyết, ứng dụng các kiến thức đã học vào thực tiễn từ đó tạo nên hứng thútrong học tập vật lý Bài tập định lợng bao gồm các bài tập yêu cầu học sinh sửdụng các kiến thức vật lý cùng các công cụ toán học để giải các bài tập Đây

là dạng bài tập chủ yếu đợc rất nhiều sách giới thiệu nó giúp kích thích khảnăng sáng tạo của học sinh Bên cạnh đó còn có bài tập thí nghiệm là dạng bàitập yêu cầu học sinh bớc đầu thiết kế ra các thiết bị thí nghiệm Về hình thức

sách đợc các tác giả viết gắn gọn súc tích, bài tập lựa chọn kỹ càng, trình bày

đẹp

Các giáo viên khi lên lớp thờng sử dụng bài tập trong sách giáo khoa vật

lý 10 nâng cao, sách bài tập vật lý 10 nâng cao Ngoài ra còn sử dụng bài tập

trong sách “Giải toán và trắc nghiệm vật lý 10”, sách “Hớng dẫn làm bài tập

và ôn tập vật lý 10 nâng cao”… rất khác Sách do nhà xuất bản Giáo Dục, nhà xuất bản Đà Nẵng, Nhà xuất bản Hà Nội phát hành

Nhìn chung tài liệu về bài tập dùng cho chơng “Động lực học chất

điểm” rất phong phú, đáp ứng nhu cầu nghiên cứu và học tập của giáo viên và

học sinh Tuy vậy nội dung bài tập trong các sách tham khảo thờng đợc biêntập theo chủ đề, không theo định hớng phát triển bài tập Vì vậy khi giảng dạygiáo viên khi sử dụng sách để ra bài tập nên đọc kỹ đề để có những sử điềuchỉnh cần thiết phù hợp với phơng pháp dạy học bài tập theo hớng phát triểnbài tập

2.2.2 Thực trạng dạy và học bài tập vật lý

Hầu hết các giáo viên đều cho rằng bài tập phần cơ học lớp 10 nói

chung và bài tập chơng “Động lực học chất điểm” là rất quan trọng, đóng vai

trò nền tảng cho chơng trình vật lý phổ thông Các giáo viên khi dạy thờng utiên các bài tập định lợng và xem nhẹ bài tập định tính, bài tập đồ thị và bàitập thí nghiệm Hầu hết các tiết dạy giáo viên thờng đa ra các bài tập mẫu chohọc sinh làm sau đó chữa, học sinh xem bài mẫu rồi giải các bài tập tơng tự

Đây cũng là một cách dạy tốt, trong giờ dạy giáo viên có thể dạy đợc nhiềudạng bài tập nhng với cách dạy này không kích thích đợc khả năng sáng tạocủa học sinh, tạo cho học sinh cách học thụ động

Số lợng giáo viên tự biên soạn bài tập để phục vụ cho dạy học vật lý làrất ít, hầu hết các giáo viên thờng lấy các bài tập trong các sách giáo khoa,sách bài tập, sách tham khảo Nếu có thể tự biên soạn thì thờng thay đổi sốliệu của các bài tập trong tài liệu Một vài giáo viên đã yêu cầu học sinh tự đặtbài tập vật lý để giải trong dạy học vật lý nhng công việc này không thờngxuyên Một số giáo viên cũng đã ứng dụng lý thuyết phát triển bài tập để phát

triển bài tập khi dạy tiết bài tập vật lý trong một số chơng nhng cha ứng dụng

cho chơng “Động lực học chất điểm”.

Nói chung phơng pháp dạy học bài tập vật lý của giáo viên phổ thôngcha thật tốt, chất lợng dạy học tiết bài tập còn thấp Nhiều tiết dạy bài tập chathu hút đợc hết học sinh trong lớp tham gia, nhất là học sinh các lớp trungbình

Việc học sinh học bài tập vật lý ở trên lớp, ở trờng trung học phổ thôngcòn rất thụ động Chỉ một số em khá giỏi mới say mê tìm tòi để giải các bàitập của giáo viên đa ra và đọc thêm các sách tham khảo, còn lại đa số là chờgiáo viên giải rồi chép vào vở để làm theo Nhiều học sinh giải bài tập màkhông hiểu bản chất vật lý, chỉ áp dụng công thức suy ra kết quả Hầu hết cáchọc sinh cha tự đặt đợc bài tập vật lý cho mình để tự giải kể cả học sinh khá

Nh vậy chúng tôi thấy việc dạy học BTVL chơng “Động lực học chất

điểm” hiện nay ở các trờng phổ thông hầu nh cha sử dụng phơng pháp dạy

học hiện đại mà còn sử dụng phơng pháp dạy học truyền thống, cha lấy họcsinh làm trung tâm trong các hoạt động nhận thức Do đó cha đáp ứng đợc cácmục tiêu khi dạy học bài tập vật lý và cha phát huy đợc tính tích cực, tự lựccủa học sinh

Để khắc phục tình trạng đó theo chúng tôi nghĩ cần xây dựng đợc một

hệ thống BTCB trong chơng “Động lực học chất điểm” và phát triển nó thành

các BTPH, từ đó vận dụng phơng pháp dạy học sinh đáp ứng đợc nục tiêu dạyhọc trong nhà trờng phổ thông hiện nay

2.3 Xây dựng hệ thống bài tập vật lý chơng Động lực học chất“

điểm theo h” ớng phát triển bài tập

2.3.1 Lựa chọn bài tập cơ bản chơng Động lực học chất điểm“ ”

a) Cơ sở lựa chọn BTCB

Ta đã biết BTCB là bài tập mà để tìm lời giải chỉ cần xác lập mối quan hệ giữacái đã cho và cái cần tìm dựa vào một kiến thức mới học Về nguyên tắc các

bài toán cơ bản trong chơng “Động lực học chất điểm” phải chứa đựng hết

các yêu cầu ôn luyện việc sử dụng các công thức cơ bản sau:

r

m m G

2

2 0 max 

Do đó ta có thể xây dựng các kiểu BTCB cho chơng “Động lực học chất điểm”

nh sau :

b) Lựa chọn bài tập cơ bản ch ơng Động lực học chất điểm“ ”

BTCB 1: Xác định lực tác dụng vào vật.

Tóm tắt:

Bài tập 1: Một ôtô khối lợng 15 tấn đang chuyển động thì đột ngột hãm phanh

chuyển động chậm dần đều với gia tốc a = 2,25m/s 2 Tính lực hãm?

Giải : áp dụng định luật vạn vật hấp dẫn ta có:

Lực hấp dẫn giữa hai tàu thuỷ là: 2

2 7 11 2

2 1

1000

) 10 5 ( 10 67 ,

) ( 10 68 , 16 10

10 10 25

Bµi tËp 5: Mét con ngùa kÐo mét chiÕc xe cã khèi lîng m = 1.200kg,xe l¨n

kh«ng trît trªn mÆt ph¼ng n»m ngang HÖ sè ma s¸t gi÷a hai b¸nh xe =

v o = 10m/s Lấy g= 10m/s 2 Xác định độ cao cực đại mà vật đạt đợc.

10 2







Nhận xét : Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy BTCB1 có kiến

thức tổng quát cho cả chơng Khi phát triển BTCB1 ta sẽ lần lợt phát triển đợcBTCB2, BTCB3, BTCB4 Ta có thể biểu diễn sự phụ thuộc kiến thức cơ bảncủa BTCB1 với kiến thức sử dụng trong BTCB2, BTCB3, BTCB4 bằng sơ đồ:

PA1: Đối với bài tập này thì ta có thể hoán vị giả thiết và kết luận bằng cách:

Việc làm này giúp học sinh ôn luyện kiến thức

Ví dụ 1.1 Một ôtô có khối lợng 2 tấn, khởi hành với gia tốc a = 0,3m/s 2

F

Các

đại l ợng

động học:

s, v,t a

Xác định lực tác dụng vào ôtô.

Giải: Lực tác dụng vào ôtô: F = m.a = 2 103 0,3 = 600 (N).

PA2: Đối với bài tập 1 ta có thể cho a, m một cách gián tiếp thông qua các đại

lợng trung gian Ví dụ nh cho gia tốc a qua quãng đờng đi đợc S và vận tốc v

của chất điểm

Ta cũng có thể cho gia tốc của vật thông qua thời gian chuyển động của xe

nh sau:

Ví dụ 1.2 Một môtô có khối lợng 100kg đang chạy với vận tốc 72km/h Muốn

dừng lại trong 10s thì phải dùng một lực hãm là bao nhiêu?

Dấu trừ (-) cho ta biết lực này là lực hãm, lực hãm luôn ngợc chiều chuyển

động của chất điểm

Ví dụ 1.3 : Một xe tải kéo 1 ôtô con chuyển động với gia tốc a 32m/s2, ôtô

có khối lợng 2 tấn Dùng một dây cáp có độ cứng K 2.103N/m để kéo Hỏilực kéo, độ dãn của dây cáp nối 2 xe bằng bao nhiêu?

F 

Cho

+ Lực gây ra gia tốc cho ôtô con là lực kéo áp dụng định luật II Niutơn

m l

K

F l F l K F

K K

dh

32 0 10

2 , 3

10 2 640

Ví dụ 1.4 : (Phát triển bài tập 1.3)

Một xe tải kéo một ôtô con bắt đầu chuyển động nhanh dần đều Trong 50giây đầu tiên đi đợc 400m Ôtô con có khối lợng 2 tấn Hãy tính lực kéo của

xe tải và độ dãn của dây cáp nối 2 xe, biết độ cứng của dây cáp là 2.106N/m,

2

t

s a

Sau đó giải tơng tự nh bài giải trong ví dụ 3.3

Ta cũng có thể áp dụng các kiến thức khác đã học trong chơng để giải các bàtập

Ví dụ 1.5 Một tên lửa vũ trụ đang ở cách tâm trái đất 1,5 105 km Lực hấp

dẫn của trái đất tác dụng lên nó ở vị trí đó nhỏ hơn so với ở mặt đất bao nhiêu

lần? Cho bán kính trái đất R = 6 400km.

Ví dụ 1 6 : Một lò xo có độ cứng K 200N/m, treo vào đầu dới của lò xo một

vật có trọng lợng 5N thì lò xo sẽ dãn ra một đoạn bằng bao nhiêu?

Tóm tắt:

m

t S,

PA 3: Từ những bài tập đơn giản ta bổ sung thêm giả thuyết hoặc là kết luận

ta có thể thu đợc các bài toán có độ khó cao hơn Đòi hỏi học sinh phải vậndụng nhiều kiến thức hơn để giải Chẳng hạn đối với dạng BTCB 1 có thể pháttriển thành các bài tập các bài tập sau

Ví dụ 1.7: Một môtô có khối lợng 100kg đang chạy với vận tốc 72km/h Muốn dừng lại trong 10s thì ngời lái xe phải đạp phanh, xe trợt trên mặt đờng

ngang Xác định hệ số ma sát trợt giữa xe và mặt đờng nằm ngang

a m N

a m

v v







Dấu (–) thể hiện lực ma sát đóng vai trò lực cản nên nhận giá trị âm

Ví dụ 1.8 Có 2 quả cầu trên mặt phẳng ngang Quả cầu 1 chuyển động với

vận tốc 4m/s đến và chạm với quả cầu 2 đang nằm yên Sau va chạm 2 qủa cầu cùng chuyển động theo hớng cũ của quả cầu 1 với vận tốc 2m/s.

Tính tỷ số khối lợng của 2 quả cầu?