Nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10 trong dạy học vật lí ở trường trung học phổ thông

Nếu xây dựng đ-ợc hệ thống các bài tập sáng tạo và sử dụng vào dạy học một cách hợp lý thì sẽ góp phần bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo cho học sinh... Năng lực sáng tạo của học sinh c

Mở đầu

I lý do chọn đề tài

Nền kinh tế n-ớc ta đang từng b-ớc phát triển mạnh mẽ để nhanh chóng hoà nhập vào nền kinh tế khu vực cũng nh- nền kinh tế thế giới Công cuộc đổi mới của đất n-ớc đề ra những yêu cầu mới đối với ngành Giáo dục - Đào tạo Báo cáo của Ban chấp hành TW Đảng tại Đại hội lần thứ IV đã khẳng định: “ Nâng cao chất l-ợng giáo dục nhằm mục tiêu hình thành và phát triển nhân cách XHCN của thế hệ trẻ, đào tạo đội ngũ lao động có văn hoá, có kỹ thuật và giàu tính sáng tạo ”

Nghị quyết hội nghị lần thứ t- Ban chấp hành TW Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VII đã chỉ rõ: “Đổi mới phương pháp dạy và học ở tất cả các cấp, các bậc học áp dụng những ph-ơng pháp giáo dục hiện đại để bồi d-ỡng cho học sinh năng lực t- duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề”

Hội nghị lần thứ hai Ban chấp hành TW Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIII cũng nhấn mạnh: “Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp t- duy sáng tạo của ng-ời học ”

ở điều 24 Luật Giáo dục cũng xác định: “ Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với

đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học ”

Trong thời kỳ đổi mới và hội nhập của n-ớc ta hiện nay, việc đào tạo nên những con ng-ời thực sự năng động và giàu tính sáng tạo để họ thích ứng đ-ợc với sự phát triển nhanh chóng của xã hội là điều vô cùng cần thiết, bởi có thể nói rằng: “Tất cả đều bắt nguồn từ sáng tạo Sáng tạo trở thành cái bảo đảm sự tồn tại của một quốc gia.”

Theo tinh thần cơ bản đó, việc rèn luyện và phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh có thể và cần đ-ợc tiến hành trong suốt thời gian các em còn ngồi trên

ghế nhà tr-ờng thông qua việc thực hiện các quá trình s- phạm, việc dạy học đối với tất cả các môn học nói chung và môn Vật lý nói riêng

Bài tập là một trong những ph-ơng tiện dạy học Vật lý rất quan trọng Nhiều tài liệu lý luận dạy học Vật lý coi bài tập Vật lý là một trong những ph-ơng tiện thực hành, thậm chí là một trong những ph-ơng pháp dạy học Vật

lý Điều mà các giáo viên cần quan tâm là làm sao để sử dụng bài tập Vật lý trong các ph-ơng pháp dạy học của bộ môn đạt hiệu quả cao nhất Bởi vậy, thông qua việc xây dựng và khai thác các bài tập Vật lý sáng tạo theo các ph-ơng pháp khác nhau và ph-ơng pháp tối -u có khả năng rất lớn trong việc bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo cho học sinh

Những kiến thức về cơ học có liên quan rất nhiều đến thực tiễn đời sống

và khoa học kỹ thuật Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học Vật lý là nhằm giúp học sinh nắm vững nội dung này Đặc biệt, góp phần giúp học sinh phát triển t- duy sáng tạo, năng lực giải quyết các tình huống khác nhau để có có điều kiện đi sâu vào nghiên cứu trong t-ơng lai và

áp dụng tốt vào thực tiễn hiện tại

Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn nói trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10 trong dạy học Vật lý ở tr-ờng Trung học phổ thông.”

2 Mục đích nghiên cứu

- Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học phần cơ học lớp 10 thuộc ch-ơng trình Vật lý phổ thông

- Bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo cho học sinh Trung học phổ thông

3 giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng đ-ợc hệ thống các bài tập sáng tạo và sử dụng vào dạy học một cách hợp lý thì sẽ góp phần bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo cho học sinh

4 nhiệm vụ nghiên cứu

1/ Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo cho học sinh

2/ Nghiên cứu các tiêu chí của bài tập sáng tạo, để xây dựng và phân loại

hệ thống bài tập

3/ Nghiên cứu nội dung kiến thức phần Cơ học lớp 10 để vận dụng giảng dạy hệ thống bài tập đã xây dựng nhằm bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo cho học sinh

4/ Tiến hành thực nghiệm s- phạm: kiểm tra tính hiệu quả của hệ thống bài tập đã biên soạn

5/ Xử lý phân tích kết quả thực nghiệm

5 Đối t-ợng nghiên cứu

- Những yêu cầu nâng cao chất l-ợng dạy và học Vật lý ở tr-ờng Trung học phổ thông

- Học sinh lớp 10 Trung học phổ thông

6 Ph-ơng pháp nghiên cứu

- Ph-ơng pháp nghiên cứu lý thuyết:

+ Nghiên cứu các tài liệu lý luận dạy học để làm sáng tỏ về mặt lý luận các vấn đề có liên quan đến đề tài

+ Nghiên cứu ch-ơng trình Sách giáo khoa, sách bài tập, các tài liệu tham khảo để phân tích cấu trúc logic, nội dung của các kiến thức thuộc phần Cơ học lớp 10

- Ph-ơng pháp nghiên cứu thực nghiệm s- phạm: Nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài

- Ph-ơng pháp thống kê toán học: Để xử lý kết quả thực nghiệm s- phạm

7 đóng góp mới của luận văn

Về mặt lý luận : Góp phần làm sáng tỏ việc bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học Vật lý nói chung và dạy Bài tập Vật lý nói riêng ở tr-ờng phố thông

Về mặt thực tiễn : Xây dựng đ-ợc một hệ thống bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10 phục vụ cho việc dạy học ở tr-ờng THPT

8 phạm vi ứng dụng của đề tài

Đề tài này nhằm nâng cao năng lực t- duy sáng tạo cho học sinh Nâng cao khả năng vận dụng các thao tác t- duy nh- phân tích, tổng hợp, so sánh góp phần củng cố kiến thức vật lý Hệ thống bài tập trong luận văn này sẽ góp phần bồi d-ỡng cho học sinh khá, giỏi vật lý, làm tài liệu tham khảo cho các giáo viên đang giảng dạy bộ môn vật lý

9 cấu trúc và nội dung của luận văn

* Phần mục lục và tài liệu tham khảo: 4 trang

* Phần phụ lục: 5 trang

Nội dung của luận văn gồm 3 ch-ơng

Ch-ơng 1: Cơ sở lý luận của việc xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần cơ học

lớp 10

Ch-ơng 2: Xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10 và các hình

thức sử dụng chúng trong dạy học Vật lý

Ch-ơng 3: Thực nghiệm s- phạm

Ch-ơng 1

Cơ sở lý luận của việc xây dựng hệ thống

Bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10

1.1 năng lực sáng tạo và những biểu hiện năng lực sáng

tạo của học sinh trong học tập

động sáng tạo,hệ thống tri thức, sự trải nghiệm cuộc sống

Mặc dù năng lực của mỗi cá nhân một phần dựa trên cơ sở t- chất, nh-ng chủ yếu năng lực đ-ợc hình thành, phát triển và thể hiện trong hoạt động tích cực của con ng-ời d-ới sự tác động của rèn luyện, học tập, giáo dục Trong đó việc hình thành và phát triển các phẩm chất nhân cách là ph-ơng tiện hiệu quả thúc

đẩy sự phát triển năng lực

1.1.1.2 Khái niệm về t- duy

Theo các nhà tâm lý học [21] : T- duy là quá trình phân tích và tổng hợp,

so sánh, trừu t-ợng hoá và khái quát hoá trên con đ-ờng tìm ra cái mới.Trong thực tiễn dạy học, vấn đế hình thành năng lực phân tích cho học sinh đã và đang

đ-ợc các giáo viên coi trọng Tuỳ đặc điểm từng bộ môn và nhiệm vụ học tập cụ thể, giáo viên đề ra những yêu cầu phân tích khác nhau Tuy nhiên mục đích chủ yếu của việc rèn luyện khả năng phân tích là hình thành cho học sinh thói quen tìm hiểu sự vật hiện t-ợng một cách có chiều sâu, khi tách nó ra thành những phần tử nhỏ hơn, nhằm tìm hiểu bản chất của đối t-ợng nghiên cứu

Quá trình tổng hợp là sự sắp xếp các số liệu, sự kiện lộn xộn, rời rạc, đa dạng thu thập đ-ợc qua nghiên cứu lý luận và khảo sát thực tiễn thành những sự vật, hiện t-ợng và quá trình hoàn chỉnh, thống nhất Để tổng hợp đ-ợc, cần hình dung, tìm kiếm tr-ớc một mô hình mà tr-ớc đó ch-a có Vì vậy tổng hợp cũng là một dạng hoạt động sáng tạo th-ờng gặp trong thực tiễn

So sánh là một thao tác t- duy rất quan trọng trong quá trình tìm ra cái mới Nhờ so sánh, ng-ời ta có thể phát hiện sự giống nhau và khác nhau giữa các đối t-ợng, sự biến đổi của chúng qua thời gian và không gian, ảnh h-ởng của môi tr-ờng, điều kiện cần cho quá trình phát triển của các sự vật và hiện t-ợng Trong dạy học vật lý, vận dụng sự so sánh - t-ơng tự có thể giúp cho học sinh tìm ra

đ-ợc bản chất của các đại l-ợng vật lý

Trừu t-ợng hóa – khái quát hoá là những hoạt động trí tuệ đ-ợc sử dụng phổ biến và là hoạt động chủ yếu trong quá trình t- duy Trừu t-ợng hoá là hoạt

động trí tuệ nhằm lựa chọn và rút ra đ-ợc những gì là chung và bản chất của một

số đối t-ợng Khái quát hoá nhằm gom những đối t-ợng có cùng thuộc tính chung và bản chất vào một nhóm Trong thực tế, trừu t-ợng hoá và khái quát hoá

là những hoạt động t- duy luôn luôn có quan hệ chặt chẽ với nhau khi tiến hành phân loại đối t-ợng Việc hình thành năng lực trừu t-ợng hoá - khái quát hoá liên quan mật thiết tới việc bồi d-ỡng tài năng

1.1.1.3 Khái niệm về sáng tạo

Theo từ điển tiếng Việt thì : “Sáng tạo là tìm ra cái mới,cách giải quyết mới, không bị gò bó, phụ thuộc vào cái đã có “ [19,16]

Quan điểm triết học xem sáng tạo là quá trình hoạt động của con ng-ời tạo ra những giá trị vật chất, tinh thần, mới về chất Các loại hình sáng tạo đ-ợc xác định bởi đặc tr-ng nghề nghiệp nh- khoa học, kỹ thuật , văn học nghệ thuật Có thể nói sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực của thế giới vật chất và tinh thần.Tâm lý học định nghĩa : “ Sáng tạo, đó là năng lực tạo ra những giải pháp mới hoặc duy nhất cho một vấn đề thực tiễn và hữu ích” [19,16]

Khi nói đến hoạt động sáng tạo , ng-ời ta th-ờng xuất phát từ định nghĩa

đ-ợc công nhận là một dạng hoạt động của con ng-ời mà kết quả là sản phẩm mới có ý nghĩa, có giá trị xã hội

Từ các nghiên cứu thực nghiệm và nhiều nghiên cứu khác, các nhà tâm lý học đã cho biết: Sáng tạo là một tiềm năng vốn có trong mỗi con ng-ời, khi gặp dịp thì bộc lộ, cần tạo cho học sinh có những cơ hội đó; mỗi ng-ời có thể luyện tập để phát triển óc sáng taọ trong lĩnh vực hoạt động của mình Tính sáng tạo th-ờng liên quan với tính tự giác, tích cực, chủ động, độc lập, tự tin Sự sáng tạo là hình thức cao nhất của tính tích cực, độc lập của con ng-ời Ng-ời có t- duy sáng tạo

không chịu suy nghĩ theo lề thói chung, không bị ràng buộc bởi những quy tắc hành động cứng nhắc đã học đ-ợc, ít chịu ảnh h-ởng của ng-ời khác

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

Quá trình sáng tạo của con ng-ời th-ờng đ-ợc bắt đầu từ một ý t-ởng mới , bắt nguồn từ t- duy sáng tạo của mỗi con ng-ời Theo các nhà tâm lý học, năng lực sáng tạo biểu hiện rõ nét nhất ở khả năng t- duy sáng tạo – là đỉnh cao nhất của các quá trình hoạt động trí tuệ của con ng-ời T- duy sáng tạo là hạt nhân của sự sáng tạo cá nhân, đồng thời nó cũng là mục tiêu cơ bản của giáo dục Theo sự tổng hợp của nhiều công trình nghiên cứu của các tác giả về t- duy sáng tạo thì: T- duy sáng tạo đ-ợc xác định bởi chất l-ợng hoạt động trí tuệ ở mức độ cao với các phẩm chất quan trọng của t- duy.Các phẩm chất đó là :

- Tính mềm dẻo của t- duy

- Tính linh hoạt của t- duy

- Tính độc đáo của t- duy

- Tính nhạy cảm của t- duy

1.1.2 N hững biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập 1.1.2.1 Đặc điểm cơ bản của hoạt động sáng tạo trong học tập

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

mẻ của sản phẩm Tuy nhiên, nếu chỉ quan niệm những hoạt động nào mà kết quả của nó là những sản phẩm mới một cách khách quan thì coi nh- không tổ chức đ-ợc loại hoạt động đó trong quá trình dạy học Vì vậy, theo quan điểm tâm lý học, sản phẩm mới mẻ có tính chất chủ quan đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động học tập sáng tạo

Tính chủ quan của cái mới đ-ợc xem nh- dấu hiệu đặc tr-ng của quá trình sáng tạo, cho ta khả năng định h-ớng hoạt động sáng tạo của học sinh Cái mới

và cái ch-a biết của học sinh có thể và cần phải là cái đã biết đối với giáo viên , nh-ng cũng có thể là cái mà giáo viên ch-a biết (ví dụ nh- lời giải độc đáo của một bài tập) Tuy vậy, đặc tr-ng tâm lý quan trọng của sáng tạo có bản chất hai mặt : Chủ quan và khách quan ở đây tính chất chủ quan đ-ợc xem xét theo quan điểm của ng-ời nhận thức mà trong đầu đang diễn ra quá trình sáng tạo, cụ thể các sản phẩm còn mang tính chất chủ quan Còn tính chất khách quan xét theo quan điểm của ng-ời nghiên cứu quá trình sáng tạo đó với t- cách là sự tác

động qua lại của ba thành tố: Tự nhiên, ý thức con ng-ời và các hình thức phản

ánh của tự nhiên vào ý thức con ng-ời

Những đặc tr-ng cơ bản của quá trình sáng tạo là: Tính mới mẻ của sản phẩm , tính bất ngờ của phỏng đoán , tính ngẫu nhiên của phát kiến Nh- vậy,

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

1.1.2.2 Năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập

Năng lực sáng tạo khoa học nói chung của mỗi cá nhân thể hiện ở chỗ cá nhân đó có thể mang lại những giá trị mới, những sản phẩm mới quý giá đối với nhân loại

Đối với học sinh , năng lực sáng tạo trong học tập chính là năng lực biết giải quyết vấn đề học tập để tìm ra cái mới ở một mức độ nào đó thể hiện đ-ợc khuynh h-ớng, năng lực, kinh nghiệm của cá nhân học sinh Cụ thể , đó là năng lực tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, năng lực phát hiện ra điều ch-a biết, ch-a có, đồng thời tạo ra cái ch-a biết, ch-a có và không bị phụ thuộc , gò bó vào cái đã có

Năng lực sáng tạo không phải chỉ là bẩm sinh mà đ-ợc hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể Vì vậy, muốn phát huy năng lực sáng tạo trong học tập , giáo viên phải rèn luyện cho học sinh thói quen nhìn nhận mỗi sự kiện d-ới những góc độ khác nhau , biết đặt ra nhiều giả thuyết khi phải lý giải một hiện t-ợng, biết đề xuất những giải pháp khác nhau khi phải xử

lý một tình huống Cần giáo dục cho học sinh không vội vã, bằng lòng với giải pháp đầu tiên đ-ợc đề xuất , không suy nghĩ cứng nhắc theo quy tắc lý thuyết đã học tr-ớc đó , không máy móc vận dụng những mô hình hành động đã gặp trong sách vở để ứng xử tr-ớc những tình huống mới

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

Năng lực sáng tạo của học sinh chỉ đ-ợc phát triển qua hành động thực tế nh-: Trong việc chiếm lĩnh tri thức mới , vận dụng kiến thức để giải thích hiện t-ợng, làm thí nghiệm và giải các bài tập trong các tình huống khác nhau

Từ các đặc tr-ng của hoạt động sáng tạo của học sinh trong học tập, theo sự tổng hợp từ [19] có thể nêu lên những biểu hiện năng lực sáng tạo của học sinh sau

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

- Năng lực huy động các kiến thức cần thiết để đ-a ra các giả thuyết hay

dự đoán khác nhau khi phải lý giải một hiện t-ợng

- Năng lực xác nhận bằng lý thuyết và thực hành các giả thuyết Năng lực biết đề xuất các ph-ơng án thí nghiệm hoặc thiết kế sơ đồ thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết, hoặc để đo một đại l-ợng vật lý nào

đó với hiệu quả cao nhất có thể đ-ợc trong những điều kiện cho tr-ớc

- Năng lực nhìn nhận một vấn đề d-ới những góc độ khác nhau, xem xét

đối t-ợng ở những khía cạnh khác nhau Năng lực tìm ra các giải pháp lạ, năng lực biết kết hợp nhiều ph-ơng pháp giải bài tập để tìm ra một ph-ơng pháp giải mới, độc đáo

1.1.2.4 Bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo thông qua việc tổ chức hoạt

động nhận thức cho học sinh

Để giúp học sinh phát triển đ-ợc tính sáng tạo trong học tập thì tr-ớc hết ng-ời giáo viên phải nắm đ-ợc các yếu tố cần thiết cho việc bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo của học sinh thông qua hoạt động dạy học Cụ thể các yếu tố đó

là :

- Tạo hứng thú học tập cho học sinh : Đây là một yếu tố vô cùng quan trọng để có thể làm nảy sinh sáng tạo Vì vậy đòi hỏi ng-ời giáo viên phải có ph-ơng pháp giảng dạy sao cho học sinh có hứng thú học tập Đặc biệt trong việc ra bài tập, việc h-ớng dẫn học sinh giải bài tập bằng các câu hỏi định h-ớng t- duy phải tạo đ-ợc cho học sinh nhu cầu giải quyết mạnh mẽ Bởi vì hứng thú

sẽ gây ra sáng tạo và sáng tạo lại thúc đẩy hứng thú mới Học sinh cần có hứng thú nhận thức cao, cần có sự khao khát nhận thức cái mới và vận dụng cái mới vào thực tế

- Cung cấp cho học sinh khối l-ợng kiến thức cơ bản và vững chắc: Sự sáng tạo ra cái mới bao giờ cũng đ-ợc bắt nguồn từ những cái cũ Đặc biệt đối với học sinh thì sáng tạo là sự vận dụng những tri thức đã biết vào tình huống mới, vào giải thích các hiện t-ợng, các quá trình vật lý trong các tr-ờng hợp khác nhau Vì vậy, việc giúp cho học sinh nắm đ-ợc kiến thức cơ bản vứng chắc là ng-ời giáo viên đã giúp họ có thể có khả năng sáng tạo trong học tập

- Dạy cho học sinh thói quen “nghi ngờ khoa học” trong giải bài tập: Một bài tập được đưa ra giải quyết cần tạo cho học sinh thói quen đặt câu hỏi: “Cách làm này đã tối ưu chưa? ”, “Có còn cách giải quyết nào nữa không? ” hoặc “ Ngoài ph-ơng án thí nghiệm này còn có ph-ơng án nào có thể làm đ-ợc nữa không ? ’’ …

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

đề không quá khó đối với ng-ời học sinh Việc tự xác định đ-ợc ph-ơng h-ớng hoạt động của mình trong tình huống mới, tự phát hiện và nêu lên các cách giải quyết khác nhau là điều kiện tốt cho việc phát triển năng lực t- duy sáng tạo của học sinh

Nh- vậy, trong dạy học giáo viên cần luôn chú ý tới những phát hiện mới của học sinh để giúp họ phát triển ý t-ởng độc đáo của mình Có nh- vậy mới phát huy đựơc khả năng sáng tạo cho học sinh

Cơ sở giúp cho việc định h-ớng t- duy học sinh trong dạy học mà ng-ời giáo viên cần hiểu rõ là lý thuyết “Vùng phát triển gần nhất của Vưgốtxki”[19]

Cụ thể: chỗ tốt nhất của sự phát triển của trẻ em là vùng phát triển gần Vùng đó

là khoảng cách giữa trình độ hiện tại của học sinh và vùng phát triển cao hơn cần v-ơn tới Nói một cách hình ảnh là chỗ trống giữa nơi mà con ng-ời phải giải quyết vấn đề đang đứng và nơi mà họ phải đạt đến và có thể thực hiện đ-ợc với

sự cố gắng nỗ lực của bản thân d-ới sự giúp đỡ của ng-ời lớn hay của những ng-ời ngang hàng nh-ng có khả năng hơn một chút Không có con đ-ờng logic

để v-ợt qua chỗ trống đó, nh-ng hoàn toàn có khả năng thu hẹp dần chỗ trống đó

đến mức thích hợp, để mỗi học sinh có thể thực hiện một b-ớc nhảy v-ợt qua

đ-ợc Giáo viên có thể tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh tập d-ợt những b-ớc nhảy đó, bằng cách phân chia một b-ớc nhảy vọt lớn trong khoa học thành những b-ớc nhỏ nằm trong vùng phát triển gần của học sinh Sau khi đ-ợc rèn luyện nhiều lần, học sinh sẽ tích luỹ đ-ợc kiến thức và kinh nghiệm, có sự nhạy cảm, phát hiện, đề xuất đ-ợc giải pháp mới Từ đó học sinh có thể v-ợt qua khó khăn và đạt đ-ợc b-ớc nhảy vọt lớn cần thiết đến kiến thức có chất l-ợng cao hơn và sáng tạo hơn

1.2 bài tập sáng tạo và việc bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng

tạo cho học sinh trong dạy học

1.2.1 Bài tập sáng tạo

Trên thực tế, khó có thể có đ-ợc một tiêu chuẩn thống nhất nào về vấn đề phân loại bài tập vật lý Nói cách khác, sự phân loại bài tập vật lý bao giờ cũng mang tính t-ơng đối, vì trong bất kỳ loại bài tập nào cũng chứa đựng một vài yếu

tố của một hay nhiều loại khác Tuy nhiên, ng-ời ta có thể căn cứ vào những đặc

điểm, dấu hiệu cơ bản để phân loại theo : nội dung; mục đích dạy học; ph-ơng thức cho điều kiện hay ph-ơng thức giải; đặc điểm và ph-ơng pháp nghiên cứu

vấn đề; yêu cầu luyện tập kỹ năng và phát triển t- duy học sinh ; mức độ khó dễ Cụ thể:

- Phân loại theo nội dung: bài tập tài liệu vật lý ( bài tập cơ học, bài tập quang học, bài tập điện học ) , bài tập cụ thể – trừu t-ợng, bài tập kỹ thuật tổng hợp, bài tập lịch sử

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

- Phân loại theo ph-ơng thức cho điều kiện và ph-ơng th-c giải: Bài tập bằng lời, bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm

- Phân loại theo đặc điểm và ph-ơng pháp nghiên cứu vấn đề: bài tập định tính, bài tập định l-ợng

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

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

Bài tập luyện tập: Là những bài tập đ-ợc dùng để rèn luyện cho học sinh

áp dụng đ-ợc những kiến thức xác định để giải từng loại bài tập theo những khuôn mẫu nhất định Loại bài tập này không đòi hỏi t- duy sáng tạo của học sinh, mà chủ yếu là cho học sinh luyện tập để nắm vững cách giải đối với một loại bài tập nhất định đã đ-ợc chỉ dẫn

Bài tập sáng tạo: Đây là loại bài tập đ-ợc dùng để phát triển t- duy sáng

tạo của học sinh.Việc giải các bài tập này đòi hỏi học sinh phải có t- duy sáng tạo Sự khác nhau giữa bài tập sáng tạo và bài tập luyện tập là ở chỗ điều kiện cho trong bài tập sáng tạo che dấu angôrit giải, còn điều kiện cho trong bài tập luyện tập đã mang tính chất nhắc bảo angôrit giải chúng

Nh- vậy, bài tập sáng tạo là bài tập vật lý đ-ợc soạn thảo nhằm mục đích rèn luyện, bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo cho học sinh Với đặc tr-ng cơ bản là không có angôrit giải sẵn, bài tập sáng tạo đòi hỏi ở ng-ời giải phải có sự t- duy và t-ởng t-ợng ( bản chất của hoạt động sáng tạo)[21] Khi làm việc với bài tập sáng tạo, học sinh phải biết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giải quyết bài tập trong những tình huống mới, hoàn cảnh mới; học sinh phải phát hiện ra đ-ợc điều ch-a biết, ch-a có, đồng thời tạo ra cái ch-a biết, ch-a có đó Đặc biệt, bài tập sáng tạo yêu cầu khả năng đề xuất, đánh giá theo ý kiến riêng của bản thân học sinh

Có thể hiểu bài tập vật lý sáng tạo qua mô hình sau đây:

- Có angorit giải

- áp dụng các kiến thức xác định đã biết

để giải

- Dạng bài tập theo khuôn mẫu nhất định

- Tình huống quen thuộc

-So với bài tập luyện tập thông th-ờng, bài tập sáng tạo có khả năng cao hơn nhiều lần trong việc phát triển năng lực t- duy sáng tạo của học sinh

1.2.2 vai trò của bài tập sáng tạo trong dạy học.

Là một dạng của bài tập vật lý , vì vậy tr-ớc hết bài tập sáng tạo cũng có

đầy đủ vai trò của bài tập vật lý Cụ thể:

- Bài tập sáng tạo là một hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hoá kiến thức một cách sinh động và hiệu quả Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại những kiến thức đã học, phải đào sâu một số khía cạnh nào đó của kiến thức hoặc phải

tổ hợp, huy động nhiều kiến thức để giải quyết đ-ợc bài tập Tất cả các thao tác t- duy đó đã góp phần củng cố , khắc sâu và mở rộng kiến thức cho học sinh

- Bài tập sáng tạo đ-ợc sử dụng làm ph-ơng tiện nghiên cứu tài liệu mới, khi trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội đ-ợc kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc Việc nghiên cứu một kiến thức mới th-ờng đ-ợc bắt đầu bằng việc nêu vấn đề Mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu mới cũng là một bài tập đối với học sinh Để làm một vấn đề mới trở nên hấp dẫn và xây dựng vấn đề nghiên cứu còn có thể dùng cách giải các bài tập Việc xây dựng các vấn đề dạy học bằng bài tập không những sẽ kích thích

đ-ợc hứng thú cao của học sinh đối với những kiến thức mới sắp đ-ợc học, mà còn tạo ra khả năng củng cố kiến thức đã có và xây dựng đ-ợc mối liên quan giữa các kiến thức cũ và mới

- Bài tập sáng tạo là một ph-ơng tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc phát triển t- duy vật lý của học sinh, bồi d-ỡng cho học sinh ph-ơng pháp nghiên cứu khoa học Bởi vì giải bài tập là một hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh Trong thực tiễn dạy học, tư duy vật lý được hiểu là “kỹ năng quan sát hiện t-ợng vật lý, phân tích một hiện t-ợng phức tạp thành những bộ phận thành phần, xác lập mối liên hệ định l-ợng và định tính của các hiện t-ợng, đại l-ợng vật lý, đoán tr-ớc các hệ quả từ các lý thuyết và áp dụng kiến thức của mình” Trước khi giải bài tập học sinh phải phân tích điều kiện của đề bài, tự xây dựng các lập luận, thực hiện việc tính toán, khi cần thiết có thể tiến hành thí nghiệm, thực hiện phép đo Trong những điều kiện đó, t- duy lôgic, t- duy sáng tạo của học sinh đ-ợc phát triển, năng lực tự giải quyết vấn đề đ-ợc nâng cao Bài tập sáng tạo là ph-ơng tiện rất tốt để rèn luyện và phát triển những kỹ năng,

kỹ xảo, liên hệ lý thuyết với thực tế, vận dụng kiến thức đã học vào đời

sống, lao động sản xuất Bởi “kiến thức sẽ được nắm vững thực sự, nếu học sinh

có thể vận dụng thành thạo chúng vào việc hoàn thành những bài tập lý thuyết và thực hành “ Từ đó có tác dụng giáo dục kỹ thuật tổng hợp và h-ớng nghiệp cho học sinh

- Bài tập sáng tạo còn có tác dụng giáo dục cho học sinh về phẩm chất t- t-ởng, đạo đức Qua các bài tập về lịch sử, có thể cho học sinh thấy đ-ợc quá trình phát sinh những t- t-ởng về quan điểm khoa học tiến bộ, những phát minh

to lớn, có giá trị của các nhà khoa học tiến bộ trên thế giới cũng nh- của n-ớc nhà Thông qua việc giải các bài tập, còn rèn luyện cho học sinh phẩm chất độc lập suy nghĩ, tính kiên trì dũng cảm khắc phục khó khăn, tính chính xác khoa học, kích thích hứng thú học tập bộ môn vật lý nói riêng và học tập nói chung

- Bài tập sáng tạo còn là ph-ơng tiện rất có hiệu quả để kiểm tra kiến thức,

kỹ năng của học sinh một cách chính xác Trong quá trình dạy học, khâu kiểm tra đánh giá và tự kiểm tra đánh giá việc nắm tri thức, kỹ năng kỹ xảo của học sinh có một ý nghĩa quan trọng Một trong những biện pháp để kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh là cho học sinh giải các bài tập Thông qua việc giải bài tập của học sinh, giáo viên còn biết đ-ợc kết quả giảng dạy của mình, từ đó

có ph-ơng pháp điều chỉnh , hoàn thiện hoạt động dạy của mình cũng nh- hoạt

động học của học sinh, đặc biệt phát hiện học sinh có năng khiếu vật lý

- Ngoài ra, ở mức cao hơn mức luyện tập thông th-ờng, học sinh phải biết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giải quyết bài tập trong những tình huống mới, hoàn cảnh mới; biết đề xuất đánh giá theo ý kiến riêng của bản thân; biết đ-a ra các ph-ơng án thí nghiệm, thiết kế các sơ đồ thí nghiệm

để kiểm tra giả thuyết hoặc đo một đại l-ợng vật lý nào đó; biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lý một tình huống Thông qua đó, bài tập sáng tạo giúp phát hiện năng lực sáng tạo của học sinh để đánh giá, đồng thời phát huy

đ-ợc năng lực sáng tạo cho họ

Nh- vậy, với nét đặc thù của mình, bài tập sáng tạo có một vai trò to lớn trong việc rèn luyện, bồi d-ỡng, phát hiện năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy học

Bậc THPT vừa có mục tiêu chuẩn bị cho một bộ phận học sinh học Đại học

và Trung học chuyên nghiệp , vừa có mục tiêu hoàn chỉnh học vấn cho số đông học sinh, chuẩn bị cho họ tham gia lao động sản xuất Ch-ơng trình môn Vật lý bậc THPT hiện hành nhằm đáp ứng các mục tiêu ấy

Nội dung chủ yếu của ch-ơng trình Vật lý THPT là vật lý học cổ điển, vì đó

là cái nền của toàn bộ vật lý học, là bộ phận hữu cơ của học vấn phổ thông Vật

lý học cổ điển cũng là cơ sở khoa học của đại bộ phận các ngành sản xuất phổ biến của n-ớc ta hiện nay Nắm vững nó, ng-ời học sinh ra tr-ờng có cơ sở để học nghề, để lao động có hiệu quả ở các ngành nghề kỹ thuật phổ thông, có thể

sử dụng các dụng cụ trong đó có những ứng dụng phổ biến của các nguyên tắc vật lý

Nội dung ch-ơng trình vật lý THPT hiện hành đ-ợc chia thành các phần lớn: Cơ; Nhiệt ; Điện ; Quang ; Vật lý hạt nhân, riêng các kiến thức về dao động và sóng

được tách riêng thành phần “ Dao động và sóng ” đưa vào dạy ở lớp 12 Việc phân phối ch-ơng trình cho 3 năm học đ-ợc cụ thể nh- sau :

Lớp Nội dung Lý thuyết Bài tập Thực

2.1.2 Vị trí, nhiệm vụ và nội dung phần cơ học lớp 10 hiện hành

Căn cứ theo phân phối ch-ơng trình thì học sinh đ-ợc học trọn vẹn Cơ học

ở lớp 10 (trừ Dao động và Sóng cơ) Trong ch-ơng trình Vật lý lớp 10, phần Cơ học chiếm 82 tiết ( kể cả các tiết kiểm tra và ôn tập), phần Nhiệt học chiếm 19 tiết Nh- vậy có đến gần 80% dung l-ợng kiến thức Vật lý 10 là Cơ học ở cấp THCS, học sinh đã đ-ợc học một số kiến thức về Cơ học Vào đầu lớp 10 học sinh đ-ợc nghiên cứu tiếp hoặc có những kiến thức đ-ợc khai thác d-ới dạng đào sâu hay mở rộng Nội dung Cơ học thuộc ch-ơng trình Vật lý 10 bao gồm 5 phần :

Phần I - Động học 20 tiết

Phần II - Động lực học 24 tiết

Phần III - Tĩnh học 10 tiết

Phần IV - Các định luật bảo toàn 20 tiết

Ngoài ra còn có 6 tiết thực hành của phần Cơ học đ-ợc chia làm hai lần : Lần một - 4 tiết tiến hành vào cuối học kỳ I , và lần hai - 4 tiết cho học sinh làm

ở cuối học kỳ II

Trong giáo trình Vật lý phổ thông, nhiệm vụ chủ yếu của phần Cơ học là cung cấp cho học sinh một hệ thống các khái niệm, những kiến thức cơ bản về quy luật chuyển động, các ph-ơng pháp xác định vị trí của các vật chuyển động dựa trên việc nghiên cứu tác dụng t-ơng hỗ giữa chúng, những ứng dụng quan trọng trong thực tiễn Đồng thời qua nghiên cứu về Cơ học, học sinh sẽ có đ-ợc một l-ợng kiến thức nhất định làm cơ sở cho việc nghiên cứu vật lý học ở các lớp cao hơn

2.1.3 Những kiến thức cơ bản phần cơ học lớp 10

Những kiến thức cơ bản mà học sinh cần phải nắm vững trong phần cơ học bao gồm các nội dung chính sau :

1 Các dạng chuyển động: chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi

đều, chuyển động tròn đều

2 Các định luật Newton: định luật I Newton, định luật II Newton, định luật III Newton

2.1.4 Thực trạng việc sử dụng bài tập phần cơ học lớp 10 của giáo viên

trong giảng dạy vật lý

Chuyển động biến đổi đều

Lực hấp

dẫn

định luật III Newton

Lực đàn hồi

ứng dụng các định luật Newton và các

đl bảo toàn động l-ợng

đl bảo toàn cơ năng

đl bảo toàn năng l-ợng

Qua thực tế giảng dạy, qua thăm dò tìm hiểu và dự giờ của giáo viên, chúng tôi rút ra đ-ợc một số nhận xét sau :

- Quan niệm về vai trò, vị trí của tiết dạy bài tập vật lý của một số giáo viên ch-a hợp lý, nếu không muốn nói là giáo viên xem nhẹ vị trí của bài tập vật

lý trong dạy học vật lý

- Giáo viên ch-a quán triệt hết yêu cầu của việc dạy bài tập, ch-a đ-ợc xác

định rõ: tiết bài tập thực hiện ôn luyện đ-ợc kiến thức gì? củng cố và phát triển

đ-ợc kỹ năng gì? kiểm tra đ-ợc những kiến thức cơ bản gì đối với học sinh? Vì vậy trong giảng dạy, đa số giáo viên phổ thông đang sử dụng ph-ơng pháp truyền thống ( thầy chủ động, trò chủ đạo ) không sử dụng ph-ơng pháp dạy học hiện đại (trò chủ động, thầy chủ đạo)

- Hầu hết các giáo viên đều áp đặt học sinh suy nghĩ và giải bài tập theo cách của mình mà không h-ớng dẫn họ độc lập suy nghĩ tìm kiếm lời giải Khi chữa bài tập còn để ý nhiều đến các biến đổi, tính toán cụ thể, coi nhẹ việc phân tích đ-ờng lối giải định h-ớng t- duy của học sinh

- Trong từng tiết dạy bài tập giáo viên làm nhiệm vụ truyền thụ kiến thức ở từng bài tập (có khi còn ch-a khai thác hết kiến thức cơ bản thể hiện trong bài tập ) mà ch-a làm (hoặc ch-a có ý thức làm) nhiệm vụ trang bị cho học sinh ph-ơng pháp giải bài tập theo dạng đặc tr-ng, ch-a xây dựng đ-ợc hệ thống bài tập cho từng đề tài, từng ch-ơng, từng phần của ch-ơng trình

- Giáo viên chữa bài tập theo những tài liệu sẵn có, ngại tìm kiếm thêm bài tập để xây dựng thành hệ thống bài tập phong phú, đa dạng đáp ứng đầy đủ yêu cầu giáo dục, giáo d-ỡng, giáo dục kỹ thuật tổng hợp

- Các giáo viên đều không dành thời gian thích đáng cho việc giải bài tập cơ bản, coi nhẹ việc rèn luyện giải bài tập cơ bản, ra rất ít loại bài tập này, không chú ý tới cách giải một bài tập phức hợp bằng cách quy về các bài tập cơ bản Ngoài ra trong việc hình thành kiến thức mới các giáo viên đều ch-a khai thác hết tiềm năng của bài tập vật lý

2.2 xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo

2.2.1 Cơ sở phân loại

2.2.1.1 yêu cầu lựa chọn hệ thống bài tập

Việc lựa chọn, phân loại hệ thống các bài tập theo một chủ đề nào đó là một việc khó.Vậy cần phải có những tìm tòi về ph-ơng pháp nhằm xác định những mối liên hệ quan trọng nhất, điển hình nhất và những biểu hiện của chúng trong các bài tập, từ đó xác định loại bài tập cơ bản, số l-ợng của chúng và trình tự

giải Kết quả rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo giải bài tập một cách tự giác phụ thuộc rất nhiều vào việc có hay không có một hệ thống trong khi chọn lựa và sắp xếp trình tự các bài tập, làm thế nào để sau mỗi bài tập đều phát hiện ra những cái mới

Bài tập vật lý nói chung và bài tập sáng tạo nói riêng có tác dụng rất lớn về cả

ba mặt : giáo dục, giáo d-ỡng và giáo dục kỹ thuật tổng hợp Tác dụng ấy càng tích cực nếu trong quá trình dạy học có sự lựa chọn thật cẩn thận các hệ thống bài tập chặt chẽ về nội dung, thích hợp về ph-ơng pháp và bám sát mục đích, nhiệm vụ dạy học ở tr-ờng phổ thông

Hệ thống các bài tập đ-ợc lựa chọn cho bất cứ đề tài nào, dù lớn hay nhỏ cần phải thoả mãn một số yêu cầu sau:

- Yêu cầu thứ nhất: Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp

về mối quan hệ giữa những đại l-ợng và khái niệm đặc tr-ng cho quá trình hoặc hiện t-ợng, sao cho từng b-ớc học sinh hiểu đ-ợc kiến thức một cách vững chắc

và có kỹ năng, kỹ xảo vận dụng linh hoạt, sáng tạo các kiến thức đó

- Yêu cầu thứ hai: Mỗi bài tập đ-ợc chọn phải là một mắt xích trong hệ thống kiến thức vật lý, đóng góp đ-ợc phần nào vào việc hoàn chỉnh các kiến thức của học sinh, giúp họ hiểu đ-ợc mối liên hệ giữa các đại l-ợng, cụ thể hoá các khái niệm và vạch ra những nét mới nào đó ch-a đ-ợc làm sáng tỏ

-Yêu cầu thứ ba: Hệ thống bài tập phải đảm bảo đ-ợc tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong học tập

-Yêu cầu thứ t- : Hệ thống các bài tập đ-ợc lựa chọn phải giúp cho học sinh nắm đ-ợc ph-ơng pháp giải từng loại , dạng cụ thể

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

Nh- vậy, hệ thống bài tập sáng tạo của đề tài này sẽ đ-ợc xây dựng vừa để thoả mãn các yêu cầu trên, vừa nhằm đáp ứng đ-ợc mục tiêu bồi d-ỡng, phát triển năng lực t- duy sáng tạo của học sinh thông qua việc sử dụng hợp lý hệ thống bài tập trong dạy học

2.2.1.2 . phân loại bài tập sáng tạo

Dựa vào các công trình nghiên cứu về năng lực sáng tạo của học sinh trong học tập, căn cứ theo các phẩm chất của t- duy sáng tạo, chúng tôi đề xuất xây dựng và cấu trúc bài tập sáng tạo theo h-ớng sau, t-ơng ứng với mỗi loại phân thành hai dạng Tất nhiên, mỗi bài tập đều có tác dụng về nhiều mặt và có nhiều chức năng khác nhau, nên sự phân chia này chỉ mang tính t-ơng đối

2.2.1.2.1 Loại bài tập nhằm bồi d-ỡng tính mềm dẻo của t- duy:

Đặc tr-ng của loại bài tập này là tạo cho học sinh thói quen suy nghĩ không rập khuôn, không máy móc, giúp cho khả năng sử dụng các thao tác t- duy một cách mềm mại, uyển chuyển Hai dạng của loại bài tập này là:

- Bài tập có nhiều cách giải: Đây là dạng phổ biến trong hệ thống bài tập sáng

tạo Có thể tìm chọn dạng bài tập này ở các sách bài tập, sách tham khảo Th-ờng xuyên cho học sinh làm việc với dạng toán này sẽ tạo cho học sinh thói quen nhìn nhận vấn đề ở nhiều góc độ

- Bài tập có nội dung biến đổi : ph-ơng thức để soạn thảo dạng bài tập này gồm

hai b-ớc:

B-ớc 1: Cho bài tập hoàn chỉnh, bắt học sinh tìm một yếu tố nào đó

B-ớc2: Thay đổi một dữ kiện của đề bài và vẫn yêu cầu học sinh tìm yếu tố

trên Tuy nhiên, vấn đề quan trọng là giáo viên phải tính toán sao cho dữ kiện thay

đổi đã làm biến đổi hoàn toàn bản chất của vấn đề, và không hề có sự t-ơng tự giữa hai đáp án Làm việc với dạng bài tập này, học sinh sẽ chống được tính “ỳ” của tư duy

2.2.1.2.2 Loại bài tập nhằm bồi d-ỡng tính linh hoạt của t- duy:

Mục đích của loại bài tập này là giúp học sinh hình thành khả năng để xuất đ-ợc nhiều giải pháp theo nhiều hoàn cảnh khác nhau, hoặc đ-a ra đ-ợc cách giải quyết trong một điều kiện cho tr-ớc Đây là loại bài tập về thực hành thí nghiệm sáng tạo với hai dạng sau:

- Dạng bài tập thiết kế ph-ơng án thí nghiệm : bài tập dạng này yêu cầu học

sinh đề xuất ra các ph-ơng án thí nghiệm khác nhau theo ý kiến riêng của bản thân để đo một đại l-ợng vật lý nào đó Tất nhiên, với các ph-ơng án khác nhau

có thể sẽ sử dụng l-ợng thiết bị, dụng cụ không giống nhau

- Dạng bài tập nêu cách thức thi công thí nghiệm : Khác với dạng trên, dạng

bài tập này đòi hỏi học sinh phải biết tìm ra ph-ơng cách làm thí nghiệm để đo một đại l-ợng vật lý với những đồ dùng thí nghiệm cho tr-ớc

Để phân biệt hai dạng bài tập trên, chúng tôi xin đ-a ra bài tập đơn giản sau: + Đề bài tập nêu cách thực thi công thí nghiệm : Làm cách nào đó để đo đ-ợc

đ-ờng kính của quả bóng khi chỉ có một chiếc th-ớc dài bằng gỗ? (Đáp án : lăn quả bóng một vòng trên th-ớc .)

+ Đề bài tập thiết kế ph-ơng án thí nghiệm : Hãy nêu các cách có thể đo đ-ợc

đ-ờng kính của quả bóng ? ( Đáp án : Dùng th-ớc đo chu vi ; đào lỗ nhét vừa nửa quả bóng rồi đo đ-ờng kính lỗ ; lăn tròn quả bóng trên th-ớc )

2.2.1.2.3 Loại bài tập nhằm bồi d-ỡng tính độc đáo của t- duy:

Loại bài tập này kích thích học sinh khả năng đ-a ra đ-ợc các giải pháp lạ, cách giải quyết vấn đề theo h-ớng riêng, độc đáo, không bị gò bó , lệ thuộc vào những cái đã có Bài tập loại này đ-ợc thể hiện d-ới hai dạng sau:

- Dạng bài tập không theo mẫu: Đúng nh- tên gọi của nó, dạng bài tập này

đ-ợc soạn thảo không theo một khuôn mẫu nào cả Mục đích sử dụng để chống suy nghĩ rập khuôn, máy móc Việc giải bài tập này không áp dụng ngay các công thức đã biết Điều cơ bản là học sinh phải tìm ra đ-ợc các mối liên hệ

“ngầm”, từ đó hình thành nên những kết hợp mới của đề bài

- Dạng bài tập nghịch lý, nguỵ biện: Đây là một dạng bài tập đ-ợc xây dựng

dựa trên những quan điểm sai lầm, lệch lạc sẵn có của học sinh Ưu điểm nổi trội của dạng bài tập này là kích thích hứng thú học tập cao độ Qua thực tiễn sử dụng dạng bài tập này chúng tôi luôn tìm thấy tinh thần chủ động, tự lực t- duy tích cực ở hầu nh- toàn bộ học sinh trong mỗi lớp học

2.2.1.2.4 Loại bài tập nhằm bồi d-ỡng tính nhạy cảm của t- duy:

Khi giải loại bài tập này học sinh rất dễ gặp “trục trặc” nếu không nhanh nhạy phát hiện đ-ợc vấn đề lạ trong điều kiện quen thuộc Hai dạng của bài tập nàylà:

- Dạng bài tập cho thừa/ thiếu/ hoặc sai dữ kiện: Đây là dạng bài tập mà ng-ời

ra đề đã cố ý cho thừa dữ kiện, thiếu dữ kiện hoặc sai dữ kiện Việc đòi hỏi học

sinh phải nhận biết và chứng minh được dữ kiện “có vấn đề” là mục đích của bài tập

- Dạng bài tập “bẫy”: Trong mỗi bài tập đều đ-ợc ng-ời ra đề cài sẵn một

“cái bẫy” ( chứ không phải “đánh đố" ) nhằm mục đích rèn cho học sinh năng lực phát hiện nhanh chóng ngay từ khi đọc đề Nếu ch-a đ-ợc làm quen với dạng bài tập này, ng-ời giải rất dễ bị lạc h-ớng, bài giải sai hoặc không tìm ra

đ-ợc đáp số

2.2.1.3 Một số ph-ơng pháp biên soạn bài tập sáng tạo:

Trong quá trình xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo, chúng tôi đã sử dụng một

số ph-ơng pháp sau:

- Dựa vào những sai lầm th-ờng mắc phải của học sinh trong giải bài tập khi lấy nghiệm, căn cứ vào miền giá trị nghiệm số của bài tập thông th-ờng, chúng tôi soạn thảo thành bài tập sáng tạo dạng “bẫy”

+ Dạng bài tập có nội dung biến đổi cũng đ-ợc soạn thảo một cách t-ơng tự nhưng lại căn cứ vào phạm vi “hoạt động” của đại lượng vật lý, phạm vi ứng dụng của đại l-ợng vật lý

- Dựa vào quan niệm lệch lạc mà học sinh th-ờng thu nhận đ-ợc trong cuộc sống, chúng tôi biên tập dạng bài tập nghịch lý nguỵ biện

- Tuyển chọn những bài tập có thể có thêm các cách giải khác, chúng tôi soạn thành dạng bài tập có nhiều cách giải nhằm tạo cho học sinh sự suy nghĩ linh hoạt

- Căn cứ vào tính dập khuôn máy móc, “lắp ghép” theo sự tương tự thường thấy ở học sinh khi giải bài tập, chúng tôi chọn lựa những bài tập có chứa đựng những yếu tố khác lạ để tập hợp thành dạng bài tập không theo mẫu

 Ví dụ minh hoạ việc soạn thảo bài tập sáng tạo và khả năng phát triển năng lực t- duy sáng tạo cho học sinh của bài tập sáng tạo so với bài tập luyện tập thông th-ờng:

Bài tập luyện tập Bài tập sáng tạo

Một con lắc đơn gồm : Một sợi dây

- Tính vận tốc của m tại vị trí có sức căng dây T = 2N

Các b-ớc tiến hành chung của việc giải bài tập :

- Gọi vị trí có sức căng dây của đề bài đã cho là M

- áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho con lắc ở vị trí A và M : WA = WM ( Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng )

mg(l – l cos 0 ) = mvM2 / 2 + mg ( l – l cos  )

 vM2 = 2gl ( cos  - cos 0 ) (1)

- áp dụng định luật II Newton tìm sức căng dây T tại M :

T =mg cos  + mvM2 / l  T = mg (3 cos  - 2 cos 0) ( 2)

Tmax = mg ( 3 – 2 cos 0 ) = 20N  (tại vị trí cân bằng )

Tmin = mg cos  = 5N  (tại biên) Như vậy,khi gặp “vấn đề” v2 = - 2m/s học sinh sẽ phải vận dụng các thao tác t- duy để:

- Kiểm tra lại lời giải

- Tìm hiểu miền biến đổi của lực căng T

- Đánh giá về giả thiết của bài tập

Thông qua các thao tác t- duy này, năng lực t- duy sáng tạo(suy nghĩ không dập khuôn-máy móc, có sự đề xuất-đánh giá riêng của bản thân) của học sinh

đ-ợc nâng cao

Vậy, ví dụ nêu lên là nhằm minh hoạ cho:

- Ph-ơng pháp soạn thảo bài tập sáng tạo từ bài tập thông th-ờng

- Khả năng, tác dụng bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo(tính mềm dẻo, linh hoạt, độc đáo, nhạy cảm) của bài tập sáng tạo so với bài tập luyện tập thông th-ờng

- Sự sáng tạo của giáo viên trong dạy học khi soạn thảo bài tập cũng nh- khi định h-ớng t- duy học sinh giải bài tập

-

2.2.1.4 định h-ớng t- duy học sinh trong giải bài tập :

Giải bài tập vật lý nói chung và bài tập sáng tạo nói riêng là một quá trình phức tạp Việc học sinh không giải đ-ợc, hoặc giải sai bài tập ch-a đủ cơ sở để kết luận họ không hiểu biết gì về kiến thức và kỹ năng vật lý, mà do nhiều nguyên nhân Trong đó chủ yếu có các nguyên nhân nh- : không hiểu điều kiện của bài tập, không biết cần vận dụng kiến thức nào để giải bài tập, không biết cách thực hiện cụ thể, tính toán sai vì quá yếu về kiến thức toán học hoặc quá yếu về kỹ năng thực hành Do đó, để hình thành và rèn luyện kỹ năng giải bài tập nhằm nâng cao chất l-ợng nắm kiến thức, một trong những biện pháp khả dĩ là dạy học sinh những ph-ơng pháp tìm kiếm lời giải bài tập vật lý nói chung , và bài tập sáng tạo nói riêng Muốn vậy, cần phải h-ớng dẫn học sinh để họ có thể nắm đ-ợc những ph-ơng pháp giải mỗi loại, dạng thậm chí những bài tập cụ thể Tuỳ theo mục đích s- phạm của việc giải bài tập, có ba kiểu định h-ớng t- duy của học sinh :

- Định h-ớng Angorits : Đây là kiểu định h-ớng hành động theo một mẫu cho tr-ớc Kiểu định h-ớng này không đòi hỏi học sinh phải tự mình tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện, mà họ chỉ cần chấp hành các thao tác đã đ-ợc giáo viên chỉ ra hoặc làm theo trong những tình huống đã quen thuộc

Kiểu định h-ớng Angorits có -u điểm là nó đảm bảo cho học sinh giải đ-ợc bài tập một cách chắc chắn, giúp việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh

có hiệu quả Tuy nhiên, nếu chỉ áp dụng kiểu định h-ớng Angorits trong việc giải bài tập thì học sinh chỉ quen tái hiện lại các kiến thức, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi sáng tạo, sự phát triển t- duy sáng tạo sủa học sinh bị hạn chế Theo quan điểm của đề tài, để việc sử dụng kiểu định h-ớng Angorits vẫn phát huy đ-ợc tác dụng phát triển t- duy sáng tạo của học

sinh, cần cho học sinh giải các bài tập có những khía cạnh mới so với những bài tập cùng loại

- Định h-ớng ơrixtic: Đây là kiểu định h-ớng tìm tòi từng phần mang tính chất gợi ý cho học sinh tự tìm tòi, huy động những kiến thức xây dựng cách thức hành động thích hợp cho việc giải quyết bài tập Kiểu định h-ớng ơrixtic nhằm giúp đỡ học sinh trong việc h-ớng suy nghĩ vào phạm vi cần tìm tòi Học sinh sẽ phải tự tìm tòi chứ không ghi nhận tái tạo cái có sẵn Sự định h-ớng nh- vậy tạo

điều kiện cho học sinh t- duy tích cực, chủ động, đáp ứng đ-ợc yêu cầu rèn luyện, bồi d-ỡng năng lực t- duy sáng tạo của học sinh trong quá trình giải bài tập

- Định h-ớng khái quát ch-ơng trình hoá : Đây cũng là một kiểu định h-ớng t- duy học sinh tự tìm tòi cách giải quyết chứ không vạch sẵn cho học sinh các kiến thức cần dùng nh- cách thức hành động Nét đặc tr-ng của kiểu định h-ớng này là giáo viên định h-ớng họat động t- duy của học sinh theo đ-ờng lối khái quát của việc giải quyết vấn đề Sự định h-ớng ban đầu đòi hỏi học sinh phải tự lực tìm tòi giải quyết Nếu học sinh không đáp ứng đ-ợc thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định h-ớng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một b-ớc bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp hơn phạm vi tìm tòi, giải quyết Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng thì sự định h-ớng của giáo viên chuyển dần thành định h-ớng Angorits Vấn đề cứ tiếp tục nh- vậy cho đến khi học sinh giải quyết đ-ợc bài tập

Kiểu định h-ớng khái quát ch-ơng trình hoá giúp cho việc hoàn thành nhiệm vụ học tập của học sinh, đồng thời vẫn đảm bảo cho học sinh có cơ hội rèn luyện t- duy sáng tạo

2.2.1.5 Tiến trình khái quát giải bài tập

Tiến trình khái quát giải bài tập gồm các giai đoạn và yêu cầu khi giải bất

kỳ bài tập vật lý nào Trong nhiều tài liệu, ng-ời ta có thể gọi là các b-ớc chung, ph-ơng pháp chung, kế hoạch, dàn bài giải bài tập Mặc dù các bài tập vật lý

có nội dung rất phong phú, đa dạng nh-ng trên cơ sở căn cứ vào quá trình t- duy

của việc giải bài tập, có thể đ-a ra ph-ơng án khả dĩ của tiến trình khái quát giải bài tập bao gồm bốn b-ớc chung với các hành động cụ thể sau:

1 Nghiên cứu đề bài :

- Mô tả hiện t-ợng, quá trình vật lý xảy ra trong tình huống nêu lên ở đầu bài

- Vạch ra các quy tắc, định luật chi phối hiện t-ợng, quá trình ấy Xác lập các mối quan hệ cụ thể giữa những cái đã cho và cái phải tìm

- Lựa chọn các mối quan hệ cơ bản cho thấy sự quan hệ giữa cái đã cho và cái phải tìm để từ đó rút ra cái phải tìm

3 Thực hiện ch-ơng trình giải :

- Phân tích, tổng hợp, khái quát hoá để rút ra kết luận cần thiết

- Từ các mối quan hệ cơ bản đã xác lập đ-ợc bằng ph-ơng trình, tiếp tục luận giải, tính toán, tìm ẩn số d-ới dạng tổng quát, biểu diễn các đại l-ợng cần tìm qua các đại l-ợng đã cho

- Thay giá trị bằng số của các đại l-ợng đã cho để tìm kết quả, thực hiện các phép tính với độ chính xác cho phép

4 Kiểm tra, xác nhận kết quả:

Để có thể xác nhận kết quả vừa tìm đ-ợc cần kiểm tra lại việc giải theo một hoặc một số ph-ơng án sau:

- Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi ch-a, đã xét hết các tr-ờng hợp ch-a

- Kiểm tra lại xem tính toán có đúng không

- Kiểm tra thứ nguyên xem có phù hợp không

- Xét kết quả về ý nghĩa thực tế xem có hợp lý không

- Kiểm tra bằng thực nghiệm xem có phù hợp không

- Thử giải bài tập theo cách khác xem có cùng kết quả ?

Cần tạo cho học sinh có thói quen giải các bài tập vật lý theo tiến trình khái quát này, vì nó là bảng chỉ dẫn hành động chung Tuy nhiên với mỗi loại bài tập khác nhau thì từng hành động, thao tác cụ thể có thể khác nhau, chúng chỉ giống nhau ở bốn b-ớc cơ bản mà thôi Nh-ng tiến trình khái quát giải bài tập sẽ cho học sinh những ph-ơng h-ớng chung để giải tất cả các bài tập, giúp họ

có một định h-ớng nhất định

Sau đây là sơ đồ logic định h-ớng giải bài tập theo kiểu định h-ớng khái quát ch-ơng trình hoá nhằm mục đích phát triển năng lực t- duy và khả năng sáng tạo cho học sinh :

2.2.2.1 Các bài tập nhằm bồi d-ỡng tính mềm dẻo của t- duy

2.2.2.1.1 Dạng bài tập có nhiều cách giải

* H-ớng dẫn học sinh giải bài tập:

- Cách giải thứ nhất : Khi ta ném vật lên trên, nó chuyển động chậm dần

đều Khi lên tới độ cao cực đại hmax , vận tốc của nó triệt tiêu Căn cứ vào đó, có thể tìm đ-ợc thời gian từ lúc ném vật tới lúc nó lên đến độ cao cực đại

Tính t: Lúc vật rơi tới đất h = v0t - gt2/2 = 0

Suy ra t (v0 – gt/2) = 0 hay t = 0 ( nghĩa là lúc vật bắt đầu đ-ợc ném lên,

ta loại nghiệm này ) và t = 2v0/g = 2 20/10 = 4 (s)

Tính vận tốc của vật lúc rơi tới mặt đất:

v = v0 - gt = v0 - g.2v0/g = - v0 = - 20 (m/s)

Dấu (-) chứng tỏ vận tốc này ng-ợc chiều với vận tốc lúc bị ném lên

* Định h-ớng t- duy học sinh: Đây là bài tập dễ đối với học sinh nên kiểu định

h-ớng giáo viên cần đ-a ra là định h-ớng ơrixtic với các câu hỏi có thể là:

Câu hỏi 1 : Về bản chất, chuyển động ném thẳng đứng lên là chuyển động gì?

Câu hỏi 2 : ở độ cao cực đại vật có vận tốc bằng bao nhiêu ?

Câu hỏi 3: Có nhận xét gì về thời gian vật chuyển động lên và thời gian vật

chuyển động xuống ?

Bài 2:

Một ngày có ba chuyến tàu khởi hành từ Hà Nội (HN) vào thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM), đồng thời có ba chuyến tàu từ thành phố Hồ Chí Minh ra

Hà Nội Giả sử hành trình của mỗi chuyến là đúng hai ngày thì hành khách đi tàu gặp mấy chuyến tàu đi ng-ợc ?

* Gợi ý ph-ơng pháp giải:

Trong hai ngày ngồi trên tàu hành khách đi tàu có thể gặp đ-ợc những chuyến tàu nào đi ng-ợc: Khởi hành tr-ớc tàu, khởi hành cùng lúc với tàu và khởi hành sau tàu?

* H-ớng dẫn các cách giải:

- Cách thứ nhất : Dùng lập luận

Xét một chuyến tàu bất kỳ khởi hành từ Hà Nội thì, trong hai ngày đi trên

đ-ờng, đoàn tàu sẽ gặp các chuyến tàu ra, khởi hành từ thành phố Hồ Chí Minh trong hai ngày ấy, tức là : 3 2 = 6 chuyến Đồng thời gặp các chuyến tàu khởi hành từ TPHCM trong 2 ngày tr-ớc, tức là 6 chuyến nữa Tuy nhiên trong 6 chuyến này, thì chuyến ra thứ nhất tới ga HN đúng lúc chuyến tàu HN khởi hành, nên 2 tàu gặp nhau trong ga, không phải ở trên đ-ờng nên không tính Do

đó, mỗi chuyến tàu ra, vào trên đ-ờng chỉ gặp 6 + 5 = 11 chuyến tàu đi ng-ợc chiều mà thôi

Đồ thị của các tàu khởi hành từ HN vào thành phố HCM là những đoạn thẳng song song và bằng OA

Đồ thị của các tàu xuất phát từ thành phố HCM ra HN là những đoạn thẳng song song và bằng OB

Xét một đồ thị bất kỳ ( chẳng hạn đoạn OA: đồ thị tàu đi từ HN vào thành phố HCM)

Giao điểm của đồ thị này với những đoạn thẳng song song và bằng BO cho biết số tàu gặp dọc đ-ờng

Theo đồ thị, ta thấy hành khách đi tàu gặp 11 chuyến tàu đi ng-ợc

- Cách giải thứ ba: Phối hợp lập luận và đồ thị

Giả sử xét một chuyến tàu bất kỳ, ta nhận thấy :

+ Khi tàu sắp khởi hành thì có một chuyến tàu chạy từ hai ngày tr-ớc đến + Khi tàu vừa mới khởi hành thì có hai chuyến tàu hai hôm tr-ớc đến + Trong quá trình tàu chạy sẽ gặp tiếp 3 chuyến tàu khởi hành tr-ớc tàu một ngày, 3 chuyến tàu khởi hành cùng ngày với tàu và 3 chuyến tàu khởi hành sau một ngày Khi tàu đến bên kia thì có một chuyến tàu khác chuẩn bị khởi hành

Nh- vậy, nếu chỉ tính trong thời gian tàu chạy từ ga này sang ga kia thì hành khách gặp 11 chuyến tàu chaỵ ng-ợc

Lập luận đ-ợc diễn tả bằng đồ thị sau đây:

- Có thể dùng đồ thị để giải bài tập này đ-ợc không?

- Để khảo sát đ-ợc sự gặp gỡ của các chuyến tàu thì đồ thị phải có dạng nh- thế nào?

- Thời gian phải xét là mấy ngày? Bắt đầu từ khi nào, kết thúc vào lúc nào?

Bài 3:

Một đoàn tàu đang chuyển đông với vận tốc không đổi thì toa cuối cùng

bị rời ra Tìm tỉ số giữa quãng đ-ờng tàu đi đ-ợc tính từ lúc đứt tới khi toa cuối cùng dừng lại Biết rằng sau sự cố đoàn tàu tiếp tục chuyển động với vận tốc cũ

Vì t là thời gian chung cho cả hai nên có thể tính đ-ợc dựa vào công thức vận tốc của toa đứt : vt = vo + at = 0 suy ra at = - vo

Hình trên cho thấy AB là đồ thị vận tốc đoàn tàu , AC là đồ thị vận tốc của toa

đứt, trong đó t0 là thời điểm dừng lại Rõ ràng là diện tích hành chữ nhật OABC

gấp đôi diện tích tam giác OAC , do đó S1/S2 = 1/2

* Định h-ớng t- duy học sinh : Kiểu định h-ớng đối với bài tập này là định

h-ớng ơrixtic Hệ thống câu hỏi định h-ớng tìm tòi là :

1 Kể từ khi bị đứt đến khi dừng lại vận tốc của toa đứt biến thiên nh- thế nào

2 Trong thời gian đó các quãng đ-ờng toa đứt và đoàn tàu đã đi đ-ợc liên hệ ra

sao ?

3 Quan hệ giữa đồ thị vận tốc và quãng đ-ờng đi của một chuyển động bất kì là

gì ?

Bài 4:

Một ô tô chuyển động thẳng đều với vận tốc v1 = 54 km/h Một hành

khách cách ô tô đoạn a = 400 m và cách đ-ờng đoạn d = 80 m muốn đón ô tô

Hỏi ng-ời ấy phải chạy theo h-ớng nào và với vận tốc nhỏ nhất là bao

b

*Gợi ý ph-ơng pháp giải :

- Cách giải thứ nhất: Lập biểu thức của vận tốc ( v2 ) thông qua việc giả

định vị trí gặp nhau giữa ng-ời và ô tô ( sử dụng hình vẽ ) Căn cứ vào biểu thức,

tìm (v2 ) min

- Cách giải thứ hai : Dùng công thức cộng vận tốc và biểu diễn bằng hình

vẽ, xác định v21 Từ đó biện luận để có ( v2 )min

*H-ớng dẫn các cách giải:

- Cách thứ nhất: Gọi C là vị trí ng-ời gặp đ-ợc ô tô, t là thời gian ng-ời

chạy Từ hình vẽ ta có:

AC = v2 .t BC = v1.t

áp dụng định lý hàm sin cho tam giác ABC:

A

v 2 

d

 v1

B C

AC/sin = BC/sin  v2.t/sin = v1.t/sin  v2 = v1.sin/sin

Do v1 ,  không đổi nên : (v2)min khi ( sin )max = 1  = 900  v2

 AB Vậy (v2 )min = sin.v1 = v1 d/a = 54.80/400 = 10,8 km/h

-Từ hình vẽ, có thể xác định đ-ợc điểm gặp nhau? Thông qua đó có thể tính

đ-ợc quãng đ-ờng ng-ời và xe đi đ-ợc? Vận tốc ng-ời nhỏ nhất ứng với h-ớng chạy nh- thế nào?

- Có thể dùng công thức cộng vận tốc để giải bài tập này không?

* Các bài tập cùng dạng :

Bài 5 :

Chứng minh rằng , trong chuyển động thẳng biến đổi đều, vận tốc trung bình trên một đoạn đ-ờng bằng trung bình cộng của vận tốc ban đầu và vận tốc cuối của đoạn đ-ờng đó

*Gợi ý ph-ơng pháp giải :

Cách 1 ( Ph-ơng pháp giải tích) : Sử dụng các công thức trong chuyển

động thẳng biến đổi đều và công thức tính vận tốc tính vận tốc trung bình

có một thuyền xuất phát Khi tới bến mỗi thuyền ngừng 20 phút rồi quay về

a) Cần bao nhiêu thuyền cho đoạn sông ?

b) Một thuyền khi đi từ A đến B gặp bao nhiêu thuyền ? Khi đi từ B về A gặp bao nhiêu thuyền ?

b Cũng câu hỏi nh- thế nh-ng thay k = 0.25 bởi k = 0.5

 Định h-ớng t- duy học sinh

Bài này sử dụng kiểu định h-ớng ơrixtic nhằm phát huy tính tích cực, độc lập, sáng tạo cho học sinh với hệ thống câu hỏi có thể là:

- Mục đích của việc thay k=0,25 bởi k=0,5 là gì ?

- Khi hệ số ma sát tăng lên, sẽ làm ảnh h-ởng đến những yếu tố nào ?

- Trong điều kiện bài toán, vật có thể tr-ợt lên hết chiều dài dốc đ-ợc không ? -Vật sẽ dừng lại ở điểm cách chân dốc bao nhiêu ?

*H-ớng dẫn giải bài tập :

- Chọn trục ox dọc theo mặt dốc h-ớng lên, trục oy vuông góc với mặt

dốc h-ớng lên lực tác dụng vào vật khi lên dốc: P , N , Fms

Trong đó : sin = h/l = 1/5, cos = 1-1/25 = 26/5

Suy ra: a = ( - p.sin - k.m.g.cos )/m = -g(sin + k.cos)

Bài 8:

Một vật m1 có khối l-ợng 20kg có thể tr-ợt không ma sát trên mặt phẳng

ngang Đặt lên m1 vật m2 khối l-ợng 5 kg Hệ số ma sát giữa m1 và m2 là k = 0.2

tác dụng lên m2 lực F = 20N theo ph-ơng ngang để m2 tr-ợt trên m1 Cho g = 10

m/s2

a) Tìm gia tốc của m1 và m2

b) Cũng câu hỏi nh- trên nh-ng thay F = 20N bởi F = 12N

*Định h-ớng t- duy cho học sinh :

- Khi thay giá trị của lực tác dụng lên m2 là F = 12N thì m2 có còn tr-ợt

- Theo định luật II newton :

P2 + N12 + F + Fms12 = m2.a2

P1 + N21 + N + Fms21 = m1.a1 Trong đó : N12 = N21 = P2 = m2.g

Fms12 = Fms21 = Fms

- Chiếu 2 ph-ơng trình lên trục ox :

F - Fms = m2a2

Fms = m1a1 a) Vì m2 tr-ợt trên m1 nên lực ma sát đ-ợc tính theo công thức:

Fms = km2g = 0.2.5.10 = 10 (N) Suy ra: a1 = Fms/m1 = 10/20 = 0.5 (m/s2)

a2 = (F-Fms)/m2 = (20-10)/5 = 2 (m/s2)

b) ở câu này, học sinh th-ờng hay lầm lẫn khi cho rằng vì F=12N > km2g = 10N nên lực ma sát vẫn là ma sát tr-ợt Vì vậy sai lầm mắc phải là thực hiên việc tính toán t-ơng tự câu a

Vậy để giải câu b tr-ớc hết ta phải tìm hiểu xem khi tác dụng vào m2 lực F

= 12N thì m2 có còn tr-ợt trên m1 đ-ợc không Muốn vậy ta phải đ-a ra điều kiện để m2 tr-ợt trên m1, đó là: a2 > a1 ( và Fms = km2g)

Đáp số : a) tg 2k

b) cotg  cotg2 với  = arctgk

2.2.2.2 Các bài tập nhằm bồi d-ỡng tính linh hoạt của t- duy

2.2.2.2.1 Dạng bài tập thiết kế ph-ơng án thí nghiệm:

- Sử dụng định luật bảo toàn động l-ợng cho va chạm giữa các vật

- Dựa vào các ph-ơng trình chuyển động, tìm vận tốc các vật tr-ớc và sau va chạm

* H-ớng dẫn giải bài tập :

Đây là một trong những ph-ơng án đơn giản:

- Các dụng cụ cần dùng: Một máng nghiêng có một phần ngắn nằm ngang đ-ợc

kẹp giữ ở một độ cao h trên mặt bàn, một chiếc th-ớc đo có chia độ

- Tiến trình thực hiện ph-ơng án:

+ Ch-a sử dụng vật A cho vật B lăn từ trên đỉnh máng nghiêng xuống, B chạm bàn tại vị trí 1 Đo tầm xa S1 , suy ra vận tốc v1 của B tại điểm cuối máng nghiêng ( đây sẽ là vận tốc của B tr-ớc va chạm với A đặt tại phần nằm ngang của máng ): v1 = s1/ t

+Đặt A tại phần nằm ngang của máng, cho B lăn xuống va chạm với A, B chạm bàn tại (1’), A chạm bàn tại (2’) Đo tầm xa s1’,s2’ suy ra vận tốc của A và

B sau va chạm:

v1’ = s1’/ t v2’ = s2’/ t

áp dụng định luật bảo toàn động l-ợng trong va chạm giữa A và B:

- Tiến trình thực hiện: Buộc quả cân vào một đầu sợi dây và treo con lắc

đó lên trần toa xe Nếu chuyển động của xe lửa là chuyển động nhanh dần đều thì con lắc sẽ lệch cho tới khi lực tổng hợp F của trọng lực P và lực căng T của dây có giá trị đủ để truyền cho quả cân gia tốc của xe lửa

Từ sự đồng dạng của hai tam giác vuông ABO và DAC , ta có:

AB/OA = BO/AC  DA/AC = AB/BO

Hay: F/P = AB/BO  ma/mg =.x/  l2 – x2  a = g.x/  l2 – x2

Với: l là chiều dài con lắc

x là khoảng cách từ con lắc tới vị trí cân bằng của nó theo ph-ơng ngang

Vậy: Xác định a bằng cách đo l và x rồi thay vào biểu thức trên

* Chú thích 1: Thay vì dùng th-ớc dài, ta có thể sử dụng một chiếc th-ớc đo góc:

Do ABO DAC nên: AB/DA = BO/AC

 AB/BO = DA/AC  tg AOB = tg ACD = F/P = m.a/m.g = a/g

Ta tìm đ-ợc gia tốc của xe lửa:

a = g.tgAOB

Vậy đo góc AOB để xác định a

* Chú thích 2: Nếu không dùng th-ớc, ta có thể sử dụng một chiếc lực kế:

động trong thời tiết lặng gió ?

* Gợi ý ph-ơng pháp giải : Vận tốc của giọt n-ớc m-a đối với xe đang chuyển

động bằng tổng vectơ của vận tốc đối với mặt đất và vận tốc của đất đối với xe Hãy xét sự định h-ớng đối với nhau của ba vectơ đó

Bài 13:

Hai quả cầu rỗng có cùng trọng l-ợng , cùng thể tích và đ-ợc sơn bằng cùng một mầu ch-a có một vết x-ớc Một trong hai quả cầu bằng đồng và quả kia bằng nhôm Làm thế nào bằng ph-ơng pháp giản đơn nhất xác định đ-ợc quả cầu nào làm bằng đồng, quả nào làm bằng nhôm ?

 Gợi ý ph-ơng pháp giải: Với cùng khối l-ợng, một bánh xe làm d-ới dạng

vành sẽ khó quay hơn một bánh xe đặc