Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập theo hướng phát huy tính tích cực tự lực của học sinh trong dạy học chương chất khí lớp 10 thpt luận văn thạc sỹ vật lý

Thiết kế một số tiến trình dạy học có sử dụng hệ thống bài tập đã được xây dựng theo hướng phát huy tính tích cực tự lực của học sinh...69 3.4.3... Trước những lý do trên, tôi đã chọn đề

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐỖ THỊ VÂN

X¢Y DùNG Vµ Sö DôNG HÖ THèNG BµI TËP THEO H¦íNG PH¸T HUY TÝNH TÝCH CùC Tù LùC CñA HäC SINH TRONG D¹Y HäC CH¦¥NG “CHÊT

KHÝ” LíP 10 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN – 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

ĐỖ THỊ VÂN

X¢Y DùNG Vµ Sö DôNG HÖ THèNG BµI TËP THEO H¦íNG PH¸T HUY TÝNH TÝCH CùC Tù LùC CñA HäC SINH TRONG D¹Y HäC CH¦¥NG

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện Luận văn, tôi đã nhận được sự động

viên và giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS TS Hà Văn Hùng,

người đã hướng dẫn tôi trong suốt thời gian qua Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ quý báu này

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Sau Đại học và khoa Vật lý trường Đại học Vinh đã nhiệt tình giảng dạy và chỉ bảo cho tôi trong suốt khóa học

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và các giáo viên trong Trường THPT Quảng Xương II đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi tiến hành thực nghiệm đề tài của mình

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng luận văn vẫn không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận được ý kiến góp ý của các Thầy, Cô, đồng nghiệp, bạn bè để kịp thời sửa chữa, hoàn thiện luận văn của mình

Xin chân thành cảm ơn

Vinh, tháng 10 năm 2012

Tác giả

Đỗ Thị Vân

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Giả thuyết khoa học 3

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 4

7 Đóng góp mới của luận văn 4

8 Cấu trúc của luận văn 4

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 5

1.1 Quan niệm về phương pháp dạy học và phương pháp dạy học tích cực trong dạy học Vật lý 5

1.1.1 Quan niệm về phương pháp dạy học 5

1.1.2 Phương pháp dạy học tích cực trong dạy học Vật lý 5

1.2 Cơ sở lý luận về tính tích cực trong dạy học 8

1.2.1 Bản chất của học và chức năng của dạy trong hệ tương tác dạy học 8

1.2.2 Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh 10

1.3 Bài tập Vật lý và việc bồi dưỡng năng lực tư duy cho học sinh trong quá trình dạy học 15

1.3.1 Vai trò của BTVL trong việc bồi dưỡng năng lực tư duy của học sinh 15

1.4 Định hướng tư duy cho học sinh trong quá trình giải bài tập Vật lý 16

1.5 Bài tập Vật lý 17

1.5.3 Vai trò của bài tập Vật lý 19

1.5.4 Phân loại bài tập Vật lý 21

1.6 Bảo đảm các yêu cầu cơ bản trong việc dạy học bằng bài tập 22

1.7 Quan hệ giữa hoạt động giải bài tập Vật lý với việc nâng cao tính tích cực tự lực cho học sinh 23

1.8 Tình hình sử dụng bài tập Vật lý để phát huy tính tích cực tự lực cho học sinh hiện nay 24

Kết luận chương 1 25

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍCH CỰC TỰ LỰC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” - LỚP 10 THPT 26

2.1 Mục tiêu dạy học chương “Chất khí” 26

2.1.1 Phân tích nội dung chương “Chất khí” trong chương trình Vật lý 10 THPT 26

2.1.2 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “chất khí” 28

2.2 Một số kiến thức cơ bản chương “Chất khí” 29

2.3 Xây dựng hệ thống bài tập theo hướng phát huy tính tích cực tự lực của học sinh trong dạy học chương “Chất khí”- Lớp 10, nâng cao 32

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng, tuyển chọn và phân loại bài tập theo lôgic nhận thức trong hệ thống bài tập chọn lọc 32

2.3.2 Một số nét chung khi giải bài tập chương “Chất khí” 33

2.4 Các bài toán được đề cập trong chương “Chất khí” 34

2.4.1 Bài toán 1: “Thuyết động học phân tử chất khí, cấu tạo chất” 34

2.4.4 Bài toán 4: Bài toán về phương trình trạng thái của khí lý tưởng 55

2.4.5 Bài toán 5: Phương trình trạng thái Men-đê-lê-ep - Cla-pê-rông áp dụng cho hỗn hợp khí Định luật Đanton 60

2.4.6 Bài toán 6: Bài toán đồ thị 64

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 67

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 67

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 67

3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 67

3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm 67

3.4.1 Công tác chuẩn bị 67

3.4.2 Thiết kế một số tiến trình dạy học có sử dụng hệ thống bài tập đã

được xây dựng theo hướng phát huy tính tích cực tự lực của học sinh 69

3.4.3 Tiến hành thực nghiệm 72

3.4.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 73

3.5 Đánh giá kết quả học tập của học sinh 74

Kết luận chương 3 78

KẾT LUẬN 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

THPT : Trung học phổ thông

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Điều 28 Luật giáo dục (2005) quy 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 môn học, lớp học, bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS ”

Trong những năm gần đây định hướng đổi mới này đã và đang được thực hiện ở tất cả các cấp học, các môn học, được thể hiện bằng việc đổi mới nội dung, chương trình sách giáo khoa và vận dụng các phương pháp dạy học tích cực trong dạy học Việc làm này đã góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả trong dạy học và giáo dục

Trong dạy học, bài tập Vật lý giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lý ở trường phổ thông Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lý, những hiện tượng vật

lý, biết phân tích chúng và ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống

Khi giải các bài tập vật lý sẽ giúp hình thành các phẩm chất cá nhân của học sinh như tình yêu lao động, hăng say tim tòi, sáng tạo, khả năng độc lập suy nghĩ, tự lực trước một vấn đề mới bài tập, phát triển tư duy học và đam mê vật lý của học sinh Vì vậy, phương pháp giải bài tập vật lý là phương tiện quan trọng để giải toán vật lý đạt hiệu quả cao và có chất lượng

Qua tìm hiểu và nghiên cứu, tôi thấy một số thực trạng sau:

Về phía giáo viên:

Trình độ năng lực, tổ chức hoạt động dạy học của nhiều giáo viên còn nhiều hạn chế, phương pháp dạy học chủ yếu vẫn là truyền thụ một chiều

Thiếu kỹ năng sử dụng các phương tiện kỹ thuật dạy học hiện đại nên khó trực quan kiến thức làm cho học sinh giảm niềm tin vào khoa học

Về phía học sinh:

Chưa xác định được động cơ học tập đúng đắn

Lối tư duy thụ động, ít quan tâm đến hiện tượng nên không hiểu bản chất, nên khi đọc bài tập học sinh rất khó định hướng cách giải mà trông chờ vào sự hướng dẫn của giáo viên

Nhiều học sinh ngại lao động trí óc, do dành nhiều thời gian vui chơi giải trí nên lười học, từ đó có lối học thụ động

Một yếu tố khách quan là nhiều học sinh có hoàn cảnh khó khăn nên các em có ít thời gian dành cho học tập, có ít tài liệu tham khảo, ít giao lưu, rụt rè, nhút nhát nên trình độ tư duy lý luận thấp

Xuất phát từ đặc điểm của phần Vật lý phân tử và nhiệt học mà học sinh đã được làm quen một phần ở lớp 8, nay lại được tiếp tục hoàn thiện ở mức cao hơn ở lớp 10, 11 trung học phổ thông Đây là phần rất trọng tâm nhưng lại rất trừu tượng, có liên quan đến phần cơ học, điện học, có nhiều hiện tượng bị chi phối bởi các định luật Vật lý, thuyết Vật lý, liên quan đến các máy móc, thiết bị, động cơ nhiệt, máy lạnh…

Trước những lý do trên, tôi đã chọn đề tài nghiên cứu: Xây dựng và sử

dụng hệ thống bài tập theo hướng phát huy tính tích cực tự lực của học sinh trong dạy học chương “Chất khí” - lớp 10 THPT

2 Mục đích nghiên cứu

- Xây dựng và phát triển hệ thống bài tập chương “Chất khí”- Vật lý 10

- Thiết kế phương án dạy học với hệ thống bài tập đã soạn nhằm phát huy tính tích cực tự lực của học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng

- Bài tập trong dạy học Vật lý

- Phương pháp giải các loại bài tập chương “Chất khí”

- Học sinh lớp 10- THPT Quảng Xương II

3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu bài tập phần “Chất khí”

- Tổ chức hoạt động dạy học phần “Chất khí” ở trường THPT QXII

4 Giả thuyết khoa học

Nếu áp dụng các phương pháp dạy học tích cực và hệ thống bài tập đã được xây dựng trong dạy học chương chất khí – lớp 10 THPT thì sẽ nâng cao hiệu quả học tập của học sinh và nâng cao tính tích cực tự lực học tập của học sinh và khơi dậy niềm đam mê Vật lý

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Tìm hiểu cơ sở lý luận của vấn đề phát huy tính tích cực tự lực của học sinh

5.2 Hệ thống bài tập chương “Chất khí” nhằm phát huy tính tích cực tự lực của học sinh

5.3 Nghiên cứu cơ sở lý luận về BT trong dạy học Vật lý, mối liên hệ giữa nắm vững kiến thức và giải BTVL

5.4 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong việc BTVL của học sinh 5.5 Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, chuẩn kiến thức kỹ năng Vật lý lớp 10 chương “Chất khí” nhằm tạo cơ sở xây dựng hệ thống bài tập 5.6 Tìm hiểu thực trạng việc sử dụng bài tập ở trường THPT Quảng Xương II - huyện Quảng Xương - tỉnh Thanh Hóa

5.7 Thiết kế các phương án dạy học với hệ thống bài tập đã soạn nhằm phát huy tính tích cực tự lực của học sinh

5.8 Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi, hiệu quả của các phương án đã thiết kế, điều chỉnh, hoàn thiện

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu lý luận: Đọc sách, tài liệu liên quan đến những vấn đề của đề tài

6.2 Nghiên cứu thực tiễn: Điều tra sơ bộ về việc giảng dạy BTVL ở trường THPT Quảng Xương II, áp dụng cụ thể cho chương “Chất khí”

6.3 Thực nghiệm sư phạm ở trường THPT Quảng Xương II để đánh giá các biện pháp đã đề xuất trong luận văn

7 Đóng góp mới của luận văn

Với hệ thống bài tập đã biên soạn khoa học, đa dạng, thực tế luận văn

sẽ là đóng góp tích cực vào công tác giảng dạy cho giáo viên; kích thích được niềm đam mê học Vật lý, tinh thần tự lực học tập của học sinh lớp 10 THPT

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, nội dung luận văn được chia làm 3 chương:

Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập Vật lý trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông

Chương II: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập theo hướng phát huy tính tích cực tự lực của học sinh trong dạy học chương “chất khí” – lớp 10 THPT

Chương III: Thực nghiệm sư phạm

1.1.1 Quan niệm về phương pháp dạy học

Theo lí luận dạy học, quá trình dạy học được xem như một quá trình kết hợp biện chứng giữa hoạt động dạy của GV với hoạt động học của HS Vì vậy bất cứ một phương pháp dạy học nào cũng là một hệ thống các hoạt động

có định hướng của GV nhằm tổ chức hoạt động nhận thức và hoạt động thực hành của HS, đảm bảo cho HS nắm vững nội dung trí dục và đạt được các mục tiêu đã đề ra Nói cách khác, phương pháp dạy học là cách thức hoạt động có tổ chức và tác động lẫn nhau của người giáo viên và của học sinh nhằm đạt được các mục tiêu dạy học đã đặt ra

Như vậy, phương pháp dạy học có những dấu hiệu đặc trưng sau:

- Phản ánh sự vận động của quá trình nhận thức của học sinh nhằm đạt được mục đích đặt ra

- Phản ánh sự vận động của nội dung đã được nhà trường quy định

- Phản ánh cách thức trao đổi thông tin giữa thầy và trò

- Phản ánh cách thức điều khiển hoạt động nhận thức, kích thích và xây dựng động cơ, tổ chức hoạt động nhận thức và kiểm tra, đánh giá kết quả hoạt động

1.1.2 Phương pháp dạy học tích cực trong dạy học Vật lý

a) Các đặc trưng của phương pháp dạy học tích cực

Phương pháp tích cực dùng để chỉ một nhóm phương pháp giáo dục, dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học

Các phương pháp dạy học tích cực có những đặc trưng sau:

- Dạy học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của học sinh

- Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học

- Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác

- Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò

Tùy theo mức độ tham gia của học sinh vào quá trình nghiên cứu và giải quyết vấn đề, người ta phân chia dạy học giải quyết vấn đề thành bốn mức độ [11.95]

Mức độ Học sinh chứng kiến Học sinh tham gia trực tiếp

Mức độ 2:

Tìm tòi một

phần

Quá trình tìm tòi vấn đề thí nghiệm kiểm tra

- Suy đoán giả thuyết

- Suy luận lôgic từ giả thuyết tiên đoán hiện tượng mới

- Xây dựng phương án thí nghiệm kiểm tra giả thuyết/

hệ quả giả thuyết

- Quan sát ghi nhận kết quả

Cách hiểu thứ hai: PPTN theo nghĩa rộng bao gồm tất cả các khâu của quá trình nhận thức từ việc đặt vấn đề trên cơ sở các sự kiện thực nghiệm hoặc quan sát, đến khâu đề ra giả thuyết, tiến hành thí nghiệm kiểm tra giả thuyết, xử lý kết quả và rút ra kết luận về vấn đề nghiên cứu

Các yếu tố của PPTN gồm:

1 Đặt vấn đề trên cơ sở quan sát hoặc sự kiện thực nghiệm

2 Đề xuất giả thuyết

3 Suy ra hệ quả lôgic

4 Xác lập phương án thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết hoặc hệ quả của giả thuyết

5 Tiến hành thí nghiệm, xử lí kết quả

6 Rút ra kết luận xác nhận hay bác bỏ giả thuyết

Như vậy, trong PPTN Vật lý bao hàm cả quan sát, đo đạc, các phép suy luận tương tự… song chúng không phải là những phương pháp độc lập mà với tư cách là những thủ thuật thực nghiệm

* Phương pháp dạy học kết hợp giữa tập thể và cá nhân - dạy học theo nhóm

Trong học tập không phải mọi tri thức, kĩ năng, thái độ đều được hình thành bằng con đường hoạt động cá nhân đơn thuần Bởi vì, trong một lớp học trình độ kiến thức, tư duy của HS không thể đồng đều tuyệt đối Để đảm bảo cường độ và tiến độ học tập diễn ra như mong muốn, đạt hiệu quả cao thì việc phối hợp giữa các cá nhân trong hoạt động học tập là rất cần thiết Lớp học là một môi trường giao tiếp giữa thầy - trò, trò - trò tạo nên mối quan hệ hợp tác giữa các cá nhân trên con đường đi tìm chân lí Thông qua thảo luận, tranh luận trong tập thể, ý kiến cá nhân được điều chỉnh, khẳng định hay bác

bỏ Qua đó người học nâng lên một trình độ mới; bài học vận dụng được vốn hiểu biết, kinh nghiệm của mỗi cá nhân và cả lớp

Trong hoạt động học tập hợp tác, tính cách và năng lực của mỗi cá nhân được bộc lộ, được uốn nắn; tình bạn, ý thức tổ chức kỉ luật, tinh thần tương trợ cộng đồng được phát triển

1.2 Cơ sở lý luận về tính tích cực trong dạy học

1.2.1 Bản chất của học và chức năng của dạy trong hệ tương tác dạy học

1.2.1.1 Bản chất hành động của sự học

Theo quan điểm tâm lý học tư duy, sự học là sự phát triển về chất của cấu trúc hành động Tùy thuộc vào sự phát triển cấu trúc hành động học của

chủ thể mà chất lượng, hiệu quả của sự học có thể khác nhau ứng với cùng một hành vi bề ngoài giống nhau Ở đây hành vi được xem như kết quả biểu hiện bên ngoài của hành động còn cách thức để đạt tới kết quả đó được xem như cấu trúc bên trong của hành động học

Theo Phạm Hữu Tòng: “Sự học phải là một quá trình hình thành và phát triển của các dạng thức hành động xác định, thông qua thích ứng của chủ thể với tình huống hoạt động của chủ thể tồn tại tương ứng với động cơ thúc đẩy hoạt động

đó Hoạt động có đối tượng cấu thành từ hành động, hành động gồm các thao tác Hành động có mục đích, điều kiện, phương tiện cụ thể” [14]

Như vậy ta có thể hiểu: Sự học nói chung là sự thích ứng của người học với những tình huống thích đáng làm nảy sinh và phát triển ở người học những dạng hoạt động xác định, phát triển ở người học những năng lực thể chất, tinh thần và nhân cách của cá nhân

1.2.1.2 Chức năng tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động của

sự dạy

Như đã nói ở trên, học là hành động của HS xây dựng kiến thức cho

bản thân và vận dụng kiến thức của mình Điều đó cũng có nghĩa dạy học là

dạy hành động (hành động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng tri thức) Do đó, trong dạy học, GV cần tổ chức các tình huống học tập đòi hỏi

sự thích ứng của HS, đồng thời kiểm tra và định hướng hành động của HS theo một chiến lược hợp lí sao cho HS tự chủ chiếm lĩnh tri thức, đồng thời năng lực trí tuệ và nhân cách toàn diện của họ từng bước phát triển

Trong hệ tương tác dạy học, tương tác trực tiếp giữa các học sinh với nhau và giữa học sinh với giáo viên là sự trao đổi, tranh luận giữa các cá nhân với nhau Nhờ đó từng cá nhân học sinh tranh thủ sự hỗ trợ xã hội từ phía giáo viên và tập thể học sinh trong quá trình chiếm lĩnh xây dựng tri thức

1.2.2 Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh

1.2.2.1 Khái niệm và phân loại tính tích cực hoạt động nhận thức

a) Khái niệm

Tính tích cực là các hoạt động nhằm chuyển biến vị trí của người học

từ thụ động sang chủ động, từ đối tượng tiếp nhận tri thức sang chủ động tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả “Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức của học sinh đặc trưng ở khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực

Tính tích cực học tập là một hiện tượng sưphạm biểu hiện ở sự gắng sức cao về nhiều mặt trong hoạt động học tập Học tập là một trường hợp riêng của nhận thức, vì vậy nói tới tính tích cực học tập thực chất nói tới tính tích cực nhận thức

Như vậy, tính tích cực học tập chính là phẩm chất, là sự cố gắng của mỗi HS Đối với HS trong quá trình học tập đòi hỏi phải có những nhân tố, tính lựa chọn thái độ đối với đối tượng nhận thức, đề ra cho mình mục đích, nhiệm vụ cần giải quyết sau khi đã lựa chọn đối tượng, cải tạo đối tượng trong hoạt động sau này nhằm giải quyết vấn đề Hoạt động mà thiếu những nhân tố trên thì không thể nói là tính tích cực nhận thức

b) Phân loại tính tích cực hoạt động nhận thức

Tính tích cực trong hoạt động học tập của HS có thể đạt được ở nhiều cấp độ tùy thuộc vào phẩm chất và sự cố gắng của mỗi em Tùy theo việc huy động chủ yếu những chức năng tâm lí nào và mức độ huy động những chức năng tâm lí đó mà người ta phân ra ba loại tính tích cực:

- Tính tích cực tái hiện (bắt chước): Chủ yếu dựa vào trí nhớ và tư duy

tái hiện (học sinh tích cực bắt chước hoạt động của GV và các bạn trong lớp)

- Tính tích cực tìm tòi: Đặc trưng bởi bằng sự bình phẩm, phê phán,

tìm tòi tích cực về mặt nhận thức, óc sáng kiến, lòng khao khát hiểu biết,

hứng thú học tập (học sinh tự giải quyết được các vấn đề đã nêu ra, lựa chọn được lời giải hợp lý nhất trong các cách giải quyết đã biết) Tính tích cực đó không hạn chế trong khuôn khổ những yêu cầu của GV

- Tính tích cực sáng tạo: Đây là cấp độ cao nhất của tính tích cực nhận

thức; nó đặc trưng bằng con đường khẳng định riêng của mình, không giống với con đường mà mọi người đã thừa nhận, đã trở thành chuẩn hóa (HS có khả năng mang kiến thức đã biết vào tình huống mới, phát hiện những vấn đề mới trong tình huống đã biết…)

1.2.2.2 Nguyên nhân của tính tích cực nhận thức và các mặt của tính tích cực nhận thức

a) Nguyên nhân của tính tích cực nhận thức

Tính tích cực nhận thức của HS nảy sinh trong quá trình học tập nhưng

nó là kết quả của nhiều nguyên nhân, có nguyên nhân hình thành từ quá khứ, thậm chí từ lịch sử lâu dài của nhân cách

Tính tích cực của nhận thức phụ thuộc vào các nhân tố như: hứng thú, nhu cầu, động cơ, năng lực, ý chí, sức khỏe, môi trường… Trong đó hứng thú

là nhân tố được GV quan tâm nhất, vì:

- Có thể hình thành hứng thú ở HS một cách nhanh chóng và bất kì lúc nào của quá trình dạy học

- Có thể gây hứng thú cho HS ở mọi lứa tuổi

- Quan trọng hơn cả là việc gây hứng thú cho HS nằm trong khả năng của người thầy “Người thầy có thể điều khiển hứng thú của học sinh qua các yếu tố của quá trình dạy học: nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức

tổ chức qua các bước lên lớp như mở bài, bài giảng mới, củng cố, vận dụng, kiểm tra kiến thức, mối quan hệ thầy - trò”

b) Các mặt của tính tích cực:

Tính tích cực bao gồm hai mặt: mặt tự phát và mặt tự giác

- Mặt tự phát: là yếu tố tiềm ẩn của từng cá nhân học sinh; nó biểu hiện bằng tính tò mò, hiếu kì, hiếu động, linh hoạt và sôi nổi trong hành vi mà ở trẻ đều có trong mức độ khác nhau

- Mặt tự giác: là trạng thái tâm lí có mục đích và đối tượng rõ rệt, thể hiện óc quan sát, tính phê phán, tính tò mò khoa học

Tính tích cực nhận thức có hạt nhân là hoạt động tư duy của cá nhân được tạo nên do sự thúc đẩy của hệ thống nhu cầu đa dạng Tính tích cực nhận thức và tính tích cực học tập có liên quan chặt chẽ với nhau nhưng không phải đồng nhất Trong một số trường hợp, có thể tích cực ở bên ngoài mà không phải là tích cực ở trong tư duy Tính tích cực bên ngoài được biểu hiện ở sự thực hiện các nề nếp, các yêu cầu của GV, các thao tác, hành vi bên ngoài có thể kiểm soát được Mặt khác, do bản thân HS có động cơ, mục đích học tập, khi tiếp thu các tác động bên ngoài đã biến thành những nhu cầu nhận thức, tích cực đào sâu suy nghĩ một cách tự giác, đó là tính tích cực bên trong đẫn đến sự độc lập phát triển của cá nhân Tính tích cực bên ngoài là cần thiết nhưng tính tự giác bên trong là yếu tố quyết định sự phát triển của mỗi cá thể

1.2.2.3 Biểu hiện và vai trò của tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh

a) Biểu hiện của tính tích cực hoạt động nhận thức

Tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh biểu hiện ở chỗ:

- Sự chú ý học tập của học sinh, sự hăng hái tham gia vào giải quyết các vấn đề học tập,

- Thường xuyên có những thắc mắc, đòi hỏi giáo viên giải thích cặn kẽ các vấn đề chưa rõ

- Có hứng thú học tập

- Học sinh chủ động linh hoạt sử dụng các kiến thức, kĩ năng hoạt động

để nhận thức các vấn đề mới

- Học sinh mong muốn được đóng góp những thông tin, kiến thức mới tìm hiểu được ở các nguồn tài liệu khác nhau

- Biết vận dụng các kiến thức vào giải bài tập hoặc áp dụng vào trong thực tiễn

- Có quyết tâm, ý chí vươn lên trong học tập, có khả năng sáng tạo trong giải quyết các vấn đề học tập

b) Vai trò của tính tích cực hoạt động nhận thức trong quá trình học tập:

Trong quá trình dạy học, hoạt động chính của HS là tích cực, tự giác lĩnh hội kiến thức Trong quá trình này, hoạt động học tập của HS diễn ra dưới sự chỉ đạo trực tiếp của GV; sự giúp đỡ của GV nhiều hay ít tùy thuộc vào đối tượng, trình độ nhận thức của học sinh, tùy theo từng giai đoạn của sự học tập

Thực tế cho thấy: Nếu trong quá trình dạy học, GV chỉ giảng giải cho

HS, đem kiến thức đến cho các em dưới dạng “chuẩn bị sẵn” thì HS không có hứng thú theo dõi bài giảng, không nắm vững kiến thức, càng không thể biến

nó thành giá trị riêng của bản thân; từ đó sinh ra ỉ lại, không cố gắng nỗ lực, kiên trì trong học tập

Ngược lại, quá trình dạy học mà hoạt động nhận thức của HS kết hợp chặt chẽ với sự điều khiển của GV thì không những HS chăm chú nghe giảng

mà còn hăng hái tham gia giải quyết vấn đề; kết quả là các em nắm vững các tri thức, kĩ năng, kĩ xảo

Có thể nói, tính tích cực học tập là điều kiện cần thiết để HS tiếp thu tài liệu một cách có ý thức, đồng thời phát triển tư duy; khi đó kiến thức vừa lĩnh hội được mới trở thành vốn riêng của bản thân

1.2.2.4 Các biện pháp phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức

Các biện pháp để phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS có thể được tóm tắt như sau:

- Nói lên ý nghĩa lí thuyết và thực tiễn, tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu

- Nội dung dạy học phải mới, cái mới ở đây không phải là xa lạ quá đối với học sinh, cái mới phải liên hệ với cái cũ; kiến thức phải có tính thực tiễn, gần gũi với sinh hoạt, với suy nghĩ hàng ngày, thỏa mãn nhu cầu nhận thức của các em

- Phương pháp dạy học phải đa dạng (phát hiện và giải quyết vấn

đề, thí nghiệm, thực hành, so sánh, làm việc độc lập…) và phối hợp chúng với nhau

- Sử dụng các phương tiện dạy học, đặc biệt là các dụng cụ trực quan

có tác dụng tốt trong quá trình kích thích hứng thú của HS

- Sử dụng các hình thức tổ chức dạy học khác nhau: Cá nhân, nhóm, tập thể, làm việc trong phòng thí nghiệm…

- Thầy giáo, bạn bè động viên, khen thưởng kịp thời khi có thành tích học tập tốt

- Luyện tập dưới các hình thức khác, vận dụng kiến thức vào thực tiễn, các tình huống mới

- Kích thích tính tích cực qua thái độ, cách ứng xử giữa GV và HS

- Phát triển kinh nghiệm sống của HS trong học tập

Như vậy, để phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS THPT đối với bộ môn Vật lý trước hết phải xác định động cơ, tạo hứng thú và nhu cầu học tập cho các em Mặt khác, Vật lý học là một bộ môn khoa học thực nghiệm, GV có thể tạo ra những tình huống bất ngờ kích thích nhu cầu đi tìm nguyên nhân của các hiện tượng khoa học, sử dụng thí nghiệm một cách khoa học… để HS phải chú ý, tạo hứng thú học tập và bắt buộc tư duy tìm cách giải quyết vấn đề, chính những điều đó sẽ phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức trong học tập Vật lý của HS

1.3 Bài tập Vật lý và việc bồi dưỡng năng lực tư duy cho học sinh trong quá trình dạy học

1.3.1 Vai trò của BTVL trong việc bồi dưỡng năng lực tư duy của học sinh

- BTVL có vai trò vô cùng quan trọng, chúng được sử dụng trong DHVL với những mục đích khác nhau

- BTVL được sử dụng như các phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc BTVL có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt kiến thức mới ở bậc trung học phổ thông với trình độ toán học đã khá phát triển, nhiều khi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập đưa ra

- BTVL là phương tiện rèn luyện cho học sinh kĩ năng kĩ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết với thức tiễn, đời sống Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

- BTVL là phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện

tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh bởi vì giải bài tập Vật lý là hình thức làm việc căn bản của học sinh Trong quá trình giải BTVL học sinh phải phân tích điều kiện trong đề bài, tự xây dựng những lập luận, thực hiện việc tính toán khi cần thiết phải tiến hành cả thí nghiệm, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng để kiểm tra kết luận của mình Trong những việc làm cụ thể đó, tư duy lôgic, tư duy sáng tạo của học sinh được nâng cao Có nhiều bài tập Vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp học sinh bồi dưỡng tư duy sáng tạo Đặc biệt là bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm

- BTVL là phương tiện ôn tập và củng cố kiến thức đã học một cách sinh động và có hiệu quả

- Thông qua việc giải bài tập Vật lý có thể rèn luyện được những đức tính tốt như: Tính độc lập, tính cẩn thận, tính kiên trì, vượt khó Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực của học sinh Trong quá trình làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài, tự xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh rút ra được nên tư duy của học sinh được phát triển, năng lực làm việc của họ nâng cao, tính kiên trì được phát triển

- BTVL là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của một học sinh một cách chính xác

1.4 Định hướng tư duy cho học sinh trong quá trình giải bài tập Vật lý

Việc giải bài tập Vật lý là sự định hướng tư duy một cách tích cực cho học sinh, thể hiện qua các hoạt động:

Một số cách thức định hướng học sinh phát huy tính chủ động sáng tạo trong việc giải bài tập vật lý

- Định hướng Angorits: Đây là kiểu định hướng hành động theo một

mẫu cho trước Kiểu định hướng 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 được giáo viên chỉ ra hoặc làm theo trong những tình huống đã quen thuộc

Kiểu định hướng này có ưu điểm là nó đảm bảo cho học sinh giải được bài tập một cách chắc chắn, giúp việc rèn luyện kĩ năng giải bài tập của học sinh có hiệu quả Tuy nhiên, nếu chỉ áp dụng kiểu định hướng 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 tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế Theo quan điểm của đề tài, để việc sử dụng kiểu định hướng Angorits vẫn phát huy được tác dụng phát triển tư duy sáng

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

- Định hướng Ơrixtic: Đây là kiểu định hướng 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 hướng Ơrixtic nhằm giúp đỡ học sinh trong việc hướng 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 hướng như vậy tạo điều kiện cho học sinh tư duy tích cực, chủ động, đáp ứng được nhu cầu rèn luyện, bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong quá trình giải bài tập

- Định hướng khái quát chương trình hóa: Đây cũng là một kiểu định

hướng tư duy học sinh tự tìm tòi cách giải quyết chứ không vạch sẵn cho học sinh các kiến thức cần dùng như cách thức hành động Nét đặc trưng của kiểu định hướng này là giáo viên định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi học sinh phải tự lực tìm tòi giải quyết Nếu học sinh không đáp ứng được thì

sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước 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 hướng của giáo viên chuyển dần thành định hướng Angorit Vấn đề cứ tiếp tục như vậy cho đến khi học sinh giải quyết được bài tập

Kiểu định hướng khái quát chương trình hóa 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 tư duy sáng tạo

1.5 Bài tập Vật lý

1.5.1 Khái niệm bài tập Vật lý

Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề không lớn được giải quyết nhờ những suy lí lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ

sở các định luật và các phương pháp Vật lí là một bài tập Vật lý Thật ra, trong các giờ học vật lý, mỗi một vấn đề xuất hiện khi nghiên cứu tài liệu giáo khoa (bài học xây dựng kiến thức mới) là một bài tập đối với học sinh Sự tư duy định hướng một cách tích cực “luôn luôn là việc giải bài tập” hiểu theo nghĩa rộng của mệnh đề đó

Trong những tài liệu sách giáo khoa cũng như những tài liệu phương pháp bộ môn, người ta thường hiểu những bài tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng Vật lý, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy Vật lý của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức Vật lý vào thực tiến là những bài tập

1.5.2 Ý nghĩa tác dụng của bài tập Vật lý

Trong việc dạy học không thể thiếu bài tập, sử dụng bài tập là một biện pháp hết sức quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học Bài tập Vật lý có những ý nghĩa tác dụng to lớn về nhiều mặt

a) Ý nghĩa trí dục:

- Làm chính xác hóa các khái niệm Vật lý, củng cố, đào sâu, và mở rộng kiến thức một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn Chỉ khi vận dụng được kiến thức vào việc giải bài tập, học sinh mới nắm được kiến thức một cách sâu sắc

- Ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất Khi ôn tập, học sinh sẽ không tập trung nếu chỉ yêu cầu họ nhắc lại kiến thức Thực tế cho thấy học sinh chỉ thích giải bài tập trong giờ ôn tập

- Rèn luyện các kĩ năng Vật lý như giải bài tập, tính toán theo công thức Vật lý… nếu là bài tập thực nghiệm sẽ rèn các kĩ năng thực hành, góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh

- Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, lao động sản xuất và bảo vệ môi trường

- Rèn luyện kĩ năng sử dụng ngôn ngữ Vật lý và các thao tác tư duy

- Làm chính xác hóa các khái niệm, định luật đã học

- Giáo dục đạo đức, tác phong như: Rèn luyện tính kiên nhẫn, sáng tạo, chính xác và phong cách làm việc khoa học Giáo dục lòng yêu thích bộ môn

Nhưng bản thân một bài tập Vật lý chưa có tác dụng gì cả: Không phải một bài tập Vật lý “hay” thì luôn có tác dụng tích cực Vấn đề phụ thuộc chủ yếu là bản thân học sinh Làm thế nào phải biết trao đúng đối tượng, phải biết cách khai thác triệt để mọi khía cạnh của bài toán, để học sinh tự mình tìm ra cách giải, lúc đó bài tập Vật lý mới thật sự có ý nghĩa

1.5.3 Vai trò của bài tập Vật lý

- Bài tập Vật lý có vai trò vô cùng quan trọng, chúng được sử dụng trong dạy học Vật lý với những mục đích khác nhau:

- Bài tập Vật lý được sử dụng như các phương tiện ngiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc Bài tập có thể là điểm khởi đầu

để dẫn dắt đến kiến thức mới ở bậc trung học phổ thông Với trình độ toán học đã khá phát triển, nhiều khi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập đưa ra

- Bài tập Vật lý là phương tiện rèn luyện cho học sinh kĩ năng kĩ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết với thực tiễn, đời sống Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

- Bài tập Vật lý là phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh bởi vì giải bài tập Vật lý là hình thức làm việc căn bản của học sinh Trong quá trình giải bài tập Vật lý học sinh phải phân tích điều kiện trong đề bài, tự xây dựng những lập luận, thực hiện việc tính toán khi cần thiết phải tiến hành cả thí nghiệm, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng để kiểm tra kết luận của mình Trong những việc làm cụ thể đó tư duy lôgic,tư duy sáng tạo của học sinh dược nâng cao.Có nhiều bài tập Vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp học sinh bồi dưỡng tư duy sáng tạo.Đặc biệt là bài tập giải thích các hiện tượng,bài tập thí nghiệm

- Bài tập Vật lý là phương tiện ôn tập và củng cố kiến thức đã học một cách sinh động và có hiệu quả

- Thông qua việc giải bài tập Vật lý có thể rèn luyện được các đức tính tốt như:tính độc lập,tính sáng tạo,tinh cẩn thận,kiên trì,vượt khó.Giải bài tập

là một trong những hình thức làm việc tự lực của học sinh.Trong quá trình làm bài tập,do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài,tự xây dựng những lập luận,kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh rút ra được nên tư duy của học sinh được phát triển,năng lực làm việc của họ được nâng cao,tính kiên trì được phát triển

- Bài tập Vật lý là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng của một học sinh một cách chính xác

1.5.4 Phân loại bài tập Vật lý

1.5.4.1 Nguyên tắc,yêu cầu của việc phân loại bài tập Vật lý

Bài tập có công dụng rộng rãi, có hiệu quả sâu sắc trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo, trong việc hình thành phương pháp chung của việc tự học hợp lý, trong việc rèn luyện kĩ năng tự lực sáng tạo

Muốn khai thác được tối đa tiềm năng trí - đức dục của bài tập, người giáo viên bộ môn cần giải quyết một loạt những vấn đề cơ bản sau đây có liên quan đến hệ thống bài tập của bộ môn mình

1.5.4.2 Xây dựng hệ thống đa cấp những bài tập của bộ môn

Phân loại các bài tập: Trước hết phải tiến hành phân loại các bài tập của

bộ môn, sưu tầm, chọn lọc, sắp xếp chúng thành kiểu (cơ bản nhất, điển hình nhất), từ đó phân loại tiếp thành phân kiểu, phân dạng… cho đến những bài tập tổng hợp phức hợp

Phân hóa các bài tập: Ở mỗi kiểu tìm ra qui luật biến hóa từ cái sơ đẳng, cơ bản, điển hình nhất (cái đơn giản coi như xuất phát) đến những bài tập ngày càng phức tạp hơn, tổng hợp hơn Đây là chuỗi bài tập theo lôgic dọc, đồng thời lại tìm ra qui luật liên kết các bài toán giữa các kiểu với nhau

Từ những bài toán điển hình, đơn giản nhất của hai hay nhiều kiểu khác nhau

“lắp ghép” thành một bài tổng hợp Đây chính là lôgic ngang của sự cấu tạo các bài tập từ nhiều kiểu khác nhau

Nắm được hai qui luật của sự hình thành bài tập, ta có thể sắp xếp chúng theo thứ tự từ bài tập dễ đến bài tập khó Từ đó mà ta có thể tùy từng trình độ của học sinh mà chọn và đưa ra bài tập vừa sức cho học sinh giải Đây là dạy học phân hóa bằng những bài tập phân hóa Dạy học theo tiếp cận này sẽ rất hiệu quả vì nó cho phép ta cá thể hóa cao độ việc dạy học cho một lớp có nhiều học sinh ở trình độ lĩnh hội khác nhau

1.6 Bảo đảm các yêu cầu cơ bản trong việc dạy học bằng bài tập

Khi sử dụng bài tập như một phương pháp dạy học, cần lưu ý những yêu cầu sau đây:

* Đảm bảo tính cơ bản gắn liền với tính tổng hợp:

Hệ thống bài tập của bộ môn phải khái quát hết những thông tin cơ bản nhất của chương trình bộ môn Nó buộc học sinh khi giải hệ thống bài tập đó phải huy động tổng hợp những kiến thức cơ bản của toàn bộ chương trình và những kiến thức hỗ trợ liên môn

* Đảm bảo tính hệ thống và tính kế thừa:

Giải bài tập Vật lý thực chất là vận dụng các qui luật của Vật lý và việc biến đổi bài tập ban đầu thành những bài tập trung gian, sơ đẳng hơn, cơ bản hơn Những bài tập cơ bản điển hình (đơn giản nhất của một kiểu nhất định) giữ vai trò rất quan trọng trong học vấn của học sinh vì chúng sẽ là kiến thức công cụ để giúp học sinh giải được những bài tập tổng hợp Do đó, giáo viên phải qui hoạch toàn bộ hệ thống những bài tập ra cho học sinh trong toàn bộ chương trình của môn học, sao cho chúng sẽ kế thừa nhau, bổ sung nhau, cái trước chuẩn bị cho cái sau, cái sau phát triển cái trước, tất cả tạo nên (cùng với nội dung các lí thuyết khác) một hệ thống toàn vẹn những kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo

* Đảm bảo tính kĩ thuật tổng hợp:

Bài tập phải đóng vai trò cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn, giữa nhà trường và đời sống sản xuất Nó phải là phương tiện rèn luyện cho học sinh những kĩ năng chung nhất của việc tự học, của việc giải quyết các vấn đề nhận thức Nó cũng góp phần vào việc hình thành ở học sinh những phẩm chất và những nét của văn hóa lao động (trí óc và chân tay)

* Bảo đảm tính phân hóa của hệ thống các bài tập

Trước hết bài tập ra cho học sinh phải vừa sức Muốn cho bài tập có khả năng vừa sức với ba loại trình độ học sinh trong lớp, người giáo viên phải

phân hóa bài tập từ những bài tập trung bình vừa sức với đại đa số học sinh, giáo viên phức tạp nó lên để dùng cho những học sinh khá, giỏi và đơn giản

nó đi để dùng cho học sinh yếu kém Có như vậy bài tập mới trở thành động lực thường xuyên của sự học tập tích cực

* Thường xuyên coi trọng việc dạy học sinh phương pháp giải bài tập:

Dựa vào đặc trưng của bộ môn, giáo viên phát hiện ra đặc trưng của phương pháp giải bài tập bộ môn Trên cơ sở đó giáo viên có kế hoạch rèn luyện cho học sinh hệ thống kĩ năng và kĩ xảo giải bài tập Phương pháp giải bài tập bộ môn sẽ là cơ sở và điểm xuất phát để hình thành và phát triển những phương pháp hợp lý chung nhất định của việc tự học và tự hành động

1.7 Quan hệ giữa hoạt động giải bài tập Vật lý với việc nâng cao tính tích cực tự lực cho học sinh

Trong học tập Vật lý, một trong những hoạt động chủ yếu để phát triển

tư duy cho học sinh là hoạt động giải bài tập Vì vậy, giáo viên cần phải tạo điều kiện để thông qua hoạt động này thì năng lực tư duy được phát triển, học sinh sẽ có những phẩm chất tư duy và tính tích cực mới như sau:

- Năng lực phát hiện vấn đề mới

- Tìm ra hướng mới

- Tạo ra kết quả học tập mới

Để có được những kết quả trên, người giáo viên cần ý thức được mục đích của việc giải bài tập Vật lý, không phải chỉ tìm ra đáp số đúng mà còn là phương tiện khá hiệu quả để rèn luyện tư duy Vật lý cho học sinh Bài tập Vật

lý phong phú đa dạng, để giải được bài tập Vật lý cần phải vận dụng nhiều kiến thức cơ bản, sử dụng các thao tác tư duy so sánh, phân tích, tổng hợp,

khái quát hóa, trừu tượng hóa… Qua đó học sinh thường xuyên được rèn luyện ý thức tự giác trong học tập, nâng cao khả năng hiểu biết của bản thân

Thông qua hoạt động giải bài tập sẽ giúp cho tư duy được rèn luyện và phát triển thường xuyên, đúng hướng thấy được giá trị lao động, nâng cao khả năng hiểu biết thế giới của học sinh lên một tầm cao mới, góp phần cho quá trình hình thành nhân cách toàn diện của học sinh

1.8 Tình hình sử dụng bài tập Vật lý để phát huy tính tích cực tự lực cho học sinh hiện nay

Thực tiễn cho thấy bài tập Vật lý không chỉ có tác dụng ôn tập, củng

cố kiến thức đã học mà còn có tác dụng để phát triển kiến thức, phát triển năng lực tư duy và rèn trí thông minh cho học sinh Tuy nhiên, việc sử dụng bài tập Vật lý như là một phương pháp dạy học hiệu quả thì chưa được chú ý đúng mức

- Bài tập Vật lý theo nghĩa rộng để vận dụng khi giải bài mới chưa được nghiên cứu vận dụng

- Giáo viên và học sinh hầu hết đều quan tâm đến kết quả của bài toán nhiều hơn quá trình giải toán Trong quá trình giải các thao tác tư duy được vận dụng, các kĩ năng suy luận, kĩ năng tính toán được rèn luyện Thế nhưng, nếu chú ý rèn tư duy cho học sinh trong quá trình giải thì việc giải để đi đến đáp số của các bài toán sẽ đơn giản hơn rất nhiều

- Từ việc năm kiến thức trong khi nghiên cứu bài mới không vững chắc, thời gian dành cho luyện tập ít, không có điều kiện phân tích bài toán thật chi tiết, để hiểu cặn kẽ từng chữ, từng câu, từng điều kiện, từng khái niệm, những kiến thức nào được vận dụng, những cách giải nào có liên quan

- Đối với cách dạy thông thường thì chỉ cần tổ chức cho học sinh hoạt động tìm ra đáp số của bài toán Để phát triển tư duy và rèn luyện trí thông minh cho học sinh thì làm như thế là chưa đủ, mà phải cho học sinh trả lời các

câu hỏi sau: Thông qua bài này lĩnh hội được những kiến thức gì cho mình? Các “bẫy” đặt ra trong bài toán nhằm phát triển các thao tác tư duy gì ? Nếu thay đổi hoặc bớt một số dữ kiện thì bài toán có giải được không ? Ngoài cách giải trên còn có cách giải nào khác ngắn gọn hơn và hay hơn nữa không?

- Khi giải bài toán, cần tổ chức cho mọi đối tượng học sinh cần tham gia tranh luận Khi nói lên được một ý hay, giải bài toán đúng, với phương pháp hay sẽ tạo ra cho học sinh niềm vui, một sự hưng phấn cao độ, kích thích

tư duy, nỗ lực suy nghĩ tìm ra cách giải hay hơn thế nữa

Kết luận chương 1

Trên đây chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận của đề tài

Các biện pháp để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh bao gồm: Áp dụng rộng rãi phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở các mức độ khác nhau, lôi cuốn học sinh tham gia vào giải quyết các vấn đề học tập; tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học; rèn óc tưởng tượng tư duy không gian, tư duy lôgic cho học sinh; cho học sinh luyện tập thao tác tư duy với các bài tập sáng tạo; bồi dưỡng phương pháp tự học; nêu gương sáng tạo của các nhà khoa học bộ môn

Bài tập Vật lý là một phương tiện có hiệu quả nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy và phát huy tính tích cực tự lực cho học sinh

Từ những cơ sở lí luận ở chương I, tôi sẽ đánh giá thực trạng hoạt động dạy và học bài tập Vật lý trong thực tiễn lớp 10 nâng cao ở trường trung học phổ thông Trên cơ sở lí luận và thực tiễn, tôi sẽ xây dựng một hệ thống bài tập chọn lọc thích hợp, phục vụ có hiệu quả hơn trong dạy học phần “Chất khí” lớp 10, THPT

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍCH CỰC TỰ LỰC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC

CHƯƠNG CHẤT KHÍ” - LỚP 10 THPT

2.1 Mục tiêu dạy học chương “Chất khí”

2.1.1 Phân tích nội dung chương “Chất khí” trong chương trình Vật lý

10 THPT

Mục tiêu

* Hiểu được sơ bộ cấu trúc phân tử của chất khí và của vật chất

* Nắm được ba định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt, Sác-lơ, Gay Luy-xác về chất khí và phương trình trạng thái là tổng hợp nội dung của ba định luật ấy

* Biết cách suy ra phương trình Cla-pê-rôn - Men-đê-lê-ep từ phương trình trạng thái và biết vận dụng các phương trình này

* Có khái niệm về khí lí tưởng, về nhiệt độ tuyệt đối

Chương này có thể xem như phần mở đầu của nhiệt học Nội dung của chương đề cập đến cấu trúc phân tử cũng như tính chất nhiệt của chất ở trạng thái khí, đó là cấu trúc và tính chất tương đối đơn giản so với cấu trúc và tính chất của chất ở hai trạng thái kia

Tương tác giữa các phân tử trong chất khí khác rất xa so với trong chất lỏng và rắn, khác ở chỗ phân tử khí hầu như không tương tác ngoài lúc va chạm, còn các phân tử ở trạng thái ngưng kết (rắn hoặc lỏng) có mối liên kết khá mạnh với nhau, giữa chúng có lực tương tác làm cho phân tử không chuyển động tự do mà được sắp xếp có trật tự (xa hoặc gần) trong một cấu trúc Khó có thể bỏ qua sự khác nhau trong tương tác phân tử mà trình bày chung một thuyết động học cho mọi trạng thái Chương này trình bày thuyết động học phân tử của chất khí trước, sau đó bổ sung một phần đối với chất

lỏng và chất rắn, học tiếp chương sau thì học sinh mới có khái niệm đầy đủ, ở mức độ phổ thông, về thuyết động học phân tử của vật chất

Đối với chất khí, có thể thiết lập được mối quan hệ định lượng giữa cấu trúc phân tử và tính chất nhiệt Tuy nhiên, việc này vượt ra ngoài qui định của chương trình

Những tính chất của chất khí được khảo sát bằng thực nghiệm Ba định luật về chất khí: Bôi-lơ - Ma-ri-ốt, Sác-lơ, Gay Luy-xác đều đã được phát hiện bằng thực nghiệm Tuy vậy, ở giai đoạn hiện nay chỉ cần biết hai trong

ba định luật là có thể suy ra định luật còn lại Chúng ta không cần phải mất công sức làm thí nghiệm để tìm ra cả ba, mà chỉ cần tìm ra hai định luật: Bôi-

lơ -Ma-ri-ốt và Sác-lơ

Cần cho học sinh thấy rõ cơ sở thực nghiệm của phương trình trạng thái của chất khí cũng như của phương trình Cla-pê-rôn - Men-đê-lê-ep, có kĩ năng tính toán định lượng và vẽ đồ thị khi vận dụng hai phương trình này

2.1.2 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương “chất khí”

CÁC ĐỊNH LUẬT CỦA CHẤT KHÍ

Điều kiện chuẩn

PT Clapêrông- Menđêleep

ĐL

Phương trình trạng thái khí lí tưởng ĐL Gay Luyxac

Chất khí

Thuyết ĐHPT chất khí

Tương tác pt

Chất lỏng Chất rắn

Khí lí tưởng

Đúng

2.2 Một số kiến thức cơ bản chương “Chất khí”

1 Thuyết động học phân tử về chất khí Cấu tạo vật chất

* Chất khí có những tính chất đặc biệt: Bành trướng, dễ nén, có khối lượng riêng nhỏ so với chất rắn và chất lỏng

1mol là lượng chất trong đó có chứa 6,02.1023

phân tử hay nguyên tử

NA = 6,02.1023mol-1 Là số Avôgađrô

Khối lượng mol của một chất được kí hiệu bằng chữ µ và được đo bằng khối lượng của 1mol chất ấy Ở điều kiện tiêu chuẩn (00C,1atm) thể tích mol của mọi chất khí đều bằng 22,4 lít/mol

* Nội dung thuyết động học phân tử chất khí:

- Chất khí bao gồm một số khổng lồ các phân tử, kích thước của mỗi phân tử rất nhỏ (đa số trường hợp có thể coi mỗi phân tử như một chất điểm)

- Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng (gọi là chuyển động nhiệt) Nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động hỗn loạn càng lớn

- Khi chuyển động các phân tử va chạm với nhau và với thành bình Khi va chạm với thành bình các phân tử tác dụng lực vào thành bình tạo ra áp suất của chất khí lên thành bình

* Cấu tạo chất: Vật chất được cấu tạo từ các phân tử hoặc nguyên tử chuyển động nhiệt không ngừng, giữa các phân tử có lực tương tác gọi là lực tương tác phân tử Ở thể rắn và thể lỏng, lực tương tác giữa một phân tử và các phân tử lân cận luôn luôn là mạnh, giữ cho phân tử đó không đi ra xa mà chỉ dao động quanh một vị trí xác định Do có sự dời chỗ của các vị trí cân bằng nên chất lỏng không có hình dạng xác định mà có thể chảy và có hình dạng của phần bình chứa nó

Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm gọi là khí lí tưởng Khí lí tưởng tuân theo hai định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ốt và Sác-lơ

2 Trạng thái của một lƣợng khí đƣợc xác định bằng các đại lƣợng

(gọi là các thông số trạng thái): Áp suất p, thể tích V, và nhiệt độ tuyệt đối T Nhiệt độ tuyệt đối T là nhiệt độ đo trong nhiệt giai Kenvin

3 Định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ốt

- Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ

- Trong hệ tọa độ (p, T) đường đẳng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua gốc tọa độ

5 Phương trình trạng thái của khí lí tưởng

= const = Định luật Gay-Luyxác: “Trong quá trình đẳng ấp (áp suất giữ không đổi) thể tích V của lượng khí xác định tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối:

= const = Trong hệ tọa độ (p,V) đường đẳng áp là đường thẳng song song với trục hoành

6 Phương trình Clapêrôn - Menđêleep

Phương trình = R trong đó là khối lượng mol (kg/m3

2.3 Xây dựng hệ thống bài tập theo hướng phát huy tính tích cực tự lực của học sinh trong dạy học chương “Chất khí”- Lớp 10, THPT

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng, tuyển chọn và phân loại bài tập theo lôgic nhận thức trong hệ thống bài tập chọn lọc

Việc lựa chọn, phân loại hệ thống các bài tập theo chủ đề là một việc khó Những bài tập khó đòi hỏi vận dụng nhiều kiến thức Vì vậy, cần phải có những tìm tòi về phương 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 xuất phát, số lượng của chúng và trình tự giải Kết quả rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo giải bài tập phụ thuộc rất nhiều vào việc chọn lựa và trình tự xắp xếp các bài tập, nên để học sinh sau mỗi bài tập đều phát hiện ra những cái mới hay nảy sinh những vấn đề mới cần giải quyết tiếp

Bài tập Vật lý nói chung có tác dụng rất lớn về các mặt: Giáo dục, giáo dưỡng phát triển tư duy 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 hệ thống bài tập: Chặt chẽ về nội dung, thích hợp về phương pháp và bám sát mục đích, nhiệm

vụ dạy học ở trường trung học phổ thông

Hệ thống các bài tập được lựa chọn thỏa mãn các tiêu chí sau:

2.3.1.1 Lựa chọn các bài tập Vật lý

Trong thực tế dạy học Vật lý người giáo viên thường xuyên phải thực hiện công việc lựa chọn và tìm cách vận dụng các bài tập Vật lý sao cho phù hợp với mục tiêu dạy học của mỗi loại bài học, của công việc (như kiểm tra, giờ luyện tập…) Khi đó, việc lựa chọn hệ thống các bài tập cần đảm bảo các yêu cầu sau:

Thứ nhất, các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp…giúp cho học sinh nắm được phương pháp giải các bài tập điển hình

Thứ hai, mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức cho học sinh

Thứ ba, trong hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều loại như: Bài tập giả tạo, các bài tập trừu tượng và các bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập

và bài tập sáng tạo, bài tập có nhiều cách giải khác nhau…

Trường hợp 2: Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà giáo viên đã lựa chọn cho học sinh thường bắt đầu bằng những bài tập định tính hay những bài tập dượt Sau đó học sinh sẽ giải các bài tính toán, bài tập đồ thị, BTTN có nội dung phức tạp hơn Việc giải các bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật với dữ kiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc giải hệ thống bài tập đã được lựa chọn cho đề tài

Trường hợp 3: Sử dụng các biện pháp để cá biệt hóa học sinh trong việc giải bài tập Vật lý Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các đối tượng học sinh khác nhau như mức độ trừu tượng của đề bài, loại vấn đề giải quyết, phạm vi và tính phức tạp của các số liệu cần xử lí, loại và số lượng các thao tác

tư duy lôgic và các phép biến đổi toán học phải sử dụng, phạm vi và mức độ kiến thức, kĩ năng cần huy động; biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của học sinh trong quá trình giải bài tập

2.3.2 Một số nét chung khi giải bài tập chương “Chất khí”

Dạng tổng quát của bài tập về chất khí có thể viết như sau: Biết các thông số trạng thái p1, V1, T1 ở trạng thái ban đầu của một lượng khí; sau quá trình biến đổi, ở trạng thái cuối các thông số có giá trị p2, V2, T2 mà một trong

số đó là chưa biết, cần phải tính