Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chọn lọc phần cơ học lớp 10 nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy cho học sinh chuyên lý

Tư duy phản ánh hiện thực một cách gián tiếp vì nó thay thế những hành động thực tế với chính các sự vật bằng các hành động tinh thần với những hình ảnh của chúng cho phép giải quyết nhữ

-*** -

TRỊNH THỌ TRƯỜNG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHỌN LỌC PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY

CHO HỌC SINH CHUYÊN LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

VINH, 2011

-*** -TRỊNH THỌ TRƯỜNG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHỌN LỌC PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY

CHO HỌC SINH CHUYÊN LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ

MÃ SỐ: 60.14.10

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS HÀ VĂN HÙNG

VINH, 2011

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

đỡ tận tình của các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, người thân Tác giả xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới những người đã giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này

Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đối với thầy giáo, PGS.TS Hà Văn Hùng, người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp

đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tác giả gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ PPGD Vật lý, khoa Sau Đại học và khoa Vật lý trường Đại học Vinh

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu và đồng nghiệp trường THPT chuyên Lam Sơn, Thanh Hóa

Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng nhưng luận văn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được sự chỉ dẫn góp ý và giúp đỡ của các thầy giáo, của các bạn bè và đồng nghiệp

Vinh, tháng 12 năm 2011

Tác giả

Trịnh Thọ Trường

Viết tắt Cụm từ

BDTD bồi dưỡng tư duy

BT bài tập

BTCL bài tập chọn lọc BTST bài tập sáng tạo BTVL bài tập vật lý

DH dạy học

DHVL dạy học vật lý

ĐLVL đại lượng vật lý HQC hệ quy chiếu

HS học sinh

HTVL hiện tượng vật lý NLTD năng lực tư duy NLTD năng lực tư duy

PP phương pháp

PPDH phương pháp dạy học QTDH quá trình dạy học TDST tư duy sáng tạo THPT trung học phổ thông

TL tâm lý

TNSP thực nghiệm sư phạm

VL vật lý

MỞ ĐẦU 1

1 Lí 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 3

7 Đóng góp của đề tài 4

8 Cấu trúc của luận văn 4

Chương 1 5

CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1 Năng lực tư duy của HS trong quá trình dạy học Vật lý 5

1.1.1 Năng lực tư duy 5

1.1.2 Những biểu hiện năng lực tư duy của HS trong giải BTVL 9

1.1.3 Định hướng tư duy cho HS trong quá trình giải BTVL 12

1.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy học vật lý 14

1.2.1 Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong quá trình dạy học 14

1.2.2 Các biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức cho học sinh 18

1.3 BTVL và việc bồi dưỡng NLTD cho học sinh trong quá trình DH 20

1.3.1 Bồi dưỡng tư duy trong các nhiệm vụ dạy học vật lý 20

1.3.2 Vai trò của BTVL trong việc bồi dưỡng năng lực tư duy của học sinh 20

1.3.3 BT trong việc bồi dưỡng và phát triển tư duy cho HS chuyên lý 22 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 24

Chương 2 25

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHỌN LỌC 25

PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY 25

CHO HỌC SINH CHUYÊN LÝ 25

2.1 Mục tiêu dạy học phần cơ học lớp 10 chuyên lý 25

2.1.1 Phân tích nội dung cơ học trong chương trình vật lý chuyên 25

2.1.2 Vị trí, nhiệm vụ và nội dung phần cơ học lớp 10 chuyên 26

2.2 Thực trạng trong việc dạy và học BTVL lớp 10 chuyên lý ở trường THPT chuyên hiện nay 26

2.2.1 Chương trình và tư liệu giáo khoa cho chuyên vật lý 26

2.3 Xây dựng hệ thống bài tập chọn lọc phần cơ học lớp 10 nhằm bồi

dưỡng năng lực tư duy cho học sinh chuyên lý 28

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng, tuyển chọn và phân loại bài tập theo logic nhận thức trong hệ thống bài tập chọn lọc 28

2.3.2 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập chọn lọc phần cơ học lớp 10 theo đặc thù chuyên lý 29

2.3.3 Hệ thống BTCL phần cơ học nhằm BDTD cho HS chuyên lý 30

2.4 Sử dụng hệ thống BTCL phần cơ học lớp 10 nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy cho HS chuyên lý 69

2.4.1 Sử dụng BT trong giờ học chính khóa 69

2.4.2 Sử dụng trong các buổi học bồi dưỡng 70

2.4.3 Các hình thức sử dụng khác 70

2.4.4 Một số tiến trình DH với việc sử dụng HT BTCL đã xây dựng 71

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 82

Chương 3 83

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 83

3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 83

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 83

3.3 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 83

3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm 84

3.4.1 Công tác chuẩn bị 84

3.4.2 Tiến hành thực nghiệm 84

3.3.3 Kết quả thực nghiệm sư phạm 85

3.5 Kết quả thực nghiệm 85

3.5.1 Lựa chọn tiêu chí đánh giá 85

3.5.2 Đánh giá kết quả 86

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 90

KẾT LUẬN 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Thời đại mà chúng ta đang sống là thời đại phát triển bùng nổ của tri thức nhân loại, của khoa học và công nghệ, từ đó dẫn đến sự phát triển của kinh tế tri thức, xã hội tri thức và xu thế toàn cầu hóa trong mọi lĩnh vực Sống trong thời đại đó, mỗi dân tộc đều phải tìm cách hội nhập Mức độ thành công của hội nhập phụ thuộc chủ yếu vào năng lực tri thức và sáng tạo của mình Năng lực sáng tạo là vấn đề hưng vong của mỗi quốc gia trong nền kinh tế thị trường cạnh tranh quyết liệt hiện nay Muốn cạnh tranh và phát triển thì phải sáng tạo Vì vậy việc rèn luyện và phát triển năng lực TDST cho người lao động phải được tiến hành ngay từ khi họ còn ngồi trên ghế nhà trường phổ thông, đó là một nhiệm vụ quan trọng của các nhà sư phạm Việc bồi dưỡng năng lực TDST cho HS cần được tiến hành trong suốt thời gian các em còn ngồi trên ghế nhà trường thông qua việc thực hiện các quá trình sư phạm, việc dạy các bộ môn, trong đó có bộ môn vật lý

Cũng như việc học tập môn VL nói chung, việc giải BTVL ở nhà trường nói riêng giúp HS hiểu sâu hơn các HTVL xảy ra trong thế giới tự nhiên xung quanh ta,

và từ sự hiểu biết sâu sắc đó mà thúc đẩy HS học giải quyết những vấn đề khác nhau của đời sống và công nghệ sau này

Các BT giáo khoa của chúng ta đang còn khác xa với những bài toán mà HS sẽ gặp trong cuộc sống Nếu HS không hiểu thấu đáo VL học và nhất là không quen với việc giải BTVL một cách thông minh sáng tạo thì HS sẽ khó lòng giải quyết tốt những bài toán trong đời sống khoa học và kỹ thuật

Nội dung DH là kiến thức khoa học, là cơ sở để tạo nên nhân cách, khắc phục khó khăn trên con đường chiếm lĩnh tri thức nên nhà giáo đồng thời còn phải là nhà khoa học Người giáo viên phải lựa chọn PP để giảng dạy và giáo dục cho từng đối tượng HS và vì thế đòi hỏi ở người thầy lòng nhiệt tình và óc sáng tạo cao

Nghị quyết 51/2001/QH10 ngày 25 tháng 12 năm 2001 của Quốc Hội khóa X,

kì họp thứ 10 cũng đã chỉ rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc trưng của từng lớp học,

môn học; bồi dưỡng PP tự học; khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”

Được sự quan tâm của Đảng và Nhà nước, hệ thống trường chuyên lớp chọn được hình thành và phát triển nhằm đào tạo nguồn nhân lực cho đất nước Trong những năm qua các trường chuyên cũng đã gặt hái được nhiều thành công trong các

kỳ thi Quốc tế và khu vực châu Á Đối tượng HS chuyên là những HS có NLTD tốt, được phát hiện và tuyển chọn qua nhiều kỳ thi

Thế nhưng chương trình giảng dạy trong các trường chuyên nói chung và bộ môn VL nói riêng còn chưa có sự thống nhất, ổn định Đa phần chương trình giảng dạy được xây dựng theo kinh nghiệm của các cá nhân giáo viên giảng dạy lâu năm hoặc trên cơ sở thống nhất ở nhóm chuyên môn của từng trường Trình độ HS mỗi năm một khác, năm sau tốt hơn năm trước Yêu cầu đề thi Quốc Gia, Quốc tế ngày càng cao, nhiều vấn đề mới mang tính thời sự được cập nhật vào trong đề thi Với những đặc điểm đó sự đổi mới liên tục của giáo viên thực tế là không thể Vậy làm thế nào để giải quyết được khó khăn trên ? Trong nội dung giáo dục, ngoài việc dạy

cụ thể từng đơn vị kiến thức thì cần phải dạy cho HS các PP tư duy khoa học Để làm được việc đó cần có khung chương trình hợp lí với PP giảng dạy phù hợp Trong đó chương trình VL 10 là rất quan trọng, đặc biệt là phần BT nâng cao Vì vậy phát triển và xây dựng hệ thống BTCL lớp 10 là rất cần thiết trong việc BDTD cho HS Trên cơ sở đó tôi chọn đề tài nghiên cứu:

“Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chọn lọc phần cơ học lớp 10 nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy cho học sinh chuyên lý”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng hệ thống BTCL phần cơ học lớp 10 vào DH nhằm bồi dưỡng NLTD cho HS chuyên lý

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Bài tập vật lý cho học sinh lớp 10 chuyên Lý

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Bài tập vật lý chọn lọc lớp 10, phần cơ học và vận dụng vào dạy học

4 Giả thuyết khoa học

Bằng việc xây dựng và sử dụng vào dạy học hệ thống bài tập chọn lọc vật lý lớp 10 phần cơ học một cách hợp lí thì sẽ góp phần bồi dưỡng có hiệu quả NLTD cho học sinh chuyên lý ở trường THPT chuyên

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc bồi dưỡng năng lực TDST cho học sinh 5.1.1 Khái niệm tư duy, tư duy sáng tạo

5.1.2 Cơ sở lí luận của việc bồi dưỡng NLTD sáng tạo

5.1.3 Đặc điểm phát triển NLTD của HS chuyên và HS THPT

5.2 Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc xây dựng và sử dụng hệ thống BTCL 5.3 Nghiên cứu nội dung BTVL 10 dành cho HS chuyên

5.3.1 Cấu trúc chương trình chuyên lớp 10

5.3.2 Kiến thức lớp 10 trong nội dung đề thi Quốc Gia

5.3.2 Kiến thức sử dụng trong các đề thi học sinh giỏi Quốc Gia, Quốc tế

5.4 Xây dựng và sử dụng hệ thống BTCL phần cơ học lớp 10

Biên soạn các giáo án sử dụng các BT đã soạn nhằm BDTD cho HS chuyên lý

5.5 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

-Nghiên cứu những văn kiện của Đảng, các chỉ thị của Bộ GD&ĐT, các sách báo, tạp chí chuyên ngành về đổi mới PPDH để nâng cao chất lượng DH ở trường THPT

-Nghiên cứu cơ sở lí luận tâm lí học, dạy học và các tài liệu liên quan đến việc kích thích hứng thú học tập Vật lý, phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của HS

-Nghiên cứu nội dung chương trình VL 10, nội dung kiến thức phần cơ học, nghiên cứu các tài liệu bồi dưỡng HS giỏi, nghiên cứu các đề thi HS giỏi các cấp

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

-Điều tra qua đồng nghiệp có kinh nghiệm giảng dạy chuyên

-Điều tra qua các thế hệ HS đã từng đạt giải cao trong các kì thi Quốc Gia, Quốc tế -Điều tra qua HS hiện đang theo học tại trường chuyên

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tổ chức TNSP ở trường THPT chuyên để kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài

6.4 Phương pháp thống kê toán học

Để xử lí kết quả TNSP, qua đó kiểm tra giả thuyết khoa học đã đề ra

- Đề xuất được tiến trình dạy học BT hiệu quả nhất

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần Mở đầu, Kết luận và Tài liệu tham khảo luận văn được chia thành 3 chương:

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHỌN LỌC PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH CHUYÊN LÝ

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

đề phức tạp, được hình thành và thể hiện trong quá trình sống, học tập, lao động, giao lưu của con người đã Sự hình thành và phát triển nhân cách là phương tiện hiệu quả thúc đẩy sự phát triển của năng lực

Năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng của cá nhân, thể hiện ở trình độ học vấn,

sự phát triển trí tuệ, kỹ năng, kinh nghiệm, hoạt động sáng tạo, hệ thống tri thức, sự trải nghiệm cuộc sống Theo tâm lý học: “Năng lực là tổng hợp những thuộc tính độc lập của cá nhân phù hợp với những yêu cầu đặc trưng của một hoạt động nhất định, nhằm đảm bảo việc hoàn thành có kết quả trong lĩnh vực hoạt động đó” [28 Năng lực của HS sẽ là đích cuối cùng của QTDH Bởi vậy, những yêu cầu về phát triển năng lực HS cần được đặt đúng chỗ của chúng trong mục đích DH Năng lực của mỗi cá nhân mặc dù một phần dựa trên tư chất, nhưng chủ yếu được hình thành và phát triển thông qua sự hoạt động tích cực của con người dưới sự tác động của quá trình giáo dục, giáo dưỡng và tự rèn luyện

*Tư duy: Là phạm trù triết học dùng để chỉ những hoạt động của tinh thần, đem

những cảm giác của người ta sửa đổi và cải tạo thế giới thông qua hoạt động vật chất, làm cho người ta có nhận thức đúng đắn về sự vật và ứng xử tích cực với nó Theo Từ điển Bách khoa toàn thư Việt Nam, tập 4 (NXB Từ điển bách khoa

Hà Nội 2005): Tư duy là sản phẩm cao nhất của vật chất được tổ chức một cách

đặc biệt Tư duy phản ánh tích cực hiện thực khách quan dưới dạng các khái niệm,

sự phán đoán, lý luận v.v

Tư duy là sự phản ánh trong bộ não con người những sự vật và hiện tượng, những mối liên hệ và mối quan hệ có tính quy luật của chúng Trong quá trình tư duy, con người dùng các khái niệm Nếu cảm giác, tri giác, biểu tượng là những sự phản ánh của các sự vật và hiện tượng cụ thể, riêng rẽ, thì khái niệm là sự phản ánh những đặc điểm chung bản chất của một loại sự vật và hiện tượng giống nhau [29]

Tư duy phản ánh thực tế một cách khái quát vì nó phản ánh những thuộc tính của hiện thực thông qua các khái niệm mà các khái niệm lại tách khỏi những sự vật cụ thể, những cái chứa đựng những thuộc tính đó Tư duy phản ánh hiện thực một cách gián tiếp vì nó thay thế những hành động thực tế với chính các sự vật bằng các hành động tinh thần với những hình ảnh của chúng cho phép giải quyết những nhiệm vụ thực tế thông qua hoạt động tinh thần bằng cách dựa trên những tri thức về các thuộc tính và các mối quan hệ của các sự vật được củng cố trong các khái niệm

Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng, những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa chúng, đồng thời cũng là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã thu được vào những dấu hiệu cụ thể, dự đoán những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới 27 Trong quá trình nhận thức VL

HS phải luôn sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu tượng hoá và cụ thể hoá

Phương pháp phân tích-tổng hợp 26: là hai mặt của một quá trình tư duy thống nhất Phân tích là sự phân chia cái toàn bộ (các sự vật, HTVL phức tạp) thành các yếu tố riêng lẻ (các bộ phận, các tính chất, các mối liên hệ) giúp các em tìm hiểu

sự vật hiện tượng nhằm hiểu được bản chất đối tượng nghiên cứu

Tổng hợp 21 là một dạng hoạt động sáng tạo thường gặp trong thực tiễn, nó là quá trình kết hợp bằng tưởng tượng hay sự thật các yếu tố riêng rẽ nào đó thành một chỉnh thể Sản phẩm của sự tổng hợp không phải là cái toàn bộ lúc đầu trước khi

phân tích mà là cái toàn bộ đã được nhận thức tới các yếu tố, các mối quan hệ giữa các yếu tố trong sự thống nhất giữa chúng

Trong quá trình tìm ra cái mới thì so sánh là một thao tác tư duy rất quan trọng Nhờ quá trình so sánh này mà người ta phát hiện sự giống nhau và khác nhau giữa các hiện tượng, sự biến đổi của chúng qua thời gian và không gian, điều kiện cần cho quá trình phát triển sự vật và hiện tượng Trong dạy học vật lý vận dụng so sánh-tương tự có thể giúp HS tìm ra được bản chất các ĐLVL

Trừu tượng hoá, khái quát hoá và cụ thể hoá giữ vai trò chủ yếu trong quá trình nhận thức VL Đối với HS quá trình trừu tượng hoá diễn ra trên cơ sở phân tích, so sánh Sự trừu tượng hoá cho phép rút ra những tính chất, bản chất của sự vật, hiện tượng cần nhận thức và bỏ qua những tính chất không chủ yếu khác của nó Việc tách ra những dấu hiệu bản chất của hiện tượng là giai đoạn cần thiết cho việc khái quát hoá Trong thực tế, trừu tượng hoá và khái quát hoá là những hoạt động tư duy luôn có quan hệ chặt chẽ với nhau khi tiến hành phân loại đối tượng Sự cụ thể hoá cũng có vai trò quan trọng như sự trừu tượng hoá, nhờ cụ thể hoá mà phát hiện ra những biểu hiện trong thực tế của các trừu tượng khoa học 26

Theo Nguyễn Cảnh Toàn có thể chia tư duy ra làm ba loại tư duy cơ bản: -Tư duy logic hình thức: Tư duy logic dựa trên luật bài trung và tam đoạn luận Luật bài trung quy định A là A chứ A không thể vừa là A vừa là không A được Tam đoạn luận trước hết khẳng định một tính chất  chung cho mọi phần tử của một tập hợp A; sau đó khẳng định rằng một phần tử a nào đó thuộc tập hợp A; cuối cùng với hai khẳng định đó thì có thể kết luận rằng: phần tử a có tính chất 

Tư duy logic chỉ dùng trong việc nghiên cứu các đối tượng trong trạng thái yên tĩnh Nếu đối tượng ở trạng thái vận động thì phải dùng tư duy logic biện chứng -Tư duy biện chứng: Tư duy biện chứng bác bỏ luật bài trung, chấp nhận A vừa

là A, vừa đồng thời không phải là A Đó là chân lí của sự vận động Vận động là thường xuyên, yên tĩnh là tạm thời nên tư duy biện chứng đóng vai trò to lớn trong quá trình suy nghĩ của con người

-Tư duy hình tượng: Tư duy hình tượng là kiểu tư duy mà sản phẩm tạo ra bằng

hư cấu, bằng tưởng tượng ra những đối tượng theo những quan điểm thẩm mỹ nhất định giúp người ta hình dung ra các sự vật, các sự kiện, những con người với những khả năng vốn có của chúng

*Tư duy sáng tạo: Nếu tư duy bắt chước là tư duy lặp lại những gì đã có trước

đó, thì TDST là tư duy tìm một cách giải quyết mới trong quá trình đi tìm chân lý Cruxtexki đã quan niệm TDST là kết hợp cao nhất, hoàn thiện nhất của tư duy độc lập và tư duy tích cực Theo giáo sư Nguyễn Cảnh Toàn: TDST có hai thành phần

đó là tư duy biện chứng và tư duy hình tượng

Những đặc điểm của tư duy:

-Tính “có vấn đề”: Khi gặp những hoàn cảnh, những tình huống mà vốn hiểu biết

đã có, PP hành động đã biết của con người không đủ giải quyết, lúc đó con người rơi vào hoàn cảnh có vấn đề Khi ấy con người phải vượt khỏi phạm vi hiểu biết và

đi tìm kiến thức, con đường giải quyết hay nói cách khác, con người phải tư duy -Tính khái quát của tư duy: Tư duy có khả năng khám phá những thuộc tính chung, những mối liên hệ, quan hệ có tính quy luật của hàng loạt sự vật, hiện tượng

Do vậy, tư duy mang tính khái quát

-Tính gián tiếp của tư duy: Ở mức độ nhận thức cảm tính, con người phản ánh trực tiếp sự vật, hiện tượng bằng các giác quan của mình và cũng chỉ có được những hình ảnh cảm tính về các sự vật, hiện tượng đó Tư duy giúp con người phản ánh các thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng bằng các khái niệm có tính khái quát, trừu tượng thoát ly khỏi sự vật hiện tượng cụ thể

-Tư duy có quan hệ trực tiếp với ngôn ngữ: Trong quá trình tư duy, nhờ sự tham gia của hệ thông tin ngôn ngữ mà con người tiến hành thao tác tư duy

-Tư duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính: Tư duy và nhận thức cảm tính thuộc hai mức độ nhận thức khác nhau không tách rời nhau, có quan hệ chặt chẽ, bổ sung cho nhau, chi phối lẫn nhau trong hoạt động nhận thức Tư duy và kết quả của nó chi phối khả năng phản ánh của cảm giác và tri giác, làm cho con người mang tính lựa chọn, tính ý nghĩa

Như vậy, tư duy chỉ thực sự vào cuộc khi cá nhân có vấn đề và muốn suy nghĩ

để giải quyết vấn đề Tư duy không phải là nguồn gốc của hành động mà chỉ là một mắt xích trung gian trong chuỗi nhu cầu hành động Do vậy, tư duy chịu tác động rất lớn của các nhu cầu, xúc cảm, thói quen Ngoài ra, tư duy có một khả năng rất to lớn mà trên thực tế nhiều người còn ít khai thác, đó là khả năng tư duy điều khiển ngược trở lại các nhu cầu, xúc cảm thói quen và hành động Nếu mọi người làm tốt việc điều khiển đó, số lượng các vấn đề không nảy sinh trong cuộc đời mình sẽ giảm đi một cách đáng kể

* Tư duy vật lý

Tư duy VL là sự quan sát các HTVL, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ định tính và định lượng của các hiện tượng và các ĐLVL, dự đoán các hệ quả mới từ các lý thuyết và vận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn

Các HTVL trong tự nhiên rất phức tạp, nhưng những định luật chi phối chúng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tượng bị nhiều yếu tố tác động chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta có thể quan sát được kết quả tổng hợp cuối cùng của chúng Vì thế muốn nhận thức được những đặc tính bản chất và quy luật của tự nhiên thì việc đầu tiên phải phân tích được hiện tượng phức tạp thành những thành phần, những bộ phận, những giai đoạn bị chi phối bởi một số ít nguyên nhân, một

số yếu tố

Trong quá trình nhận thức VL con người phải sử dụng tổng hợp nhiều hình thức tư duy như tư duy lý luận, tư duy lôgíc và những hình thức nhận thức đặc thù của VL học như thực nghiệm, mô hình hoá…

1.1.2 Những biểu hiện năng lực tư duy của HS trong giải BTVL

Năng lực sáng tạo là khả năng sáng tạo những giá trị mới về vật chất và tinh thần, tìm ra được cái mới, giải pháp mới, công cụ mới, vận dụng thành công những hiểu biết đã có vào hoàn cảnh mới

Theo các nhà tâm lý học 28: Năng lực sáng tạo biểu hiện rõ nét nhất ở khả năng tư duy sáng tạo-là đỉnh cao nhất của hoạt động trí tuệ của con người TDST là

hạt nhân của sự sáng tạo cá nhân đồng thời nó cũng là mục tiêu cơ bản của giáo dục, nó được xác định bởi chất lượng hoạt động trí tuệ ở mức độ cao với các phẩm chất quan trọng như: tính mềm dẻo, tính linh hoạt, tính độc đáo, tính nhạy cảm, Đối với học sinh, năng lực TDST trong VL thể hiện ở sự quan sát hiện tượng, phân tích hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ và sự phụ thuộc xác định, tìm ra mối quan hệ giữa mặt định tính và mặt định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các kết quả mới từ lý thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn

Để rèn luyện năng lực sáng tạo của HS trong học tập nói chung, trong học tập

VL nói riêng cần phải xét tới một vài đặc điểm tâm lý của quá trình sáng tạo Một trong những đặc điểm quan trọng của hoạt động sáng tạo là tính mới mẻ của sản phẩm Trong thực tế nếu chỉ coi là có tính sáng tạo những hoạt động nào mà kết quả của nó là những sản phẩm mới một cách khách quan thì coi như không tổ chức được loại hoạt động đó trong QTDH 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 được xem như dấu hiệu đặc trưng của quá trình sáng tạo, cho ta khả năng định hướng hoạt động sáng tạo của HS Cái mới và cái chưa biết của HS có thể và cần phải là cái đã biết đối với giáo viên, nhưng cũng có thể là cái

mà giáo viên chưa biết (ví dụ như lời giải độc đáo của một bài tập) Tuy nhiên đó là điều kiện cần thiết nhưng chưa đủ Đặc trưng tâm lý quan trọng của sáng tạo có bản chất hai mặt: chủ quan và khách quan Tính chủ quan xét theo quan điểm của người nhận thức mà trong đầu đang diễn ra quá trình sáng tạo, thể hiện ở chỗ các sản phẩm sáng tạo còn mang tính chủ quan Tính khách quan xét theo quan điểm của người nghiên cứu quá trình sáng tạo đó với tư cách là sự tác động qua lại của ba yếu tố: tự nhiên, ý thức con người và các hình thức phản ánh của tự nhiên vào ý thức con người

Vậy những đặc trưng cơ bản của quá trình sáng tạo trong học tập nói chung và học tập VL nói riêng 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

Năng lực sáng tạo gắn liền với kỹ năng, kỹ xảo và vốn hiểu biết của chủ thể trong bất cứ lĩnh vực hoạt động nào Càng thành thạo và có vốn kiến thức sâu rộng thì càng nhạy bén trong dự đoán, đề ra được nhiều dự đoán, nhiều phương án để lựa chọn, tạo điều kiện cho trực giác phát triển Năng lực sáng tạo của HS chỉ được phát triển qua hành động thực tế như: trong chiếm lĩnh tri thức vật lý, vận dụng kiến thức

để giải thích các hiện tượng vật lý, làm thí nghiệm và giải các BTVL trong các tình huống khác nhau

Từ những đặc điểm cơ bản của hoạt động sáng tạo trong học tập Theo 28 có thể đưa ra những biểu hiện năng lực sáng tạo của HS như sau:

-Năng lực tự chuyển tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình huống mới, vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện, hoàn cảnh mới

-Năng lực nhận thức vấn đề mới trong điều kiện quen biết (tự đặt câu hỏi mới cho mình và cho mọi người về bản chất của các tình huống, sự vật) Năng lực nhìn thấy chức năng mới của đối tượng quen biết

-Năng lực nhìn thấy cấu trúc của đối tượng đang nghiên cứu Thực chất là: Bao quát nhanh chóng các bộ phận, các yếu tố của đối tượng trong mối tương quan giữa chúng với nhau

-Năng lực đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lý một tình huống Khả năng huy động các kiến thức cần thiết để đưa ra các giả thuyết hay các dự đoán khác nhau khi phải lý giải một hiện tượng

-Năng lực xác nhận bằng lý thuyết và thực hành các giả thuyết Năng lực biết

đề xuất các phương án thí nghiệm hoặc thiết kế các sơ đồ thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết hoặc để đo một ĐLVL nào đó với hiệu quả cao nhất trong những điều kiện đã cho

-Năng lực nhìn nhận một vấn đề dưới góc độ khác nhau, xem xét đối tượng ở những khía cạnh khác nhau, đôi khi mâu thuẫn nhau Năng lực tìm ra các giải pháp

lạ Chẳng hạn như đối với BTVL có nhiều cách nhìn đối với việc tìm kiếm lời giải, năng lực kết hợp nhiều PP giải BT để tìm một PP giải mới độc đáo

1.1.3 Định hướng tư duy cho HS trong quá trình giải BT vật lý

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

1.1.3.1 Một số cách thức định hướng HS phát huy tính chủ động sáng tạo trong việc giải BTVL

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

trước Kiểu định hướng này không đòi hỏi HS 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 Angorits có ưu điểm là nó đảm bảo cho HS giải được BT một cách chắc chắn, giúp việc rèn luyện kỹ năng giải BT của HS có hiệu quả Tuy nhiên, nếu chỉ áp dụng kiểu định hướng Angorits trong việc giải BT thì HS chỉ quen tái hiện lại các kiến thức, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho HS khả năng tìm tòi sáng tạo, sự phát triển TDST sủa HS 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 TDST của học sinh, cần cho HS giải các BT có những khía cạnh mới so với các BT cùng loại

-Định hướng Ơrixtic: Đây là kiểu định hướng tìm tòi từng phần mang tính

chất gợi ý cho HS tự tìm tòi, huy động những kiến thức xây dựng cách thức hành động thích hợp cho việc giải quyết BT Kiểu định hướng ơrixtic nhằm giúp đỡ HS trong việc hướng suy nghĩ vào phạm vi cần tìm tòi HS sẽ phải tự tìm tòi chứ không ghi nhận tái tạo cái có sẵn Sự định hướng như vậy tạo điều kiện cho HS tư duy tích cực, chủ động, đáp ứng được yêu cầu rèn luyện, bồi dưỡng năng lực TDST của HS trong quá trình giải BT

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

tư duy HS tự tìm tòi cách giải quyết chứ không vạch sẵn cho HS các kiến thức cần dùng như cách thức hành động Nét đặc trưng của kiểu định hướng này là giáo viên định hướng họat động tư duy của HS theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi HS phải tự lực tìm tòi giải quyết Nếu HS 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 hoá thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho HS

để thu hẹp hơn phạm vi tìm tòi, giải quyết Nếu HS vẫn không đủ khả năng thì sự định hướng của giáo viên chuyển dần thành định hướng Angorits Vấn đề cứ tiếp tục như vậy cho đến khi HS giải quyết được BT

Kiểu định hướng khái quát chương trình hoá giúp cho việc hoàn thành nhiệm vụ học tập của học sinh, đồng thời vẫn đảm bảo cho HS có cơ hội rèn luyện TDST

1.1.3.2 Tiến trình khái quát giải bài tập

Trong nhiều tài liệu, người ta có thể gọi là các bước chung, PP chung, kế hoạch, dàn bài giải bài tập… Mặc dù các BTVL có nội dung rất phong phú, đa dạng nhưng trên cơ sở căn cứ vào quá trình tư duy của việc giải bài tập, có thể đưa ra phương án khả dĩ của tiến trình khái quát giải BT bao gồm bốn bước chung với các hành động cụ thể sau:

Nghiên cứu đề bài:

-Đọc kỹ đầu bài

-Tìm điều kiện đầu bài cho và yêu cầu của bài còn ẩn chứa trong từ ngữ, hiện tượng, công thức … Tóm tắt đầu bài: Có thể làm nhẩm trong hoặc mã hóa bằng các ký hiệu quen dùng

-Vẽ hình hoặc sơ đồ

- Đổi đơn vị của các đại lượng ra cùng một một hệ thống nhất

Xác lập các quan hệ:

- Mô tả hiện tượng, quá trình VL xảy ra trong tình huống nêu lên ở đầu bài

- Vạch ra các quy tắc, định luật chi phối hiện tượng, 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

Thực hiện chương 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 được bằng phương trình, tiếp tục luận giải, tính toán, tìm ẩn số dưới dạng tổng quát, biểu diễn các đại lượng cần tìm qua các đại lượng đã cho

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

Kiểm tra, xác nhận kết quả:

Để có thể xác nhận kết quả vừa tìm được cần kiểm tra lại việc giải theo một hoặc một số phương án sau:

-Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi chưa, đã xét hết các trường hợp chưa

-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 BT theo cách khác xem có cùng kết quả hay không?

Cần tạo cho HS có thói quen giải các BTVL theo tiến trình khái quát này, vì nó

là bảng chỉ dẫn hành động chung Tuy nhiên với mỗi loại BT khác nhau thì từng hành động, thao tác cụ thể có thể khác nhau, chúng chỉ giống nhau ở bốn bước cơ bản mà thôi Nhưng tiến trình khái quát giải BT sẽ cho HS những phương hướng chung để giải tất cả các bài tập, giúp họ có một định hướng nhất định

1.2 Tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy học vật lý

1.2.1 Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong quá trình dạy học

Hòa trong xu thế phát triển chung của nền giáo dục thế giới và khu vực, ở nước

ta hiện nay việc đổi mới PPDH đang là vấn đề được đặt lên hàng đầu của ngành giáo dục Việc đổi mới PP DH được thực hiện theo nhiều cách khác nhau Mặc dù như vậy thì mục đích cuối cùng vẫn là làm cho HS suy nghĩ nhiều hơn, làm việc nhiều hơn và chủ động chiếm lĩnh tri thức Theo định hướng của Bộ Giáo dục và Đào tạo thì tích cực hóa hoạt động học tập nhằm phát huy tính chủ động, sáng tạo của HS là hạt nhân của việc đổi mới PPDH Trong đó, giáo viên tổ chức tốt các hoạt

động nhận thức cho học sinh, HS tích cực trong các hoạt động nhận thức để giải quyết các vấn đề học tập đặt ra dưới sự hướng dẫn của giáo viên

Hầu hết các nhà nghiên cứu giáo dục đều cho rằng thành tựu quan trọng nhất của tâm lí học trong thế kỷ thứ XX dùng làm cơ sở cho việc đổi mới DH là thuyết hoạt động được do Vưgôtxki khởi xướng và A.N.Lêônchiep phát triển [14], [18] Theo lý thuyết này, bằng hoạt động và thông qua hoạt động, mỗi người tự tạo dựng, phát triển ý thức và nhân cách của mình Vận dụng vào trong dạy học, quá trình học tập của HS có bản chất hoạt động HS bằng hoạt động, thông qua hoạt động mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành và phát triển năng lực trí tuệ cũng như quan điểm đạo đức, thái độ [14], [26]

Việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS có thể chia thành các giai đoạn chính sau [30], [ 36]:

-Ban đầu, giáo viên tổ chức tình huống học tập bằng cách đặt vấn đề và giao nhiệm

vụ cho HS HS đảm nhận nhiệm vụ, trong quá trình giải quyết nhiệm vụ học HS sẽ gặp khó khăn và nảy sinh vấn đề cần giải quyết Những khó khăn ban đầu của HS được giáo viên gợi ý để các vấn đề được diễn đạt một cách chính xác và phù hợp với mục tiêu và các nội dung DH cụ thể đã xác định

-Trong quá trình hoạt động nhận thức, giáo viên theo dõi, định hướng, chỉ đạo sự trao đổi, tranh luận của HS và có những gợi ý cần thiết; HS chủ động tìm tòi, giải quyết vấn đề đặt ra theo một tiến trình hợp lí

-Sau cùng, giáo viên chỉ đạo sự trao đổi, tranh luận về kết quả của HS đối với những nhiệm vụ đã được được đặt ra, bổ sung, tổng kết, khái quát hóa, chuẩn hóa kiến thức, kiểm tra kết quả, nhận xét, đánh giá, vận dụng kiến thức và các công việc cần thiết khác

Như vậy, nét đặc trưng của hoạt động dạy là: tổ chức tình huống học tập; kiểm tra định hướng sự trao đổi, tranh luận của học sinh; bổ sung, khái quát hóa, chính xác hóa, chuẩn hóa tri thức Hoạt động học có những đặc trưng là: ý thức được vấn

đề cần giải quyết; độc lập suy nghĩ để xác định giải pháp, tự chủ hành động giải quyết nhiệm vụ học, kết hợp với trao đổi tranh luận để xây dựng được tri thức

1.2.1.1 Cơ sở khoa học của việc tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh

-Cơ sở triết học: Nhận thức VL là nhận thức chân lí khách quan V.I.Lênin đã chỉ rõ quy luật chung của hoạt động nhận thức là: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn, đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lí của sự nhận thức hiện thực khách quan”[33]

-Cơ sở tâm lí học: Theo các nhà tâm lí học thì: “Con người chỉ bắt đầu tư duy tích cực khi nảy sinh vấn đề cần tư duy”[14] Khi có nhu cầu hiểu biết, có niềm say mê hứng thú thì quá trình nhận thức có hiệu quả tăng lên rõ rệt

-Cơ sở giáo dục học: Theo quan điểm của giáo dục học thì hoạt động DH sẽ đạt hiệu quả cao khi người học tích cực, tự giác, độc lập nhận thức vì khi đó sẽ khêu gợi được động cơ học tập của HS

1.2.1.2 Tiến trình tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học vật lý

Trong QTDH các nhà khoa học đã sáng tạo ra nhiều PP nhận thức có hiệu quả trong việc đi tìm chân lí.V.G.Razumôpxki khái quát hóa và trình bày những khía

cạnh chính của quá trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu trình gồm các giai đoạn

chính sau: Từ việc khái quát hóa những sự kiện xuất phát, đi đến xây dựng mô hình giả định của hiện tượng (đề xuất giả thuyết); từ mô hình giả định rút ra các hệ quả lôgic, rồi từ hệ quả đi đến thiết kế kiểm tra bằng thực nghiệm Nếu những sự kiện thực nghiệm phù hợp với kết quả lôgic đã dự đoán thì giả thuyết đó được xác nhận

và trở thành chân lí khoa học Nếu những sự kiện thực nghiệm không phù hợp với những hệ quả lôgic thì phải chỉnh sửa, bổ sung hoặc thay đổi Tiến trình tổ chức hoạt động cho HS có thể chia thành ba giai đoạn chính:

-Đề xuất vấn đề (nêu các sự kiện mở đầu)

Sự kiện mở đầu được đặt ra với yêu cầu phải xuất phát từ cái đã biết và nhiệm

vụ cần giải quyết, từ đó nảy sinh nhu cầu tìm hiểu về một cái chưa biết, về một cách giải quyết không có sẵn, nhưng hi vọng có thể tìm tòi, xây dựng được Ngay sau khi nêu các sự kiện mở đầu để đề xuất vấn đề, cần làm bộc lộ những quan điểm sẵn có của HS Mục đích của việc làm bộc lộ quan điểm sẵn có của HS là để giáo viên biết

được mức độ hiểu biết của HS (đúng hay sai, nông hay sâu, chính xác hay chưa chính xác ) về các hiện tượng định nghiên cứu

-Giải quyết vấn đề

Trong giai đoạn này có thể chia ra thành hai giai đoạn nhỏ hơn:

+ Suy ra giải pháp (xây dựng mô hình-giả thuyết)

Đây là giai đoạn quan trọng và khó khăn, vì trong giai đoạn này tri thức về hiện tượng cần nghiên cứu được xây dựng, tư duy trực giác của HS giữ vai trò chủ đạo

Để giải quyết vấn đề đặt ra, phải tìm được điểm xuất phát cho trước để làm cơ sở cho việc tìm được lời giải, chọn hoặc đề xuất mô hình có thể vận hành được để đi tới cái cần tìm, hoặc phỏng đoán các biến cố thực nghiệm có thể xảy ra, từ đó có thể khảo sát thực nghiệm để xây dựng cái cần tìm Trong trường hợp nội dung kiến thức VL là mối liên hệ phức tạp giữa các đại lượng mà HS khó nhận thấy thì giáo viên có thể định hướng, gợi ý cho HS về mối quan hệ giữa các đại lượng, còn mối quan hệ đó tuân theo quy luật nào thì HS đưa ra

+ Khảo sát lý thuyết và thực nghiệm

Ở giai đoạn này, tư duy lôgic theo kiểu lập luận, suy diễn và biến đổi toán học dựa vào những kiến thức đã biết hoàn toàn chiếm ưu thế Giáo viên chỉ cần định hướng để HS tự rút ra các hệ quả lôgic về cái cần tìm bằng cách sử dụng những lập luận, suy diễn từ những dự đoán đã nêu Trong nhiều trường hợp HS cần phải phối hợp tốt giữa PP suy luận và những biến đổi toán học cần thiết Trước khi kiểm tra những hệ quả lôgic, nên định hướng cho HS trao đổi, thảo luận và đề xuất các phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả lôgic Trong trường hợp phải sử dụng đến thí nghiệm, giáo viên cần phải chuẩn bị một số phương án để dự phòng khi HS không nêu ra được phương án hoặc phương án không tối ưu

-Kiểm tra xác nhận kết quả và vận dụng

Đây là giai đoạn xác định sự đúng đắn hay không của hệ quả lôgic, giai đoạn này thường phải dùng đến thí nghiệm nên đòi hỏi HS phải có những kỹ năng, kỹ xảo nhất định Giáo viên cần lựa chọn những thí nghiệm kiểm tra phù hợp với các

phương án đã nêu đồng thời phải đảm bảo kết quả thí nghiệm là chính xác và thành công ngay

Sau khi tiến hành thực nghiệm để kiểm tra sẽ xuất hiện hai khả năng: Thứ nhất, nếu kết quả thí nghiệm không phù hợp với hệ quả lôgic, thì cần kiểm tra xem mô hình thực nghiệm đề ra đó đã phù hợp chưa? Mô hình giả thuyết xây dựng đã hợp lí chưa? Việc tiến hành thực nghiệm đã tiến hành theo đúng phương án đề ra chưa? Nếu cả ba nội dung ấy chưa hợp lí thì cần điều chỉnh, bổ sung, thậm chí thay đổi hoàn toàn Thứ hai, nếu kết quả thực nghiệm hoàn toàn phù hợp với những suy đoán đưa ra thì giáo viên có thể cho HS nêu một cách chính xác, đầy đủ mô hình giả thuyết chấp nhận được, từ đó giáo viên hướng dẫn HS khái quát hóa, nêu thành các định luật vật lý

Sau cùng, giáo viên định hướng cho học sinh vận dụng để giải thích các vấn

đề thực tế và luyện tập, như thế không những học sinh thấy được những ứng dụng của kiến thức vật lý trong đời sống mà từ đó làm nảy sinh sự mở rộng của giới hạn, mô hình-giả thuyết do sự xuất hiện của sự kiện mới

1.2.2 Các biện pháp tích cực hóa hoạt động nhận thức cho học sinh

* Một số khái niệm về tích cực và tích cực hóa [26]

-Tính tích cực: Tính tích cực là một phẩm chất của con người là khái niệm biểu thị

sự nỗ lực của chủ thể khi tương tác với đối tượng Tính tích cực cũng là khái niệm biểu thị cường độ vận động của chủ thể khi thực hiện một nhiệm vụ, giải quyết một vấn đề nào đó Sự nổ lực ấy diễn ra nhiều mặt: sinh lí, tâm lí, xã hội,…

-Tích cực hóa là một tập hợp các hoạt động của thầy giáo và của nhà giáo dục nói chung, nhằm biến người học từ thụ động thành chủ động, từ đối tưởng tiếp nhận tri thức sang chủ thể tìm kiếm tri thức để nâng cao hiệu quả học tập

*Tích cực nhận thức: là tính tích cực xét trong điều kiện phạm vi của QTDH chủ yếu được áp dụng trong quá trình nhận thức của HS

* Những biểu hiện của tính tích cực trong học tập

Trong quá trình nhận thức vật lý, tính tích cực của HS thể hiện các thao tác chân tay (như bố trí dụng cụ đo, sử dụng các dụng cụ đo, thực hiện các phép đo),

các thao tác tư duy (như phân tích, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa), các hành động nhận thức (như xác định đặc tính bản chất của sự vật, hiện tượng, tìm nhận xét, xác định mối quan hệ) Tuy nhiên các thao tác tư duy, các hành động nhận thức diễn ra trong đầu học sinh, để nhận biết được tính tích cực của HS trong quá trình nhận thức VL cần phải dựa vào một số dấu hiệu sau:

-Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời câu hỏi của giáo viên, bổ sung câu trả lời của bạn, thích phát biểu ý kiến của mình

-Hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề mà giáo viên trình bày chưa rõ

-HS vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận ra vấn đề mới -Học sinh mong muốn được đóng góp với giáo viên, bạn bè những thông tin mới từ nguồn thông tin khác có thể vượt ra ngoài phạm vi bài học

Ngoài những biểu hiện nói trên giáo viên còn dễ nhìn thấy những biểu hiện về mặt xúc cảm khó nhận thấy hơn như: thờ ơ hay hào hứng, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm ra lời giải cho BT

*Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh

-Kích thích tinh thần trách nhiệm và hứng thú học tập của các em bằng cách nói lên

ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn những nội dung gần gũi với cuộc sống hàng ngày hoặc những vấn đề cấp bách trong xã hội

-Kích thích hứng thú qua nội dung DH bằng cách từ cái cũ liên hệ cái mới, phát triển kiến thức và kinh nghiệm mà các em đã có

-Kích thích hứng thú học tập cho HS với các PPDH tích cực như: PP nêu vấn đề, PP thực nghiệm, PP mô hình, PP thí nghiệm, PP thực hành, PP thảo luận,…

-Sử dụng các phương tiện dạy học, đặc biệt là phương tiện DH hiện đại Phương tiện DH giúp cho bài học sinh động hơn đồng thời giúp giáo viên truyền tải kiến thức đến HS đầy đủ hơn và chính xác hơn

-Thay thế nhiều hình thức tổ chức DH khác nhau như: cá nhân, nhóm, tập thể lớp hay ngoại khóa, tham quan… Hình thức này giúp HS phát triển toàn diện và tăng cường tính tích cực trong hoạt động nhận thức

-Kiểm tra, đánh giá cũng là động lực quan trọng tác động đến tính tích cực của HS -Giáo viên phải biết cách tạo ra và duy trì không khí DH cởi mở giữa thầy và trò, giữa các HS với nhau Có như vậy các em cảm thấy thoải mái, tự tin bộc lộ bản thân suy nghĩ và quan điểm của mình Bên cạnh đó giáo viên cũng phải chú ý khen thưởng, động viên HS đúng lúc, đúng chỗ

1.3 BTVL và việc bồi dưỡng NLTD cho học sinh trong quá trình dạy học

1.3.1 Bồi dưỡng tư duy trong các nhiệm vụ dạy học vật lý

Xuất phát từ cơ sở lí luận của việc dạy và học VL ở trường phổ thông, đồng thời quán triệt mục tiêu đào tạo, giáo dục phổ thông đã được chỉ ra trong các văn kiện của Đảng và Nhà nước ta, căn cứ vào đặc điểm của môn học Vật lý, thì DH VL

-Bồi dưỡng cho HS thế giới quan duy vật biện chứng, giáo dục lòng yêu nước, thái

độ đối với lao động, đối với cộng đồng và những đức tính khác của người lao động -Góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh, hướng dẫn cho HS kỹ năng sử dụng những dụng cụ vật lý, đặc biệt là những dụng cụ đo lường,

kỹ năng lắp ráp thiết bị để thực hiện các thí nghiệm vật lý, vẽ đồ thị, xử lý các số liệu đo đạc để rút ra kết luận

Các nhiệm vụ quan trọng của việc dạy và học VL ở trường phổ thông được cụ thể hóa thành ba mục tiêu: kiến thức, kỹ năng và thái độ học tập Nhiệm vụ, mục tiêu này được quán triệt ở mọi cấp độ từ vĩ mô đến vi mô Trong đó nhiệm vụ phát triển năng lực TD, năng lực giải quyết vấn đề để giải BTST là nhiệm vụ rất quan trọng

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

-BTVL có vài 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 HS nhằm đảm bảo cho HS lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc BT có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới ở bậc THPT Với trình độ toán học đã khá phát triển, nhiều khi các BT được sử dụng khéo léo có thể dẫn HS đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do BT đưa ra

-Bài tập VL là phương tiện rèn luyện cho HS kỹ năng kỹ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết với thực tiễn, đời sống Có thể xây dựng rất nhiều BT có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu HS 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 PP nghiên cứu khoa học cho HS bởi vì giải BTVL là hình thức làm việc căn bản của HS 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, TDST của HS được nâng cao Có nhiều BTVL không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức

đã học mà còn giúp HS bồi dưỡng TDST Đặc biệt là BT giải thích hiện tượng, BT 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 BTVL có thể rèn luyện được những đức tính tốt như: tính độc lập, tính cẩn thận, kiên trì, vượt khó Giải BT là một trong những hình thức làm việc

tự lực của HS 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

HS rút ra được nên tư duy của HS 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, kỹ năng của một HS một cách chính xác

1.3.3 Bài tập trong việc bồi dưỡng và phát triển tư duy cho HS chuyên lý

Thực tế kinh nghiệm bản thân cho thấy:

Học sinh chuyên có các điểm mạnh như làm việc dưới áp lực cao, có nhiều cảm thông với người khác, có sự rõ ràng, quả quyết và có sự nhận thức cá nhân cao Phần lớn HS biết kìm chế thái độ và cảm xúc của mình Quá trình hình thành và biến đổi xúc cảm, tình cảm diễn ra ôn hòa hơn và có kỹ năng làm chủ cảm xúc tốt

HS biết làm chủ sự tức giận, xử lý những thất vọng, đau buồn và lo âu và biết đối phó với sự mất mát, lạm dụng, chấn thương

Tính cách mạnh mẽ, ý thức cao về bản thân đã làm HS các trường chuyên có tính quyết đoán, sẵn sàng tranh luận với người khác về một vấn đề nào đó cho đến tận cùng chân lí HS các trường chuyên ý thức tốt về bản thân, biết được mặt mạnh, mặt yếu, thể hiện ước muốn của bản thân cũng như những điều mà các em không thích, tự nhận ra stress hay tình trạng bị áp lực để ứng phó kịp thời Bên cạnh đó, kỹ năng xã hội của các em cũng được đánh giá cao Các em có thể đồng cảm, lắng nghe và hiểu nhu cầu, hoàn cảnh của người khác cũng như biểu lộ sự hiểu biết này bằng những hành động cụ thể

Tình cảm đạo đức cũng được phát triển mạnh ở các HS trường chuyên Nó là một trong những động cơ thúc đẩy hành vi xã hội và các hoạt động, điều chỉnh mọi hành vi của các em

Tuy nhiên, các HS lại hay gặp khó khăn trong việc chấp nhận ý kiến của người khác, thường đặt vị trí, vai trò của mình quá cao trong tập thể Mặc dù, khả năng

“đặt chân mình vào đôi giày của người khác” để thấu hiểu những gì họ trải qua lại được đánh giá cao Đó là quan tâm đến cảm xúc người khác và sẵn sàng hỗ trợ họ

về mặt tình cảm HS chuyên có thể thông cảm với người không bằng mình, nhưng khó chấp nhận có người hơn mình và chính tư duy này đã làm cản trở những nỗ lực nhằm phát huy hết các tiềm năng của các em, làm cho kỹ năng hợp tác và làm việc theo nhóm cũng như giải quyết vấn đề của HS không được phát triển đúng mức

Học sinh chuyên không sợ BT khó, phức tạp Bản thân các em rất ham muốn được thử sức ở những vấn đề mới Đặc biệt đối với những BT mà sau khi đọc xong

đề thì HS rơi vào trạng thái tâm lí vừa hơi căng thẳng, vừa hưng phấn khao khát vượt qua khó khăn nhằm giải quyết được mâu thuẫn

Được trang bị nhiều kiến thức toán học nên HS chuyên không ngại BT tính toán phức tạp, tuy nhiên có thể dẫn đến việc lạm dụng kiến thức toán mà không chú

ý đến bản chất VL của bài toán Khi đó nên điều chỉnh hạn chế trên bằng những BT

Học sinh chuyên không sợ BT khó, nhưng lại thường lười nhác khi gặp loại BT giải theo khuôn mẫu, không có yếu tố bất ngờ … Đây là điều bất lợi khi muốn rèn luyện kỹ năng cho HS

Thông qua BT ta có thể giúp HS chuyên:

-Thói quen quan sát, nhận biết các dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng

-Khả năng phân tích hiện tượng phức tạp thành những hiện tượng đơn giản

-Xác định rõ những giai đoạn diễn biến của hiện tượng

-Tìm thấy các dấu hiệu giống nhau giữa các sự vật, hiện tượng

-Tìm được những tính chất chung của nhiều sự vật, hiện tượng (khái quát hóa) -Tìm ra mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng vật lý Tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng vật lý, biểu diễn bằng công cụ toán học

-Dự đoán diễn biến của một hiện tượng trong những điều kiện thực tế xác định -Giải thích một hiện tượng thực tế

-Hình thành phương pháp chung để giải quyết một loại vấn đề

Bài tập VL là một phương tiện có hiệu quả nhằm bồi dưỡng NLTD cho HS

Từ những cơ sở lí luận ở chương 1, chúng tôi sẽ đánh giá thực trạng hoạt động dạy và học BTVL trong thực tiễn lớp 10 chuyên lý ở trường THPT Trên cơ sở lí luận và thực tiễn chúng tôi sẽ xây dựng một hệ thống BTCL thích hợp, phục vụ có hiệu quả hơn trong DH phần Cơ học lớp 10 chuyên lý

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHỌN LỌC PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY

CHO HỌC SINH CHUYÊN LÝ

2.1 Mục tiêu dạy học phần cơ học lớp 10 chuyên lý

2.1.1 Phân tích nội dung cơ học trong chương trình vật lý chuyên

Tổng số tiết học môn VL lớp 10 của trường THPT chuyên là 140 tiết, trong đó dành 90 tiết để học chương trình VL nâng cao THPT, còn dành 50 tiết cho nội dung chuyên sâu

Nội dung DH gồm hai phần: nội dung VL nâng cao và nội dung VL chuyên sâu

Nội dung nâng cao được qui định trong chương trình nâng cao môn VL lớp 10, ban hành kèm theo Quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05 tháng 5 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo Kế hoạch DH nội dung này được lấy dúng như kế hoạch DH chương trình VL lớp 10 nâng cao THPT

Nội dung chuyên sâu gồm bốn phần: Cơ học (18 tiết); VL phân tử và Nhiệt học (14 tiết); Thiên văn học (12 tiết); Thực hành (6 tiết) và kiểm tra (3 tiết) Trong đó phần cơ học phải học các chuyên đề nâng cao sau

Chuyên đề 1: Chuyển động cong Gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến

Chuyên đề 2: Cân bằng của hệ vật dưới tác dụng của hệ lực liên kết

Chuyên đề 3: Khối tâm HQC khối tâm HQC có gia tốc

Chuyên đề 4: Va chạm Chuyển động của tên lửa

Chuyên đề 5: Các định luật Kê-ple Chuyển động trong trường hấp dẫn

Chuyên đề 6: Thuỷ tĩnh học Thuỷ động lực học

Thời lượng dành cho phần Cơ học là như vậy mà hết học kỳ I lớp 11 HS đã phải tham dự được kỳ thi học sinh giỏi Quốc Gia! Nhưng khó khăn hơn nữa là phạm vi kiến thức sử dụng, đòi hỏi HS phải có vốn lý thuyết sâu rộng cùng với kiến thức toán học đáng kể

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

Phần cơ học có vị trí đặc biệt quan trọng trong chương trình chuyên Phần này hiện tượng, bản chất VL phong phú, đòi hỏi sự nỗ lực tư duy và nhiều kỹ năng khác

ở HS Phần cơ học được học trước các phần Nhiệt, Điện, Quang, Sóng, VL hiện đại

… nên việc phát triển NLTD là rất có lợi cho HS khi nghiên cứu các phần tiếp theo

Ở giai đoạn đầu cấp khi mà kiến thức toán của HS chưa nhiều trong khi để giải quyết được những BT khó thì phải cần đến những kiến thức toán cao cấp (như giới hạn, đạo hàm, nguyên hàm, tích phân, phương trình vi phân …), để đảm bảo được

kỹ năng tính toán mà không làm mờ đi hiện tượng vật lý, bản chất VL của các bài toán Đó là một nhiệm vụ khó của phần cơ học

2.2 Thực trạng trong việc dạy và học BTVL lớp 10 chuyên lý ở trường THPT chuyên hiện nay

2.2.1 Chương trình và tư liệu giáo khoa cho chuyên vật lý

Hiện nay (tính đến năm học 2011-2012) sách giáo khoa mới dùng cho HS chuyên chưa có, bộ sách cũ đã lạc hậu, hơn nữa cũng chỉ là cung cấp kiến thức lý thuyết cơ bản với lượng BT quá ít, chỉ đủ cho HS nhớ lại công thức trong phần lý thuyết Để tiếp cận với trình độ HS trong khu vực và thế giới, yêu cầu trong các đề thi quốc gia, APHO, IPHO ngày càng cao đòi hỏi sự nỗ lực cập nhật kiến thức của

cả thầy và trò Thời lượng học của HS không có nhiều khi mà học kì I lớp 11 (tức chỉ hơn một năm kể từ ngày vào trung học phổ thông) các em đã phải tham dự các

kì thi đỉnh cao, ở đó không có giới hạn về kiến thức trong đề thi! Trong khi đó các

em vẫn phải đảm bảo kiến thức các môn khác và mọi hoạt động tập thể của nhà trường như bao HS khác

Việc dạy ở trường chuyên thực tế do cá nhân giáo viên hoặc nhóm giáo viên chịu hoàn toàn trách nhiệm về chương trình cũng như chất lượng Khung chương trình chuyên chỉ mang tính định hướng, mỗi cá nhân giáo viên hay nhóm giáo viên dạy chuyên căn cứ theo thực tế năng lực HS phải tự biên soạn chương trình, tự phân

bổ thời gian cho mỗi đơn vị kiến thức Trước khi làm bài tập, HS phải được trang bị

lý thuyết Thời gian như thế, lượng kiến thức phải học nhiều như vậy, làm sao để

HS có kỹ năng giải bài tập? Đó là bài toán đau đầu của mỗi giáo viên dạy chuyên

2.2.2 Nhận thức của giáo viên về việc dạy học bài tập

Do những khó khăn nêu trên nên thực tế giáo viên còn lúng túng khi dạy BT

BT đưa ra nhiều khi chỉ nhằm củng cố lý thuyết đã trình bày trước đó, độ khó dễ bất chợt, công cụ toán học dùng để tính toán đôi khi quá phức tạp Hệ thống BT đưa ra chỉ nhằm quét hết chương trình chứ chưa chú ý đến việc phát triển tư duy nếu không muốn nói còn có thể gây ra tâm lí hoang mang chán nản vì choáng ngợp trước kiến thức cho HS

2.2.3 Học sinh giải bài tập vật lý

Dù tư chất tốt, đã được chọn lọc ở các kì tuyển sinh, nhưng HS chuyên cũng mang tâm lí chung của mọi HS Việc giải BT nhiều khi chỉ nhằm hoàn thành khối lượng công việc được giao, nặng về kỹ năng giải toán Việc tìm thấy sự tương tự trong những bài dễ hơn hay từ tập hợp những bài toán đơn lẻ đã giải quyết trước đó không phải HS nào cũng làm được Đặc biệt từ những BT đã làm chưa tìm được cái hay, cái tổng quát của dạng BT nhằm tự nghĩ ra bài toán mới hay vấn đề mới để tiếp tục nghiên cứu

-Tài liệu tham khảo: Các tài liệu tham khảo cho giáo viên và HS rất đa dạng phong phú nhưng số lượng BT đòi hỏi tư duy ít

-Với thực trạng trên mỗi giáo viên cần phải tự xây dựng cho mình hệ thống BT và phương án sử dụng riêng để đạt hiệu quả DH cao nhất

2.3 Xây dựng hệ thống bài tập chọn lọc phần cơ học lớp 10 nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy cho học sinh chuyên lý

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

Việc lựa chọn, phân loại hệ thống các BT theo chủ đề là một việc khó Những

BT khó đòi hỏi vận dụng nhiều vùng kiến thức, thậm chí riêng phần cơ học cũng chưa đủ (như cơ trong quang, cơ trong điện…) Vậy cần phải có những tìm tòi về

PP 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 BT xuất phát, số lượng của chúng và trình tự giải Kết quả rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo giải BT phụ thuộc rất nhiều vào việc chọn lựa và trình tự sắp xếp các bài tập, nên để HS sau mỗi BT đều phát hiện ra những cái mới hay nảy sinh những vấn đề mới cần giải quyết tiếp

BTVL 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 QTDH

có sự lựa chọn thật cẩn thận hệ thống bài tập: chặt chẽ về nội dung, thích hợp về PP

và bám sát mục đích, nhiệm vụ DH ở trường phổ thông

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

-Tiêu chí 1: Các BT phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về mối quan hệ

giữa những đại lượng và khái niệm đặc trưng cho quá trình hoặc hiện tượng, sao cho từng bước HS hiểu được kiến thức một cách vững chắc và có kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng linh hoạt sáng tạo các kiến thức đó

-Tiêu chí 2: Mỗi BT được chọn phải là một mắt xích trong hệ thống kiến thức vật

lý, đóng góp được phần nào vào việc hoàn chỉnh các kiến thức của học sinh, giúp họ hiểu được mối liên hệ giữa các đại lượng, cụ thể hoá các khái niệm…

-Tiêu chí 3: Hệ thống BT phải giúp cho HS có kỹ năng vận dụng toán học tốt để

sau này dễ tiếp thu kiến thức các phần mới và có thời gian nhiều hơn dành cho phần bản chất VL của các BT phải giải quyết

-Tiêu chí 4: Hệ thống BT phải đảm bảo được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của

HS trong học tập

-Tiêu chí 5: Hệ thống các BT được chọn lọc phải giúp cho HS nắm được PP giải

từng loại, dạng cụ thể

-Tiêu chí 6: Hệ thống BT phải giúp HS tự tìm ra vấn đề mới, nảy sinh từ những BT

đã làm, để từ đó tự tìm tòi nghiên cứu nhằm đạt đến mức cao hơn về nhận thức

-Tiêu chí 7: Nội dung BT phải phù hợp yêu cầu ngày càng cao của các kì thi HS

giỏi, nhưng vẫn phải đảm bảo phù hợp với thời gian học tập của HS ở lớp và ở nhà

Vì vậy hệ thống BT của đề tài này được xây dựng tuyển chọn gồm những BT xuất phát nhằm khắc sâu củng cố kiến thức cơ bản của chương trình, những BT giúp HS đạt được các kỹ năng toán học cần thiết, những BT khó và hay đòi hỏi phải

có kiến thức và tư duy VL sâu sắc với các PP và kỹ thuật toán học phức tạp mới giải được Được sắp xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, bài sau có thể tìm ra

sự định hướng ở bài trước, trong bài đã làm lại hình thành hay ẩn chứa một BT mới hay một vấn đề mới phức tạp hơn cần được giải quyết tiếp

2.3.2 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập chọn lọc phần cơ học lớp 10 theo

đặc thù chuyên lý

Hệ thống BTCL cho chuyên lý phải góp phần bồi dưỡng NLTD có hiệu quả Đặc điểm của HS chuyên được thể hiện rõ qua các năng lực hoạt động tư duy của các em, cụ thể như:

-Ưa tìm tòi, khám phá những tri thức mới

-Hứng thú với các dạng BT mới,với PP giải mới

-Thích luyện tập, củng cố kiến thức

-Thích sáng tạo, tìm sự độc đáo trong cách giải

-Ưa vận dụng tư duy toán học

-Nhàm chán với những BT quá đơn giản, quá quen biết

Từ những nguyên tắc chung nêu trên và đặc điểm của HS chuyên, chúng tôi xây dựng hệ thống BTCL nhằm bồi dưỡng NLTD cho học sinh chuyên theo các nguyên tắc sau đây:

-Bảo đảm được các tiêu chí theo các nguyên tắc tư duy chung của quá trình nhận thức (7 tiêu chí cụ thể ở mục 2.3.1)

-Hệ thống BT được sắp xếp theo các chủ đề về nội dung kiến thức Bao gồm các BT theo chủ đề sau:

+Động học chất điểm

+Chuyển động của vật bị ném xiên

+Xác định trọng tâm

+Bài tập thực nghiệm

-Bài tập theo chủ đề PP giải bao gồm:

+Bài tập chọn lọc dùng PP chia nhỏ Với loại BT này chúng tôi hướng dẫn HS

áp dụng PP tư duy nghiên cứu riêng lẻ đến khái quát tổng thể và vận dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp vào BT một cách hiệu quả nhất

+Bài tập chọn lọc dùng PP giải theo mối liên kết Loại BT này chọn lọc theo nguyên tắc nhân quả mà trong đó xuất hiện các mối liên kết tự nhiên, hệ quả của sự ràng buộc, truyền động trong cấu trúc chung của hệ vật chất

Với mỗi chủ đề, các BT được sắp xếp theo trình tự:

+Xuất phát bằng BT điển hình

+Bài tập phát triển dựa trên BT xuất phát

+Lời giải, hướng dẫn giải hoặc đáp số

Căn cứ theo các nguyên tắc đã trình bày chúng tôi đã xây dựng được hệ thống BTCL phần cơ học phù hợp với lớp 10 chuyên lý sau đây

2.3.3 Hệ thống BTCL phần cơ học nhằm BDTD cho HS chuyên lý.

2.3.3.1 BTCL theo chủ đề: Động học chất điểm

Bài tập 1 Vận tốc của một vật chuyển động thẳng nhanh dần đều phụ thuộc vào

thời gian theo phương trình: v = 2 + 3t (m/s)

a Hãy viết phương trình biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ theo thời gian Lấy

x0 = 0 Chọn trục tọa độ trùng với hướng chuyển động

b Hãy tìm vận tốc trung bình của vật trong 4s kể từ lúc bắt đầu chuyển động và vận tốc tại thời điểm cuối giây thứ tư

Giải:

t0 = 0 lúc bắt đầu khảo sát v0 = 2m/s; a = 3m/s2

Nhận xét: Đây là một BT thông thường, thuộc loại cơ bản Để giải được thì HS

chỉ cần so sánh phương trình diễn tả chuyển động của vật với các phương trình mô

tả các dạng chuyển động đã học trong phần lý thuyết, từ đó xác định các dại lượng đặc trưng và giải

Nhưng khi quy luật chuyển động trong đề được thay đổi, ta sẽ được những bài toán phức tạp hơn, nhưng vẫn có thể giải theo PP so sánh nhận xét như ở bài trên:

Bài tập 2

Một hạt chuyển động theo chiều dương của trục x với vận tốc v k x , trong

đó k là một hằng số dương Tại thời điểm t0 = 0 hạt ở vị trí x = 0 Hãy xác định:

a Vận tốc và gia tốc của hạt theo thời gian

b Vận tốc trung bình của hạt trong khoảng thời gian từ vị trí x = 0 đến vị trí x

Giải:

Lúc t0 = 0  x = 0  v0 = 0

2 2 2

Với kiến thức toán đơn giản về véc tơ và đạo hàm ta có thể cho HS giải BT sau:

Bài tập 3 Bán kính véc tơ của một hạt biến thiên với thời gian theo quy luật:

b Khoảng thời gian t để hạt trở về điểm xuất phát và quãng đường đi được trong khoảng thời gian ấy

Bài tập 4 Một hạt chuyển động chậm dần trên một đường thẳng với gia tốc mà độ

lớn w phụ thuộc vận tốc v theo quy luật w = k v , trong đó k là hằng số dương Tại thời điểm ban đầu vận tốc của hạt bằng v0 Tìm quãng đường hạt đi được cho đến khi dừng lại và thời gian đi quãng đường ấy

3/ 2

Theo hướng phát triển trên ta có các BT sau (Từ bài tập 5 đến bài tập 11 xem Phụ lục 1)

2.3.3.2 BTCL cho chủ đề: Động lực học

Thay đổi dữ kiện của BT xuất phát để được những BT đòi hỏi sự tư duy cao hơn, hoặc đòi hỏi HS phải tìm hiểu lý thuyết sâu hơn để giải quyết vấn đề Hướng đi này được dùng để tuyển chọn BT cho chủ đề động lực học với minh họa sau

BÀI TẬP XUẤT PHÁT

Khối nêm hình tam giác vuông ABC có góc nghiêng α = 300

đặt trên mặt bàn nằm ngang (hình vẽ) Cần phải làm cho khối nêm chuyển động trên mặt bàn với gia tốc như thế nào để một vật nhỏ đặt tại A có thể leo lên mặt phẳng nghiêng ? Bỏ qua

ma sát (Bài tập 5 trang 97 VL 10 Nâng cao-Nhà xuất bản Giáo dục 2010)

Tóm tắt cách giải:

Chọn HQC gắn với nêm

Để vật có thể leo lên mặt phẳng nghiêng, lực quán tính phải hướng sang phải

 a hướng sang trái và macosα  mgsinα  a  gtanα

CÁC BÀI TẬP PHÁT TRIỂN Bài tập 1 Khi có ma sát

Nêm A phải chuyển động ngang với gia tốc bao nhiêu để m không trượt trên nêm Biết hệ số ma sát giữa m và nêm A là , với  < cot

Q = mgcos + ma0sin

ma0cos - mgsin - mgcos - ma0sin > 0

a0(cos - sin) > g(sin + cos) 

a0 > g sin cos  g 1 cot g 

cos - sin cot g

-      



Khi m trƣợt xuống: mgsin - ma0cos - mgcos - ma0sin > 0

 gsin - cos) > a0(cos + sin)

a0 < g sin - cos  g 1- cot g 

nêm khi mà nêm chuyển động sang

trái với gia tốc a Hệ số ma sát giữa 0

vật và nêm là , chiều dài mặt nêm là l và a0 < gcot

Tóm tắt cách giải:

Phản lực của mặt nghiêng tác dụng lên vật : Q = mgcos - ma0sin (*)

mgsin - (mgcos - ma0sin) + ma0cos = ma

a = gsin - gcos + a0sin + a0cos

Chú ý: Theo (*) Q = 0 khi gcos = a0sin a0 = gcotg

Nếu a0 ≥ gcotg không còn Q Điều kiện để nêm không cản trở chuyển động của vật khi rơi tự do là a0 ≥ gcotg



0

a