Trong các tài liệu giáo khoa cũng như các tài liệu phương pháp bộ môn, người ta thường hiểu những bài tập luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các
Trang 1‹LAT- “12-27 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỎ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ ¬ .- v= SP TP HỒ CHI MINH : KHOA LUAN TOT NGHIEP DE TAL
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu trường Đại học Sư phạm thành phó Hồ Chí Minh, Ban Chủ Nhiệm khoa vật lý đã tạo điều kiện thuận
lợi cho tôi hồn thành khố luận này Đông thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy TS Nguyễn Đông Hải đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện dé tai này,
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các em HS lớp 10A1 trường THPT Nguyễn Hiễn, các em cộng tác viên, bạn bẻ, người thân đã hợp tác, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện Xin chân thành cảm ơn!
Trần Đỗ Minh Hoàng
4 vị 3 G Y H (2
c A
Trang 3MỤC LỤC
3d | I Lý do chọn để tài ¿óc 5c Sen t2 1211211231711213215 14 1111 1.11513 111.1 | BE; SMR OU A OUR ise et here ieee eerie nents 2 IIE: Đôi tượng nghiÊn cứN: 126202666 604254606606x266)Q6261660 0d auei 3
VY: NINH :VỤ NHIÊN GẦN 62603202060 00000216000G%60-880022 3 Vc.) PRMD PROD STINT CON 2466040002666 20000000 6650204i4 ai 3
VE Prlapens wii ragga colina sis acca aaa Naas 3 VI Đồng góp mới của đề icici 202 G22cCGA2000G6-0.2.220,ká, 3 PETA INC SING sssscsicssacscssscsscasacecasiaunsencanssensiicenndasacavanens hacetsansiea bias keseadevesaiaweeississ 4 CHUNG t0 0E TU E dieeeaieeeieeeseeioieeeesaeee 4 1.1 Vai trò của bài tập trong việc phát triển kỹ năng cho HS 4 1.1.1 Khái niệm bài tập vật lý .- 2-2 + SE 13134 311111111112 xe- 4
1 1.z.8000: 0080 ba DIED TED GER seeseneeeneseeeseeeeseeemeesneeeeieneeaeeeeeeseesoa 4
1.2 Vai trò của hình vẽ trong việc giải bài tap vật lý của HS - 5 12:1 Đơn giản boá Al tole sis cia eset 5 L22 Hỗ tợ việc già bÀI VẬN 222222226 Seca ais 6
LD Tigre: Crepes wae Tác 7
1.3.1 Thực trạng hoạt động tự giải BTVL ở HS - 22-55552575, 7 1.3.2 Một số nguyên nhân dẫn đến thực trạng trên 2-22 se zzcczze x KT LUẬN CHUG l-eeaeaieeeaeeeieeiaeediekavbccreoaseoseeree 10 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT ẢNH HƯỚNG CUA HINH VE DEN CHAT LUGNG GIẢI BÀI TẬP CA HỌC SINH c0 cbi2oi02iacse H
2.1 G0 Cá KHẢO ĐẾN coi 06246c6cc000 40162660442 ayccose H1
sóc FUMIO VIS CHUM INS GN cá ue 66c 4106600611266166iccscee l1
Trang 4BTVL GV HS
DANH MUC CAC CUM TU VIET TAT
Bai tap vat ly
Giáo viên
Học sinh
Trang 5MỞ ĐÀU
I Ly do chon dé tai
Thế ki XXI là thể kỉ của chất xám, của trí tuệ, của nền kinh tế tri thức Sự phát
triển như vũ bão của khoa học công nghệ và xu hướng toàn cầu hóa mở ra nhiễu triển
vọng phát triển nhưng cũng đặt ra nhiều thách thức cho mọi quốc gia, bắt cứ một đất
nước nào nêu không bắt kịp nhịp độ phát triển của thế giới sẽ trở nên bị tụt hậu Trong
thế kỉ nảy, sự phát triển của kinh tế - xã hội được quyết định bởi con người có trình độ
hiểu biết, có văn hóa, cé nang lực hành động Hiện nay, đất nước ta đang tiền hành hai
cuộc cách mạng lớn: Cách mạng xã hội chủ nghĩa và cách mạng khoa học công nghệ
Điều đó tác động rất lớn đối với sự nghiệp giáo dục nói chung và nhà trường phỏ thông
nói riêng Nó đòi hỏi nhà trường phải góp phần đào tạo cho xã hội những con người
làm chủ tương lai thông minh, có năng lực độc lập giải quyết vấn đề, năng động, sáng tạo, có thái độ tích cực, có năng lực tự học để nâng cao trình độ nhận thức đáp ứng
được yêu cầu ngày càng cao của xã hội
Muốn làm được điều đó, nhà trường phổ thông trước hết phải trang bị cho HS những tri thức phổ thông, cơ bản, hiện đại phù hợp với đặc điểm tam, sinh lí lứa tuổi, phù hợp với thực tiễn của đất nước, đồng thời rèn luyện cho HS những kĩ năng, kĩ xảo cần thiết; trên cơ sở đó, phát triển ở họ năng lực nhận thức, năng lực hành động và hình thành thế giới quan khoa học cũng như những phẩm chất đạo đức cần thiết ở con người
mới
Vật lý là một trong những môn học tự nhiên ở trường phỏ thông, có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học Do đó việc giảng dạy môn vật lý có nhiệm vụ cung cấp cho HS những kiến thức vật lý cơ bản, hình thành những kỹ năng và thói quen làm việc khoa học giống như một nhà vật lý [1]
Trong dạy học môn vật lí, có thể nâng cao chất lượng học tập cho HS bằng
nhiều phương pháp khác nhau Trong số đó, bài tập vật lí (BTVL) có tác dụng rất tích
cực đến việc giáo dục và phát triển năng lực cho HS, nhất là năng lực giải quyết vấn
Trang 6giáo dục rất lớn BTVL có tác dụng giúp cho HS hình thành, rèn luyện kĩ năng kĩ xảo
vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giúp cho việc đảo sâu, mở rộng kiến thức
BTVL có tầm quan trọng đặc biệt, giúp HS ôn tập, đào sâu mở rộng kiến thức,
rèn luyện kỹ năng kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn; đồng thời BTVL còn có tác dụng phát triển năng lực tư duy sáng tạo của HS Đẻ giải được BTVL, ta thường sử
dụng các phép biểu diễn nhằm đơn giản hoá và quản lý được những dữ kiện cần thiết
đồng thời kết hợp với những suy luận logic, những phép toán dựa trên cơ sở các định
luật và phương pháp vật lý nhằm đề ra hướng giải quyết tốt nhất
Do tình hình kinh tế của nước ta không thẻ đầu tư những phòng thí nghiệm hiện
đại hay những dụng cụ thí nghiệm tỉnh vi nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy Chính vì vậy, việc dạy học vật lý ở các trường THPT hiện nay chủ yếu là giảng dạy lý thuyết và luyện giải các bài tập Trong đó, để giải được các bải tập, HS thường phải sử dụng
các công thức, phương trình và các phép biến đổi toán học là chính Và đẻ làm được điều này, HS thường phải sử dụng các loại hình biểu diễn để mô tả lại quá trình vật lý
được nhắc đến trong đề bài
Có rất nhiều phương pháp để biểu điễn BTVL như: biểu diễn bằng toán học, biểu diễn bằng đồ thị, biểu diễn bằng giản đồ Trong đó, phương pháp biểu điễn bằng hình vẽ là trực quan, sinh động, phù hợp với khả năng của HS phổ thơng nhất Ngồi ra, hình vẽ còn có những ảnh hưởng nhất định đến chất lượng giải bai tap của HS [7]
Tuy nhiên, việc hướng dẫn cho HS vẽ hình khi giải BTVL vẫn chưa được giáo
viên (GV) quan tâm đúng mức Với những lý do trên, việc nghiên cứu cách làm thế nào để hướng dẫn HS sử dụng hình vẽ để giải BTVL là rất cân thiết Chính vì vậy, tôi đã chọn đẻ tài: “Hướng dẫn HS vẽ hình trong bài toán Động học ở lớp 10” làm đề tài nghiên cứu của mình
H Mục đích đề tài
Trang 7IV
VIL
Đối tượng nghiên cứu
Việc vẽ hình trong các BTVL chương Động học ở lớp 10 Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu một số tài liệu liên quan đến tác dụng của hình vẽ đối với việc giải
BTVL của HS
Khảo sát trên HS về việc giái một số bài toán Động học ở lớp 10
Phỏng vẫn một số HS về những khó khăn và tìm hiểu những sai lầm ma HS gap
phải
Rút ra những biện pháp để hướng dẫn HS vẽ hình trong bài tập Thực nghiệm trên HS về những biện pháp đẻ ra
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lí luận
Phương pháp phỏng vấn, điều tra
Phạm vỉ nghiên cứu
Các bài toán Động học ở lớp 10 trong chương trình vật lý ở trường phổ thông
Đóng góp mới của đề tài
Giúp tìm hiểu những khó khăn và sai lầm mà HS thường mắc phải trong khi vẽ
hình ở các bài toán Động học Ngoài ra còn phát hiện thêm một số sai lầm khác khi HS
tiến hành giải BTVL
Trang 8PHAN NOI DUNG
CHƯƠNG 1: CO SO LY THUYET
1.1 Vai trò của bài tập trong việc phát triển kỹ năng cho HS
1.1.1 Khai niém bai tap vat ly
Trong cuốn sách "Phương pháp gidi bai tập vật lí", X.E.Camenetki vả
V.P.Ơrêkhơv quan niệm: ““ Trong thực tế dạy học người ta thường gọi bài tập vật lí là một vẫn đẻ không lớn, được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí Trong các tài liệu
giáo khoa cũng như các tài liệu phương pháp bộ môn, người ta thường hiểu những bài
tập luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của HS và rèn luyện
kĩ năng vận đụng kiến thức của họ vào thực tiễn là bài tập vật lí” [2]
Đồng thời, các tác giá cũng nhắn mạnh rằng: Sự tư duy định hướng một cách
tích cực luôn là việc giải BTVL Định nghĩa BTVL như trên được nhiều nhà lí luận dạy
học bộ môn và các GV tán thành, chấp nhận Theo định nghĩa đó, BTVL có hai chức năng chính là tập vận dụng những kiến thức cũ và tìm kiếm kiến thức mới Vì thế không cần phân biệt khái niệm BTVL hay bài toán vật lí và gọi chung 14 BTVL
1.1.2 Tác dụng của bài tập vật lý
Ngày nay, trong dạy học vật lý, người ta thường chú ý tăng cường các BTVL vì chúng đóng vai trò quan trọng trong dạy học và giáo dục HS Theo như Nguyễn Thị Điệp [8], một vài tác dụng cơ bản của việc sử dụng bải tập trong dạy học vật lý như
sau:
+ Giúp ôn tập, củng cố, mở rộng kiến thức cho HS
Khởi đầu cho kiến thức mới
Rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn
+
+
Trang 9+ Phát triển năng lực tư duy sáng tạo của HS + Kiểm tra mức độ năm kiến thức của HS
+ Hình thành một số phẩm chất cá nhân như: trí tò mò, sự khéo léo, hứng thú
trong học tập ý chí và sự kiên trì
+ Gắn với thực tiễn đời sống, lao động sản xuất thường đem lại hứng thú rõ rệt
cho HS
+ Hinh thành thể giới quan duy vật biện chứng, phát triển tư đuy biện chứng, tư duy lôgic cho HS
1.2 Vai trò của hình vẽ trong việc giải bài tập vật lý của HS
Khi tiếp cận với một BTVL, ta có rất nhiều cách để chuyển bài toán từ ngôn ngữ lời nói sang các dạng biểu điễn khác như: đò thị, các phương trình toán học, giản đồ, hình vẽ hoặc thậm chí là kết hợp giữa các phương pháp này lại với nhau để đi đến kết quả cuối cùng Trong đó, hình vẽ là một công cụ đơn giản và hiệu quả giúp ta có thể đơn giản hoá bài toán đồng thời kích thích sự liên tưởng và giúp ta lưu giữ những đữ kiện bài toán đầy đủ hơn Một vài tác dụng nỗi bật của hình vẽ có thể kể đến như
1.2.1 Đơn giản hoá bài toán
Trên hình vẽ, ta có thể chú thích lại các giai đoạn, những dữ kiện nào thuộc giai đoạn này, những dữ kiện nào thuộc giai đoạn kia, những đại lượng nảo còn thiếu cần phải đi tìm Từ đó vạch ra hướng giải quyết bài toán một cách chính xác và nhanh
chóng nhất
Một số BTVL chỉ yêu cầu HS ở mức độ đơn giản, HS chỉ cần sử dùng một vài công thức, phương trình rồi tiến hành thế các dữ kiện hoặc có thể kèm theo một số phép biến đổi toán học là có thể tìm được kết quả bài toán Tuy nhiên, một số bài toán đòi hỏi HS ở mức độ cao hơn, người ra đề có thể giấu đi các đữ kiện quan trọng hoặc
chia bài toán thành nhiều giai đoạn nhỏ mà muốn giải được giai đoạn sau bắt buộc ta
Trang 10bài toán rất dài dòng Mục đích của người ra đề là làm cho bài toán phức tạp thêm nhằm tăng mức độ khó Nếu HS không sáng suốt tìm cách đơn giản hoá bài toán, lược bỏ những thông tin không cần thiết hay ghi chú một cách cân thận thì chắc chắn sẽ mắc phải những “cai bay” mà người ra đẻ có tính giăng ra Do đó, việc phối hợp các loại
biểu diễn với nhau sẽ giúp việc giải bài toán trở nên để dàng hơn Trong đó, việc vẽ
hình sẽ đơn giản và đem lại nhiều hiệu quả hơn
Tat nhiên, ta có thể ghi nhớ các đữ liệu trong đầu và xử lý nó Nhưng ta rat dé mặc các sai lầm không cần thiết hoặc các dữ liệu chồng chéo lên nhau có thể khiến ta
sử dụng chúng không chính xác
Chính vì vậy, việc vẽ hình và chú thích trên hình vẽ những đữ kiện đầu bải hay
ghi lại các kết quả trung gian của từng giai đoạn sẽ giúp ta nhanh chóng truy xuất các kết quả này ngay khi cần thiết Các dữ liệu cũng sẽ được trình bảy một cách trực quan
hon
1.2.2 Hỗ trợ việc giải bài tập
Trong một số trường hợp, hình vẽ sẽ đóng vai trò như một phần bài giải của HS
mà người GV đọc vào có thể hiểu được Ví dụ: Ở bài toán vật trượt trên mặt phẳng
nghiêng, thay vì ta phải ghi đầy đủ là “chọn trục Ox có phương song song với mặt phẳng nghiêng và có chiều trùng với chiều chuyển động của vật; chọn trục Oy vuông góc với mặt phẳng nghiêng” thì HS chỉ việc vẽ hình (như hình 1) và chỉ việc ghi “chon
hệ trục Oxy như hình vẽ”
Hình 1: minh hoạ về phép chọn trục toạ độ
Ngoài ra hình vẽ giúp cho HS thấy được mối quan hệ về góc, các tính chất hình
Trang 11hệ giữa góc hợp bởi mặt phăng nghiêng với phương ngang và thành phần của trọng lực
theo phương vuông góc, song song với mặt phẳng nghiêng
Như vậy, việc sử dụng hỉnh vẽ để giải quyết bài toán sẽ ngắn gọn, rõ ràng và giúp HS dễ đàng tìm ra kết quả bài tốn hơn Khơng chỉ vậy, việc HS có sử dụng hình
vẽ trong bài làm cũng sẽ giúp GV biết được HS của mình hiểu vấn đề đến mức nào để
từ đó sẽ có những biện pháp, cách thức giáo dục cho từng dạng HS 1.3 Thực trạng giảng dạy BTYVL
Việc nghiên cứu khoa học giáo dục nói chung và nghiên cứu khoa học giáo dục
vật lý nói riêng có lịch sử phát triển rất lâu Đặc biệt, trong lĩnh vực giải BTVL, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu, khảo sát, điều tra về cách sử dụng các cách biểu diễn bải toán của HS lẫn GV
1.3.1 Thực trạng hoạt động tự giải BTVL ở HS
Mục đích của giáo dục là phải rèn cho HS được những kỹ năng kỹ xảo cần thiết,
dao tạo cho HS thảnh những người công dân có ích cho xã hội Đặc biệt, vật lý là một
trong những môn khoa học thực nghiệm, nhiệm vụ của người GV ngoài việc cung cấp
các tri thức khoa học cho HS còn phải rèn luyện được cho các em những kỹ năng, kỹ
xảo cơ bản như một nhà khoa học Trong những năm gần đây, đất nước ta không ngừng vươn lên đổi mới từng ngày nhưng vẫn chưa thể so với các nước khác có nẻn
giáo dục và khoa học kỹ thuật tiên tiền trong khu vực Trong hoàn cảnh này, việc luyện
tập giải BTVL là một trong những phương pháp hữu hiệu nhất giúp HS hình thành những kỹ năng kỹ xảo cân thiết, đồng thời giúp phát huy khả năng tư duy, sáng tạo,
tích cực chủ động trong học tập Đây cũng là phần luyện tập chủ yếu và chiếm nhiều thời gian nhất trong quá trình dạy — học vat ly [10]
Thông thường, đứng trước một BTVL, HS chỉ quan tâm đến “bê nỗi” của bài
toán, tức là chúng sẽ chỉ đọc lướt qua và kiếm trong sách, trong tập một công thức hay một phương trình nào đó thích hợp sau đó tiến hành thay các dữ liệu đã cho rồi cho ra
Trang 12HS chỉ áp dụng những cách biểu diễn mà trên lớp được học sau đó áp dụng một cách
may móc vào bài toán [ 7]
Chỉ một bộ phận HS khá, giỏi có thẻ tự độc lập suy nghĩ tìm lời giải cho các bài tập của minh Còn lại phần đa HS (đặc biệt là các HS trung bình, yếu) cổ găng tìm
kiếm trong những tài liệu hiện có của mình (sách giáo khoa hay để cương) rồi lựa chọn
một biểu thức nào đó và áp dụng vào bài toán của mình mà không cân biết ý nghĩa vật lý của phương trình hay các đại lượng chứa trong nó Và ngay cả khi tìm ra đáp số cuối
cùng, HS cũng không đánh giá lại xem đáp án tìm được liệu đã phù hợp hay chưa Có
thé nói, HS giải bài tập “bằng mắt” chứ không phải “bằng đầu” [I 1]
Điều này trái ngược hoàn toàn với GV, bằng kinh nghiệm của mình, người GV thường đi sâu vào bản chất của bài toán hơn HS Họ có thể sử dụng rất nhiều cách biểu điễn khác nhau để đưa ra kết quả cuối cùng và đương nhiên họ cũng mất ít thời gian hơn để tìm ra đáp án Họ còn có khả năng chuyển đổi một cách linh hoạt giữa các loại hình biểu điển khác nhau [7]
1.3.2 Một số nguyên nhân dẫn đến thực trạng trên
* Đối với giáo viên
Thực tế hiện nay cho thấy, HS được giao rất nhiều bài tập và chúng giải các bài tập này bằng cách "bắt chước” bài tập tương tự mà GV dạy trên lớp hoặc trong sách giáo khoa [I2] Thông thường thì những bài tập này HS chỉ cần tìm kiếm, lựa chọn và
thao tác trên một hoặc hai phương trình thích hợp
Đáng tiếc thay, những dạng bài tập đơn giản này thường không giúp cho HS
hiểu sâu vẻ bản chất của những khái niệm, đại lượng hay một định luật vật lý Đồng thời, HS cũng không thẻ phát triển được khả năng tư duy hay hình thành những kỹ năng giải bài tập cần thiết cho mình
Một số GV nhận biết được vai trò của BTVL trong quá trình dạy học nhưng khi
tiến hành sửa bài tập cho HS, họ ít khi hướng dẫn cho HS vẽ hình Thông thường dé
Trang 13của GV, Từ đó, vẻ lâu vẻ dải, HS sẽ hiểu những khái niệm vật lý một cách nông cạn
với những kỹ năng giải bải tập hạn chế * Đối với HS
Trình độ, khả năng năm bắt vả vận dụng kiến thức của HS còn hạn chẻ
Khi giải bài tập, HS thường rập khuôn, máy móc, thiếu tính sáng tạo Tuy có một số HS cũng ÿ thức được việc tự học nhưng do áp lực thi cử, thành tích nên dân dân
cũng không có điều kiện phát huy khả năng của mình
Một số HS không được trang bị kỹ năng giải bài tập thường nảy sinh sự chán
nản, thiểu hứng thú, không có động cơ học tập HS chưa có thói quen sử dụng hình vẽ
khi giải BTVL
Việc vẽ hình trong khi giải BTVL là một điều vô cùng hữu ích Biểu diễn bài toán bằng hình vẽ thì tốt hơn so với biểu diễn bằng lời nói, nó giúp ta đơn giản hoá bài
toán và từ đó để dàng vận dụng các cơng cụ tốn học hơn Đây là một trong những lý
do khiến cho các GV khi tiếp cận với một BTVL thì họ sẽ tự động vẽ một hình mô phỏng cho bài toán đó Tuy nhiên, không phải HS nào cũng biết được tầm quan trọng
của hình vẽ và thường xem nhẹ bước vẽ hình này
Đối với HS, mục tiêu lớn mà chúng hướng đến đó là có thể giải được bài toán
Trang 1410
KÉT LUẬN CHƯƠNG 1
Trong chương này tôi đã trình bày cơ sở lí luận của BTVL đối với việc hình thành kỹ năng, kỹ xảo, phát huy tính tích cực chủ động của HS cũng như vai trò quan
trọng của hình vẽ trong việc giải BTVL
Tìm hiểu vẻ thực trạng giải BTVL hiện nay và một số nguyên nhân dẫn đến thực trạng này
Trang 1511
CHUONG 2: KHAO SAT ANH HUONG CUA HINH VE DEN
CHÁT LƯỢNG GIẢI BÀI TẬP CỦA HỌC SINH 2.1 Mục đích của khảo sát
Khảo sát này được thực hiện nhăm kiểm nghiệm ảnh hưởng của hình vẽ đến chất lượng làm bài của HS THPT đối với một số bài toán Động học ở lớp 10
2.2 Nhiệm vụ của khảo sát
Lên kế hoạch khảo sát
+ Chon nơi để thực hiện khảo sát và chuẩn bị các các điều kiện cần thiết để phục
vụ cho việc khảo sát
+ Trao đổi với GV ở nơi khảo sát để thống nhất về thời gian, phương pháp thực
hiện và nội dung khảo sát
+ Tổ chức, triển khai cuộc khảo sát
+ Xử lý, phân tích kết quả khảo sát, đánh giá kết quả đạt được tử đó rút ra kết luận
+
2.3 Đối tượng và địa điểm thực hiện khảo sát
Tôi tiến hành khảo sát với đối tượng là HS lớp 10A1 trường THPT Nguyễn Hiền — quận I1 do cô Lê Thị Thuỷ Trúc là GV chủ nhiệm đồng thời là GV bộ môn vật lý của lớp
Thời gian tiến hành khảo sát là vào tiết đầu tiên của ngày thứ 4 (12/11/2014) và tiết đầu tiên của ngày thứ 5 (13/11/2014)
2.4 Phương pháp thực hiện
Tôi tiến hành thực hiện khảo sát băng cách chia lớp 10AI thành 2 nhóm riêng
biệt Việc lựa chọn thành viên cho từng nhóm là hoàn toàn ngẫu nhiên Mỗi thành viên trong từng nhóm đều phải làm lần lượt 4 bài toán Động học với các ràng buộc như sau:
Trang 1612
+ Nhóm B: chi được cung cấp để bài mà không có hình vẽ minh hoạ kèm theo
Các HS trong nhóm B cũng được yêu cầu giải bài tốn đó nhưng khơng được phép vẽ hình minh hoạ
Dé đảm bảo các HS trong nhóm B thực hiện đúng theo yêu cầu đã đề ra tôi còn
nhờ sự giảm sát của cô Trúc
Các bài toán sẽ được phát lần lượt theo đợt, mỗi đợt 1 bài toán Mỗi bài toán sau
khi phát ra đều được tính thời gian, lấy đồng hò của tôi làm đồng hồ chung Mỗi HS sau khi được phát dé sé ghi thời gian bắt đầu và kết thúc khi HS đó nộp bài
Để tăng tính khách quan, sau hai câu hỏi đầu tiên ở ngày thứ 4, HS ở cả 2 nhóm sẽ hoán đổi thành viên cho nhau Tức là, các HS tham gia vào nhóm A trong ngày thứ 4 sẽ được yêu cầu tham gia vào nhóm B trong ngày thứ 5 và ngược lại Khi đó, mỗi HS sẽ có 2 bài toán được cung cấp hình vẽ sẵn và 2 bài tốn khơng được cung cấp hình vẽ sẵn
Các câu hỏi được sử dụng khi khảo sát bao gồm:
Hình 2: Hình vẽ cho HS nhóm A đẻ giải cau |
Câu 1: Một đoàn tàu đang chạy với vận tốc 43,2 km/h Bình đứng ở đầu ga, anh ta thay rằng khi đoàn tàu bắt đầu vào ga thì người lái tàu hãm phanh cho tàu chuyển động chậm dân đều Sau 1 phút thì đoàn tàu dừng hăn và đuôi tàu đã vượt qua mặt Bình một
Trang 1713
Câu 2: Một người nhảy dù rơi tự do được 50 m thì bung dù Sau đó anh ta chuyển
động với gia tốc 2 m/s” và chạm đất với vận téc 3 m/s Lay gia tốc rơi tự do g = 10
m/sỶ Hỏi anh ta rơi từ độ cao nào? [9] = vy=}m's * Hình 3: Hình vẽ cho HS nhóm A để giải câu 2 “ lac t (s)
Câu 3: Từ đỉnh một tháp, người ta thả rơi một vật | i :
Một giây sau đó ở tầng tháp thấp hơn 10 m,ngườita — }'" 1s
thả rơi vat thứ 2 Hỏi sau bao lau ké tir khi vat thir Bec 0246 b lúct'=t+1(s)
nhất được tha hai vật sẽ gặp nhau? (lay g = 10 m/s”) 1; [13] 449%) sÍ-«e«seesee« i (vị trỉ gặp nhau) Vv; Hinh 4: Hinh vé cho HS nhóm A để giải câu 3 Câu 4: Một hòn đá được thả rơi từ vách núi xuống vực sâu Sau 6,5 s kể từ lúc thả,
Trang 18Hình 5: Hình vẽ cho HS nhóm A đẻ giải câu 4
2.5 Kết quả và xử lý kết quả
Trong công trình của Patrick B Kohl và Noah D Finkelstein, họ tiến hành vẽ sơ đồ khối để mô tả quá trình giải bài tập của HS từ khi nhận đề đến khi chúng hồn thành bài tốn Sơ đồ này sẽ cung cấp cho ta một cách nhìn để dang và nhanh chóng về phương pháp giải của HS Đồng thời, nó còn cung cấp cho ta thấy vẻ sự phức tạp trong
tư duy của HS [7]
Trong quá trình khảo sắt tôi quan sát được rằng, nhóm A gặp chút khỏ khăn ban đầu khi tiếp cận với hình vẽ Các HS của nhóm này phải mắt một khoảng thời gian để đọc đề và cố gắng để hiểu được hình vẽ Song song đó, HS cũng tóm tắt các dữ kiện
trên đề bài và tiến hành giải bài toán
Trang 1915
thường chia nhỏ bài toán vả có gắng giải quyết từng giai đoạn Và cứ mỗi giai đoạn
như vậy, các em lại phải xem lại các dữ kiện đã có, kiểm tra cẩn thận đề tránh sai sót
Chính vi vậy, các HS ở nhóm B sẽ vắt vả hơn nhóm A để đi đến kết quả bải toán Doc dé Tóm tắt Tư duy Giải Ngoài ra, ở mỗi bài tốn tơi đều ghi nhận lại thời gian lảm bài của HS Kết quả
thu được như sau
Bảng 1: Bảng số liệu thời gian giải các bài toán của HS ở cả hai nhóm NHÓM A NHÓM B f (phú) | Ím„ (phú) | Ímạm (phú) | ƒ (phút | Ímạ (phúo | min (phat) Cau | 49 6,0 4,0 9,1 11,0 5,0 Câu 2 7,1 12,0 5,0 11,5 15,0 10,0 Cau 3 7,2 10,0 5,0 12,7 15,0 10,0 Cau 4 5,7 9.0 4,0 10,1 15,0 6,0 Trung th 6,23 10,85
Từ bảng kết quả này ta thấy được:
+ Thời gian làm bài của nhóm A thắp hơn nhóm B, mức chênh lệch vẻ thời gian
Trang 2016
+ Với HS nhóm A, thời gian làm bài trung bình khoảng 6,23 phút Trong khi đó,
HS nhóm B mất khoảng 10,85 phút để hoàn thành bải toán + Cá biệt, ở câu hỏi 3, có 2 HS nhóm B khơng làm được bải tốn
Tuy nhiên, trong quá trình xử lý kết qủa tôi nhận thấy có một vài tương quan nghịch xảy ra Cụ thể: Nhóm A + Câu 2; có l HS làm 12 phút, 2 HS làm 10 phút + Câu 3: 3 HS lam 10 phút + Câu 4; I HS làm 9 phút Nhóm B
+ Câu 1: 1 HS lam 5 phat
+ Céu 4: 1 HS lam 6 phat
Những tương quan nghịch này xuất hiện với tỉ lệ thấp và mỗi trường hợp như vậy
chỉ xảy ra với mỗi HS khác nhau
2.6 Phân tích kết quả
Do thời gian tiến hành khảo sát này được thực hiện khi HS đã học được hơn một nửa chương II “Động lực học chất điểm của chương trình vật lý 10” Chính vì vậy, các bài toán được đưa ra ít nhiều HS cũng đã từng gặp Điều này cũng ảnh hưởng đến thời gian làm bài của HS
Từ kết quả trên, ta thấy được nhờ sự trợ giúp của hình vẽ, thời gian làm bài của HS nhóm A đều thắp hơn HS nhóm B Sự chêch lệch thời gian giữa HS hai nhóm không quá lớn có thể là do các em mất thời gian để hiểu hình vẽ Như đã trình bày tử trước, đây là một trong những khó khăn của HS khi được GV hướng dẫn giải BTVL HS cần mắt một khoảng thời gian nhất định hiểu hình vẽ nhưng khi đã hiểu được thì
hình vẽ sẽ phát huy được vai trò của mình Những trường hợp tương quan nghịch xuất
hiện ở nhóm A có thẻ là do quá trình tính toán của HŠ gặp trục trặc hoặc các em mắt
Trang 2117
Đối với HS nhóm B, các em tốn khá nhiều thời gian đẻ tư duy tưởng tượng bài toán trong đầu Ngoài ra cũng cỏ thể HS cố gắng nhớ lại cách làm những dạng bài tương tự mà mình đã được học Do đó, HS nhóm B tốn nhiều thời gian hơn để hoàn thành bài tốn,
Khơng chỉ vậy, có 2 HS khơng thể hồn thành được bài toán có thể là do 2 HS
này có học lực môn vật lý thấp cộng thêm không có sự trợ giúp của bát kỷ một loại
hình biểu diễn nào nên dẫn đến kết quả làm bải không thành cơng
Ngồi ra, một số tương quan nghịch xảy ra có thẻ là do học lực môn vật lý của
các em khá, giỏi hoặc các em đã từng được học, được giải qua dạng bài tập này rồi nên
trong khi làm bài khảo sát HS chỉ việc nhớ lại và giải mà không thông qua bất kì loại
Trang 2218
KET LUAN CHUONG 2
Trong phạm vi nghiên cứu, trong chương này, khoá luận đã giải quyết được các
vấn đẻ sau:
+ Tiến hành khảo sát trên HS đã thành công và đạt được những mục tiêu đề ra + Cho thay vai trò của hình vẽ đối với việc giải BTVL của HS Cụ thể là thời gian
làm bài của HS giảm
+ Ngoài ra, trong quá trình khảo sát, tôi đã quan sát và phát hiện một số khó khăn, sai lam mà HS thường mắc phải khi giải BTVL Chăng hạn như: lạm dụng tính năng SOLVE của máy tính, hiểu sai bản chất vật lý của các đại lượng, không kiểm tra lại kết quả của bài toán đã thoả yêu cầu của bài toán hay chưa
Trang 2319
CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT NHỮNG KHÓ KHĂN VÀ SAI LÀM MÀ HỌC SINH THƯỜNG MÁC PHẢÁI TRONG QUÁ TRÌNH
GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG DONG HOC CHAT DIEM 3.1 Mục đích của cuộc khảo sát
Cuộc khảo sát này nhằm tìm hiểu những khó khăn và sai lầm mà HS thường mắc phải trong quá trình giải bài tập Dựa trên kết quả của cuộc phỏng vấn này, tôi sẽ
hệ thống và đề ra một số biện pháp giúp HS có thể khắc phục được những khuyết điểm
trên
3.2 Quy trình của khảo sát
+ Soạn câu hỏi phỏng vấn
+ Chuẩn bị các các điều kiện cần thiết để phục vụ cho việc phỏng vắn + Tổ chức, triển khai cuộc phỏng vắn
+ Xử lý, phân tích kết quả, đánh giá kết quả đạt được từ đó rút ra kết luận 3.3 Đối tượng và thời gian khảo sát
Tôi tiến hành phỏng vấn với đối tượng là HS lớp 10 đang học tại các trường
THPT như Hùng Vương, Nam Kì Khởi Nghĩa, Nguyễn Khuyến
Thời gian tiến hành: ngồi giờ học chính khố của HS Mỗi HS được mời riêng
đến nơi tổ chức phỏng vấn Các HS này được chọn ngẫu nhiên từ các lớp 10 của những
trường trên
3.4 Phương pháp thực hiện
Mỗi HS khi đến phỏng vấn sẽ được phát 2 bài toán về Động học chất điểm HS sẽ tiến hành giải mà không có bắt kỳ một sự trợ giúp nào ngoài đề bài được phát ra Mỗi lần phỏng vắn tôi chỉ tiến hành đối với duy nhất 1 HS
Vi mục đích của cuộc phỏng vấn là đẻ tìm hiểu những khó khăn và sai lầm mà
HS thường mắc phải chứ không nhằm để so sánh tốc độ làm bài của HS nên ở mỗi câu
hỏi, HS sẽ không bị giới hạn thời gian lam bai
THƯ VIỆN
Trudng Dai-Hoc Su-Pham
Trang 2420
Toàn bộ quá trình phỏng vấn sẽ được quay video Sau khi HS đã làm xong dựa
trên bài làm của HS, tôi sẽ tiến hành phỏng vấn đẻ tìm hiểu một số lỗi mà HS gặp phải
ngay trên chính bài làm của các em
Các câu hỏi phỏng vấn không có định, tuỳ theo từng bài làm của HS, tôi sẽ đưa
ra những câu hỏi nhằm phục vụ cho mục đích của cuộc phỏng vắn
Dưới đây tôi trình bày hai bài toán được sử dụng trong cuộc phỏng vắn
Câu hỏi I: Một xe tái đang chuyển động thăng đều với vận tốc 54 km/h thì tài xế tit may dé xe chuyển động chậm dẫn đẻu với độ lớn gia tốc là 1,5 m/s” Sau đó 3 s, người nảy đột ngột ham phanh và đi được thêm 4,2 s thi đừng lại hản Hỏi quãng đường mà xe này đi được từ lúc
tắt máy đến khi xe dừng lại hắn?
Câu hỏi 2: Một người quan sát ngồi trong khí cầu đang bay thăng đứng hướng lên với vận tốc
không đổi là 7 m/s Lúc khí cầu cách mặt đất 20 m thì từ mặt đất một quả bóng được ném
thắng đứng hướng lên với vận tốc bằng 32 m/s Lấy g = 10 m/s” Tính từ lúc quả bóng được
ném đến khi nó rơi trở lại mặt đất, người này thấy quả bóng bay ngang mỉnh vào thời điểm
nào?
3.5 Kết quả và phân tích
Qua phéng van, tôi tìm thấy được một số khó khăn và sai lầm mà HS thường
mắc phải Hầu hết các HS đều không đưa ra được đáp số cuối cùng chính xác nhất Có thể thấy, các bài toàn này đều thuộc dạng bải dành cho HS khá, giỏi
Theo kết quả phỏng vắn, tôi thu được một số khó khăn và sai lầm của HS như
sau
3.5.1 HS chưa có thói quen sử dụng hình vẽ để phân tích BTVL
Hình vẽ có tác dụng vô cùng to lớn đến chất lượng giải bài tập của HS Các công trình nghiên cứu trước đó đều chỉ ra những ảnh hưởng nhất định của hình vẽ [ 14-
15]
Tuy nhiên, không phải HS nào cũng biết được tác dụng to lớn này nên HS thường bỏ qua bước vẽ hình Đây là một trong những sai lầm nghiêm trọng đối với
Trang 2521
bài toán Nhưng có thể ở trên lớp học, các em ít được hướng dẫn vẽ hình hoặc it có cơ
hội thực hành sử dụng hình vẽ nên các em thưởng vẽ hình một cách sơ sải hay thậm chí không vẽ được hình
Có thể, một phần đo các bài tập trên trường cho ở mức tương đối dễ, các bải tập
chủ yếu chỉ có 1 hoặc 2 giai đoạn và thông thường chỉ mang tính chất thay số liệu
Những dạng bài tập này chỉ có thể giúp HS thuộc các công thức chứ không giúp cho
HS hiểu được bản chất của các hiện tượng vật lý hay ý nghĩa của các đại lượng Cộng
thêm với việc GV thường tự vẽ hình mà không hướng dẫn cho HS mình các bước làm
thế nào để đựng được hình ảnh mô tả cho bài tốn
Trong cơng trinh cla A Mason va C Singh [16] đã cho thấy HS nảo có sử dụng
hình vẽ (dù cho không ai bắt buộc chúng phải vẽ và việc vẽ hình không mang lại bắt ki
điểm số nảo trong bài kiểm tra) thì sẽ có chất lượng làm bài tốt hơn Không những vậy,
trong đợt khảo sát trước đó, ta cũng có thể thấy được hình vẽ sẽ giúp cho HS có tốc độ giải bài toán nhanh hơn và để dàng hơn so với nhóm còn lại
Ngoài ra, ở câu hỏi 1, HS vẽ hình chỉ để phân chia bài toán thành 2 giai đoạn
khác nhau nhưng sau đó lại chẳng giải thích gì thêm hoặc có em thậm chí còn không vẽ
hình
se Người hướng dẫn: Ở chương | nay nè thì trong lớp, khi GV giải những bài toán như vậy, họ có vẽ hình ra rồi hướng dẫn cho em giải khơng?
© HS tra loi: Da co
e© Người hướng dẫn: Có vẽ hình Vậy GV họ sẽ vẽ một cái hình giếng như trong bài toán vật đi từ O đến A rồi đến B và ta có số liệu như vây rồi ta
bắt đầu giải Hay là họ sẽ hướng dẫn cho em là tại sao bài này lại chia
thành 2 quãng đường, ở O có vận tốc bao nhiêu, đi từ O đến A có tính gì, từ A đến B có tính chat gì ?
Trang 2622
Ở câu hỏi 2, vẫn xảy ra tình trạng tương tự như câu hỏi 1, đặc biệt có 1 HS
không thẻ dựng nỗi hình của bải toán Có thẻ thấy việc HS không sử dụng hình về dẫn
đến chất lượng làm bài không được tốt Một trong những lỗi quan trọng nhất đó là hầu
hết các em đều quên chọn hệ quy chiếu cho bài toán Ta cũng biết, các đại lượng như vận tốc, gia tốc đều là các đại lượng vectơ nên giá trị của chúng phụ thuộc vào cách mà
ta chọn hệ quy chiếu (cụ thể là chiều dương của chuyển động)
e Người phỏng vấn: trong bài này chiều dương chuyển động em chọn là chiều nảo? e HS tra lời ngay: chiều dương chọn cùng chiều chuyển động” hoặc “chiều từ O đến B T > 0 A 4
Hinh 6: Hinh vé cua HS ve cac giai doan trong bai toan |
Do không biểu điễn bài toán bằng hình vẽ nên dẫn đến việc xử lý các dữ kiện đề bài vào trong bài làm đã đi đến sai sót Không chỉ vậy, qua quan sát tôi thấy được HS
thường tóm tắt bài toán theo 3 kiểu sau:
+ Hầu hết, các HS tóm tắt bài toán theo kiểu liệt kê tất cả các đữ kiện đề cho Sau đó tiến hành giải bài và đến khi cần số liệu nảo thì học chỉ việc thay vào
+ HS đọc đề bài sau đó dùng bút gạch chân các đữ kiện đề cho
+ Một số HS thậm chí không tóm tắt bài toán, các em chỉ cỗ gắng ghi nhớ các dữ kiện và tiến hành giải bài
Như ta biết, khâu tóm tắt, xử lí các dữ kiện đầu bài vô cùng quan trọng Nó cũng giống như một người đầu bếp khi tiến hành nấu một món hành thì việc đầu tiên mả anh ta phải làm là sơ chế Công đoạn đầu tiên này càng làm kỹ lưỡng bao nhiêu thì khi bắt đầu vào thực hiện sẽ dễ dàng bấy nhiêu
Trang 2723
ca 2 bai toan O bai toán 1, đại lượng gia tốc chỉ cho ở dạng “độ lớn” hoặc ở bài toán thứ 2 thì gia tốc rơi tự do thì luôn hướng xuống đất nhưng các em đều thay 2 đại lượng
gia tốc vào phương trình với giá trị dương
Còn riêng đối với kiểu tóm tắt thứ 3, các em có gắng ghi nhớ các số liệu này
Tuy nhiên, việc ghi nhớ này chỉ là một dạng trí nhớ ngắn hạn Các dữ kiện chỉ lưu giữ
được vài phút sau đó biến mất [17] Vì với sự phức tạp của 2 bài toán các em lại liên tục phải xem lại đề bài trong quá trình giải để truy xuất các đữ kiện Điều đó dẫn đến các số liệu trong bải chồng chéo lên nhau sẽ làm cho HS gặp trở ngại trong quá trình
xử lý và quá trình tư duy liên tục bị gián đoạn
Từ đây có thể thấy, việc HS không được trang bị cho kỹ năng vẽ hình là một thiếu sót vô cùng lớn Ở độ tuổi THPT, đây là thời kỳ khủng hoảng tuôi vị thành niên Các nhu cầu bị dồn ép bởi sự cắm đoán của người lớn và sự cắm đốn của bản thân Khơng những thế, đây còn là độ tuổi mà HS có nhu cầu khẳng định minh rat cao [17] Chính vì vậy, những điểm số không tốt từ các bài kiểm tra thường sẽ làm cho HS nảy
sinh tâm lý chán nản trong việc học tập môn vật lý mà một trong những nguyên nhân
đó là việc HS thiếu các kỹ năng giải bài tập cần thiết
Ngoài ra, các kỹ năng này không thể hình thành một sớm một chiều được Chúng phải được tích luỹ hằng ngày dần dần thành các kỹ xảo, thành thói quen và sử dụng thường xuyên theo thời gian nếu không các kỹ xảo này đần dẳn bị suy yếu và
cuối cùng sẽ mat đi,
3.5.2 HS không hiểu được ý nghĩa của các đại lượng vật lý
Vật lý dựa trên đo lường các đại lượng vả sự biến đổi của các đại lượng vật lý xảy ra trong vũ trụ Một số đại lượng vật lý lại trùng với các từ ngữ mà thường ngày chúng ta sử dụng Chẳng hạn khi ta nói “tôi đang cỗ gắng làm việc hết công suất, anh đừng cô tạo thêm nhiều áp lực với tôi” Trong câu nói này, ta thấy xuất hiện công suất
Trang 2824
thường ngày Theo nhà vật lý Robert Oppenheimer thì ' “Thường thì chính việc các từ khoa học cũng là các từ của cuộc sông vả ngôn ngữ thông thường nên có thẻ làm người
ta hiểu sai hơn là hiểu đúng" [9]
Trong quá trình khảo sát tôi cũng nhận thây các HS dường như không hiểu được bản chất của các đại lượng vật lý Cụ thể, các em sử dụng phương trình chuyển động
X1, +wf tát để giải Theo phỏng vấn, về đại lượng vận tốc trong phương trình thì các em trả lời rằng “vạ là vận tốc ban đầu” Tuy nhiên, hầu như các HS đều không hiểu đầy đủ rằng vụ là vận tốc ban đầu cho quãng đường mà mình đang xét
Trong bài toán l cũng vậy, ở giai đoạn từ O đến A, chuyển động của xe là
chuyển động thăng chậm dân đều nên hai vectơ vận tốc và gia tốc ngược chiều nhau Nhưng đa số các HS khi thay vào phương trình chuyển động lại thay giá trị dương (vả vận tốc cũng thay giá trị dương) Việc không chọn chiều dương của chuyển động cộng thêm với việc không xử lý triệt để các dữ kiện đâu bài có lẽ là nguyên nhân khiển các HS mắc sai lầm ở đây Các em dường như đã quên mắt tính chất trái chiều của vận tốc
và gia tốc trong trường hợp này
e©_ Tôi có hỏi một số HS rằng: vì sao em lại thay gia tốc ở giai đoạn OA này
bing +1,5m/s? ?
© HS tra ldi rằng: trong đề bài em thấy người ta cho a = 1,5m/s’
e_ Tôi lại nói tiếp: Nhưng trong đề người ta chỉ nhắc đến độ lớn của gia tốc, nghĩa là người ta chưa xét đến dấu của đại lượng, dấu này tuỳ thuộc vào
cách em chọn chiều dương cho bài toán Và như thầy thấy em thay vận
tốc có giá trị đương nghĩa là em ngầm chọn chiều đương cùng chiều với chuyển động và thì gia tốc của mình phải chọn giá trị âm chứ
Lúc này, HS ngay lập tức xem lại đề bài và đã phát hiện ra sai sót của mình kẻm theo
động tác nhắm mắt và gật đầu nhẹ nhàng 2 cái
Hành động nhắm mắt là một hành vi do não rỉa điều khiển khi ta nghe chuyện gi
Trang 2925
nghĩ vẻ nó sau đó [18] Đối với HS trong trường hợp này thông tin xấu đó là việc em
đã nhận định sai về đại lượng gia tốc Đồng thời động tác gật dau chậm rãi là một dấu hiệu cho thấy sự hứng thú với chủ đề được nêu ra [19] đồng nghĩa với việc lời giải thích đã giúp HS tháo gỡ điểm sai sót trong bài làm của mình
Không những vậy, khi đến A xe lại tiếp tục hãm phanh do thấy chướng ngại vật và đừng lại tại B Lúc này, dưới tác dụng của sự hãm phanh, độ giảm tốc của xe cũng
tăng lên hay nói cách khác gia tốc ở giai đoạn từ A đến B khác với gia tốc ở giai đoạn tir O đến A Đây có lẽ là điểm khá khó trong bài toán vì hầu hết các HS đều không nhận ra điểm này và đều cho rằng gia tốc ở giai đoạn này bằng với giai đoạn trước đó Ngoài ra, khi áp dụng phương trình chuyển động để tính toán quãng đường AB, giá trị
vọ trong phương trình được thay bằng 15m/s bằng với giá trị vận tốc tại O Điều nảy có
thể xuất phát từ việc các em không hiểu kỹ vẻ đại lượng vạ trong phương trình chuyển động Các em thường chỉ biết đến vụ như vận tốc ban đầu mà không để ý rằng vận tốc ban đầu này tính cho quãng đường mà mà mình đang xét hay nói cách khác khi khảo
sát quãng đường AB thì vận tốc vọ này chính là vận tốc của vat tai vj tri A
Có thể thấy, nếu HS ít va chạm với các bài toán chia thành nhiều giai đoạn HS sẽ không hiểu được đầy đủ tính chất của các đại lượng vật lý Hơn nữa, việc thiếu đi sự
trợ giúp của hình vẽ sẽ gây ra những sai sót đang tiếc khi HS đứng trước những hệ
phức tạp hoặc chuyển động được chia thành nhiều giai đoạn
3.5.3 HS thường lạm dụng tính năng SOLVE của máy tính bỏ túi
Máy tính bỏ túi ngày nay đã trở thành một trong những dụng cụ học tập vô cùng
quan trọng đối với HS Với sự trợ giúp của máy tính, việc tính toán giờ đây diễn ra chỉ trong tích tắc với độ chính xác ngày càng cao Các nhà sản xuất máy tính lớn liên tục cải tiền và cho ra đời các dòng máy với mẫu ma đẹp hơn, nhiều chức năng vượt trội hơn và tốc độ xử lý cũng nhanh hơn Một trong những chiếc máy hiện nay đang rất được HS ưa chuộng đó là CASIO EX 570 ES Plus Ưu điểm của chiếc máy đó là nó có thể giải phương trình bậc 2 bậc 3, hệ phương 2 ấn 3 ân số mà nghiệm của chúng có thể
Trang 3026
giống như trong sách giáo khoa.+Ngoài ra, chiếc máy có tổng cộng 417 chức năng, mản hình hiển thị 15 số rất tiện dụng [20]
Đối với HS THPT các em không thẻ khai thác hết được tất cả các chức năng
của máy —- thậm chí đến khi các em lên Đại học cũng chưa thể sử dụng hết các chức năng này Một trong những tính năng được bổ sung thêm cho các dòng máy ES của
CASIO so với các dòng máy MS đời trước đó chính 1a tinh nang SOLVE, Tinh nang
SOLVE này sử dụng phương pháp Newton đẻ tìm nghiệm gần đúng của phương trình [21] Chức năng này rất tiện lợi khi sử dụng đề giải các phương trình bậc nhất, 1 ẩn số Ví dụ: ta có biểu thức sau: (X +71)x100 X+2x36.5x100+10-2 =17.15 Thay vi ta chuyén thanh: (X + 71) * 100 = 17.15 * (X + 2 * 36.5 * 100 / 10 — 2)
thì ta có thể sử dụng chức năng SOLVE để tìm nghiệm X trong trường hợp này Các HS ban đầu khi tiếp xúc với chức năng này sẽ cảm thấy rất thích thú vì :
+ Tốc độ xử lí nhanh, cho kết quả chính xác
+ Trảnh được những sai sót trong quá trình biến đổi biểu thức
Lau dan, tính năng này đã bị HS lạm dụng Cụ thể, các em bắt đầu sử dụng lệnh SOLVE bat ctr lic nao, di là các đơn thức bậc nhất đơn giản nhất Kỹ năng biến đổi phương trình (chuyển về đổi dấu, quy đồng biểu thức ) là một trong những kỹ năng cơ bản nhất của toán học dần dần bị mai một do chính sự lười nhác, ít chịu tư duy của HS
Hay như trong khảo sát, ở câu hỏi thứ 2, sau khi chọn hệ quy chiếu, HS tiến hành viết phương trình chuyển động cho quả bóng và khí cầu :
Trang 3127
Ở đây, có bẫy “gia tốc” xuất hiện, nhưng tôi không xét đến nó trong trường hợp này Và theo như yêu câu bài toán, để 2 vật gặp nhau thì ta có xụ = xạ từ đó ta sẽ thu
được phương trình
20+ 71 = 321+ af
=>f=0,7s
Đến đây, xuất hiện một phương trình bậc 2 theo biến t, thay vi ta thu gọn biểu
thức và dùng tính năng giải phương trình bậc 2 đẻ tìm nghiệm của bải toán thì một số
HS lại sử dụng lệnh SOLVE để giải phương trình này
Tuy nhiên, theo ghi chú của sách hướng dẫn CASIO FX 570 ES plus, lệnh SOLVE chi thyc hién | lan 1 nghiệm dù cho phương trình có nhiều nghiệm [21] Vì thế, HS chỉ đi thu được ! nghiệm duy nhất
Khi được hỏi về kết quả cuối cùng của bài toán thứ 2
se Người phỏng vấn: Em giải như thế nào mà ra được nghiệm là 0,7 s e Hoc sinh: da bam shift solve
e© Người phỏng vấn: Vậy với phương trình bậc 2 này sao em không sử dụng
chức năng giải phương trình bậc 2 của máy tính?
© Hoc sinh: da bam shift solve cho le
Câu trả lời nhận được ngay lập tức sau câu hỏi Khoan hãy xét đến kết quả của quá trình thay đữ kiện của HS, việc HS sử dụng tính năng này cho thấy, trong quá trình giải các BTVL HS cũng thường sử dụng tính năng này để không phải biến đổi biểu thức và chuyển máy tính sang chế độ giải phương trình bậc 2
Sai lầm lớn nhất của HS đó là các em đã quên mắt đi rằng, việc sử dụng tính năng này có thể làm phương trình bị mắt nghiệm, đặc biệt là các phương trình bậc lớn
hơn 1 Cộng thêm với việc các em cũng không đánh giá được kết quả của bài toán (sẽ
Trang 3228
3.5.4 HS không đánh giá được kết quả bài toán
Cơ học là phần đầu tiên của bộ môn vật lý đại cương Trong lịch sử vật lý học thi cơ học được hình thành và phát triển từ rất sớm từ trước công nguyên Những vấn đề mà cơ học nghiên cứu là những vấn đề đơn giản nhất trong hệ thống tri thức vật lý,
nhưng chủng lại là những vấn để cơ bản nhất, đặt nền móng cho sự phát triển của các ngành vật lý khác như điện học, quang học, nhiệt học Động học cũng là một bộ phận
của cơ học nỏ nghiên cứu tỉnh chất chuyển động, quỹ đạo của vật mà không chú ý đến
khối lượng cũng như các lực tương tác vào chúng Động học có ý nghĩa quan trọng
trong lý thuyết các cơ cấu máy móc Vì thế, mỗi kết quả nghiên cửu của động học đều
có l ý nghĩa vật lý nhất định [22]
Quay lại với việc giải bài tập của HS, các bài tập ngoài việc giúp cho HS năm vững lý thuyết vững vàng hơn, thấu đáo và sâu sắc hơn thì những kết quả mà các bài tập mang lại còn giúp cho HŠ giải đáp được các sự việc hiện tượng một cách khoa học
Chẳng hạn như, việc khảo sát chuyển động của một vật bị ném xiên, thơng qua tính tốn, HS có thể biết được nếu vật được ném với cùng một vận tốc như nhau thì với góc ném bằng 45” thì tầm bay xa của vật là lớn nhất
Đã có nhiều công trình khảo sát về sự khác nhau giữa GV và HS trong quá trình
giải các BTVL [7,14.23] Đứng trước một BTVL, người GV thường chủ tâm vào các
hiện tượng vật lý bên trong của các bài toán, họ thường phân tích rất kỹ các hiện tượng, xử lý các số liệu đầu bài, chọn ra phương pháp giải phủ hợp và sau đó tiến hành bắt tay vào giải Ngược lại, đối HS, các em chí quan tâm đến "bề nổi” của bài toán Mục đích của HS là làm thế nào đẻ có thể đi đến được đến quả cuối cùng là được - bắt chấp kết quả này có phù hợp với thực tế hay không [16]
Việc phân tích hiện tượng của bài toán có tính chất quyết định trong việc giải
bài toán đó Người giải phải tìm hiểu hiện tượng cho trong đầu bài, xem các hiện tượng
này thuộc loại nào, điển biến ra sao sau đó đẻ dễ hình dung có thể vẽ thêm hình để mô
Trang 33được 50% bài toán [28] Tuy nhiên, HS thường ít khi phân tích kĩ các hiện tượng này
mả thường lao vào tính toán ngay
Sau khi tiến hành tính toán các số liệu và đi đến đáp án, thì công đoạn cuối cùng đó là đánh giá lại kết quả mà mình tìm được cũng vô cùng quan trọng Có trường hợp
những giá trị mà ta tìm được không phù hợp với thực tế Chăng hạn, ta tìm được vận
tốc chuyển động của một vật nào đó v = 350000 km⁄s (lớn hơn cả vận tốc ánh sáng
trong chân không), nhiệt độ của một khối khí sau một quá trình biến đỗi đăng tích vào khoảng 10' K (rất thấp và dường như rất khó đẻ có thể đưa vẻ nhiệt độ này) khi đó cần
phải xem xét lại quá trình giải bài của mình có hợp lí hay chưa
Tuy nhiên, HS chỉ cần bài toán giải ra có nghiệm là xem như mình đã hoàn
thành Chỉ khi bài toán vỏ nghiệm, thời gian ra giá trị âm thì mới kiểm tra lại quá
trình tính toán của mình
GO bai toán 1, đề bài yêu cầu HS tìm quăng đường từ lúc tắt máy đến khi xe dừng
lại hẳn, tức là tổng quãng đường mà xe đi được Tuy nhiên, do bất cẩn, một số HS khi
tìm được độ dài quãng đường AB đã vội kết thúc bài toán Đây là một trong những bắt cẩn mà HS thường hay mắc phải Nếu đổi lại đây là một câu hỏi trắc nghiệm, rất cỏ thé HS sẽ chọn sai đáp án và bao nhiêu cơng sức tính tốn đều không thu được kết quả gì
Riêng đối với bài toán thứ 2, do ngay từ lúc đầu các em đã không phân tích bài toán cộng thêm việc lạm dụng tính năng SOLVE của máy tính khiến cho kết qua cuối cũng thu được bị mắt đi một nghiệm Và nghiệm thu được từ máy lệnh SOLVE khi đó là một con số đương, chính vì thế mà HS cũng khơng tỏ ra hồi nghỉ gì về nghiệm còn lại của phương trình Có thể các nghĩ rằng 2 vật này gặp nhau chỉ 1 lần nên chỉ ra |
nghiệm là đủ,
Tuy nhiên nếu chịu khó phân tích sẽ thấy rằng, quả bóng được ném lên sẽ gặp khí cầu lần đầu tiên vào thời điểm tạ, sau đó nó tiếp tục bay lên đến vị trí cao nhất rôi rơi xuống theo phương cũ Chính trong giai đoạn rơi này, quả bóng lại gặp khi cầu một
Trang 34Trong khi đó, với những HS giải ra 2 nghiệm tị vả tạ khi được hỏi ''*em có nhận
xét gì về 2 nghiệm thu được, hay ta có loại nghiệm nào hay không?” Lúc này, HS mắt khoảng 15 giây để suy nghĩ về câu hói của người phỏng vấn Sau đó, HS nhận ra diễn
biến của hiện tượng mình đang khảo sát và giải thích đúng về ý nghĩa của 2 nghiệm thu
được
Từ đây ta có thể thấy, khác với GV, HS thường chỉ chú trọng đến kết quả mà mình thu được Kết quả ấy miễn không phải là số âm (đối với các đại lượng như thời gian, khối lượng ) một số vô cùng lớn hoặc vô cùng bé thì HS sẽ chấp nhận ngay
Các em không có thói quen đánh giá lại xem kết quả mình thu được có phù hợp với hiện tượng vật lý đang khảo sát hay không hoặc nó có phù hợp với thực tế hay không Đây là một trong những khó khăn của HS khi giải bài tập, điều này xuất phát từ việc
các dang bai tập về chuyển động của 2 vật gặp nhau thường chỉ gặp nhau I lần Do đó,
GV cũng không tập cho HS kỹ năng đánh giá kết quả thu được khiển cho HS không có thói quen đánh giá, xem xét lại kết quả cuối cùng
3.5.5 HS thường rập khuôn theo giáo viên
Luyện tập giải bài tập là một trong những phương pháp rèn luyện kỹ năng, củng cổ kiến thức vật lý chính cho HS ở các trường THPT hiện nay Nhưng hau hết, HS
thường không rèn luyện được cho mình những kỹ năng giải bài tập cần thiết, đặc biệt là
với các HS yếu kém
Đối với các bài toán Động học học, hình vẽ đóng một rất vai trò quan trọng Tuy
nhiên, các GV thường chỉ vẽ hình ra và giải trên chính hình vẽ của mình Họ không
hướng dẫn cho HS các bước làm thế nào để có thể tự mô phỏng bải toán bằng hình vẽ Đồng thời, sẽ có không ít HS hình thành thói quen ý lại, chờ đợi GV giải bài xong rồi
ghi chép lại một cách máy móc Với cách làm này nếu HS gặp các bài toán tương tự hoặc các bài toán đơn giản chỉ có l vật, chuyển động theo ! hướng không đổi, các em
sẽ có thể bắt chước theo những bài tập mẫu và tìm đến được kết quả cuối cùng
Khi được hỏi về chiều đương được chọn trong quá trình giải bài toán, hầu hết
Trang 3531
do GV hướng dẫn vì nó sẽ giúp dễ dàng giải bài toán hơn Thực tế, việc chọn chiều dương không ảnh hưởng gì đến kết quả bài toán Lỷ do mà các GV thường băt HS chọn cùng chiều chuyển động của vật là dé cho vận tốc mang giá trị dương Điều đó gắn liên với khái niệm “vận tốc” trong đời sống hãng ngày Tuy nhiên, vận tốc là một đại lượng
vectơ, giá trị của nó phụ thuộc vào hướng của nó so với chiều đương được chọn
Không những vậy, ở bài toán thứ 2, một số HS chọn chiều dương thắng đứng hướng xuống nhưng khi làm bài các HS này lại thay vận tốc có giá trị dương còn gia tốc có giá trị âm — trong khi nêu đúng thì v <0 và a > 0 May thay, điều này không ảnh hưởng gì đến kết quả bài toán của HS nhưng nếu xét về mặt bản chất vật lý, thì các em hoàn toàn không hiểu lý do vi sao phải thay các đại lượng như vậy
e Khi được hỏi: vì sao bài toán này em chọn chiều dương thắng đứng hướng xuống?
e Tôi nhận được câu trả lời rằng: Bình thường thầy dạy những bài này thì chọn chiều đương hướng xuống
Dang bai ma HS muốn nói ở đây có lẽ là những bài toán vật chuyển động theo phương thẳng đứng Tuy nhiên, có lề em đã nhầm với dạng toán vật được thả rơi tự đo từ một độ cao h nào đó Có thể thấy, trong quá trình giải bài tập trên lớp, nếu giáo không hướng dẫn cho HS biết vì sao lại có thể vẽ được hình và cách sử dụng hình vẽ đó như thế nào thì các em rất để nhằm tưởng rằng với những bài toán có đạng tương tự
dẫn đến các em cũng sẽ tiến hành giải tương tự như những gì được dạy trên lớp
Khi tôi hỏi về dạng chuyển động của quả bóng có HS bảo rằng “bài toán này
giống như bài toán 2 xe chuyển động cùng chiêu, xe chạy sau đuổi theo xe chạy trước
Do đó xe sau phải chạy nhanh dần mới bắt kịp được xe chạy trước” Cách nghĩ này
xuất phát từ những suy nghĩ đơn giản của HS thông qua sự so sánh với những dạng bài tập đã được giải trên lớp
Trang 3632
độ học tập của các em đối với mỗi môn học có lựa chọn hơn, gắn liền với khuynh
hướng nghèẻ nghiệp Các em rất tích cực đối với những môn mà các em cho là quan
trọng với nghề mà mình chọn và thường xao lãng với những môn mả các em chỉ học để
đạt điểm trung bình {26} Vì thế, nếu cách truyền tải nội dung kiến thức mang tính ép buộc, rập khuôn sẽ dẫn đến sự nhàm chán đối với HS đặc biệt là với bộ môn vật lý có khá nhiều công thức, phương trình cần phải ghỉ nhớ
Ngồi ra, việc khơng hướng dẫn cho HS cách phân tích bài toán để hình thành
hình vẽ mô phỏng sẽ khiến HS không hiểu được hình vẽ nảy từ đâu màả có, nó có tác
dụng gì và làm sao để khai thác được nó Từ đó, nếu bắt gặp một bài toán hơi lạ hơn so với những bài được đạy trước đó, HS sẽ không thẻ tự xây dựng cho mình hình vẽ mô phỏng, dẫn đến không thể định hướng được cách giải quyết bài toán
Trong quá trình khảo sát, tôi để ý thấy có một HS gặp khó khăn ở bài toán thứ 2 “ + _® _ > “đe ¬- c s ¬
Hình 7: Hình vẽ của HS ở bài toán 2
Hình vẽ của em vẽ ra là chuyển động của 2 vật đi ngược chiều nhau Theo như
hình vẽ, em thấy rằng gia tốc rơi tự do g = 0 do nó vuông góc với chiều chuyển động
nên cả 2 vật đều chuyển động thẳng đều
Ban đầu em viết phương trình chuyển động cho khí cầu: s, =7, =>:, 2s Sau đó, em bôi đi Có thể, em nghĩ rằng nếu tìm ra được thời gian rồi thi dé bai cho
chuyển động của quả bóng là vô dụng
Tiếp đến em lại viết lại phương trình chuyển động của khí cầu x, «x, + „¿ + sai :
Vì vật chuyển động từ gốc, không thấy đẻ cập gì đến vận tốc ban đâu và gia tốc bằng 0
Trang 3733 Sau cùng, em viết phương trình chuyển động cho khi cầu và quả bóng lần lượt là: x, =7t x; =(20—x,)+32/
Đề 2 vật gặp nhau thì x; = xạ và dùng phương pháp thế tìm ra thời gian t Cách làm nảy hoản toản sai
Có thẻ thấy, do không thẻ vẽ được hình ảnh mô tả bài toán khiến cho HS bề tắc trong cách giải quyết vẫn đề Đây có lẽ là bài toán mới, không giống với những dang
bài mà HS được đạy trên lớp nên em đã không biết cách vẽ hình
Thực tế hiện nay, ở mỗi bài học, HS đều được giao rất nhiều bài tập nhưng các bài tập chỉ ở mức cơ bản, thao tác trên vài phương trình là đã có kết quả HS tiến hành
giải các bài tập này theo một bài mẫu mà GV hướng dẫn trên lớp, các bài tập không có
tính sáng tạo, phát triển tư duy, suy luận của HS dẫn đến tình trạng học tủ mà không
hiểu một cách cụ thể các hiện tượng, đại lượng vật lý, khả năng vận dụng các kiến thức
đã học vào thực tế cũng hạn chế theo Đây là một trong những khó khăn của HS trong việc tiếp cận với khoa học, với vật lý học và sự hình thành thế giới quan duy vật biện
Trang 38KET LUAN CHUONG 3
Qua cuộc khảo sát, tôi đã tìm được một vài khó khăn vả sai làm mà HS thường
mắc phải Ngoài ra, cũng có nhiều trường hợp, HS quên đổi đơn vị, nhập dữ liệu vào
máy tính sai, không ghi đơn vị sau mỗi kết quả thu được Những điều này xuất phát su bat cân của HS cũng là điều không thẻ tránh khỏi Chỉ cần HS chú ý hơn thì sẽ khắc
phục được
Nhưng khó khăn lớn nhất mả HS mắc phải xuất phát từ việc truyền thụ kiến
thức cho HS Các em chưa được hướng dẫn các kỹ năng giải bài tập cần thiết Đồng thời, các bài tập chỉ ở mức độ cơ bản, không có tính kích thích tư duy, sáng tạo cho HS
dẫn đến việc các em sẽ cảm thấy nhàm chán, không có hứng thú học tập với bộ môn
vật lý,
Việc hướng dẫn cho HS cách đẻ vẽ được hình mô tả bài toán sẽ giúp chất lượng
giải bài tập của HS được tăng cuờng Điều đó còn giúp HS tránh được những sai sót,
khó khăn mả HS thường gặp, phát huy được vai trò của hình vẽ đối việc giải BTVL nói
Trang 3935
CHƯƠNG 4: MỘT SÓ BIỆN PHÁP NHẢM HUONG DAN HOC SINH VỀ HÌNH TRONG BÀI TỐN ĐỘNG HỌC Ở LỚP 10
Trên cơ sở những kết quả thu được, có thẻ thấy răng HS chưa ý thức được tằm
quan trọng của việc vẽ hình cũng như các em chưa biết cách khai thác hết vai trò mà
hình vẽ mang lại Điều này phân nhiều xuất phát từ việc GV chưa có sự hướng dẫn cặn kẽ về phương pháp cũng như cách khai thác những lợi ích từ hình vẽ mang lại
Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về sự khác nhau giữa GV và HS [7.14.16,23,25] Hầu hết đều cho thấy, GV thường tập trung vào bản chất, hiện tượng
vật lý đang được mô tả trong bài toán Và dường như ngay lập tức, họ sẽ tự động vẽ ra
một hình ảnh nhằm mô phỏng, cô đọng lại bài toán Sau đó, bằng kinh nghiệm, kỹ năng của mình GV có thể vận dụng nhiều phương pháp khác nhau để đi đến kết quả bải toán Nhưng hơn bao giờ hết, mơ tả bài tốn bằng hình vẽ cũng sẽ tốt hơn so với mô tả băng lời nói
Ngược lại, HS thường chỉ quan tâm đến đáp số nên sau khi đọc đề là lao vào giải ngay Một số HS cũng nhận thức được tằm quan trọng của hình vẽ nhưng các em lại không được hướng dẫn cách vẽ hình cụ thể nên chưa tận đụng hết được hình vẽ của mình [3] Chính vì vậy, ở chương này, tôi sẽ đề xuất một số biện pháp nhằm giúp HS có thể vẽ và khai thác được hình vẽ nhằm đem lại chất lượng giải bài tập tốt nhất 4.1 Chú ý các từ khoá trong đề bài
Việc xác định các từ khoá trong đề bài rất quan trọng, nó sẽ giúp ta biết được rằng mình đã có những dữ kiện nào, cần tìm gì? Ngoài ra, chúng ta cũng có thể hình dung được hiện tượng vật lý đang được nhắc đến trong bài Đây là cách giúp ta biết được mình đã có những “vốn” nào và đồng thời giúp ta không quên mục dich can
hướng đến trong bải toán này
Vi du trong bài toán ! được sử dụng trong chương 3 của khoá luận này, ta cần
Trang 4036
Câu hỏi 1: Một xe tải đang chuyển động thăng đều với vận tốc 54 km⁄ử thi tai xé tar
máy để xe chuyên động chậm dân đêu với độ lớn gia toc la 1,5 m/s’ Sau 46 3 s người
nảy đột ngột hãm phanh và đi được thêm 4,2 s thì dừng lại hãn Hỏi quãng đường mà
xe này đi được từ lúc tắt máy đến khi xe dừng lại hẳn?
4.2 Mơ hình hố hiện tượng vật lý
Mơ hình hố hiện tượng vật lý là quá trình chuyển những thông tin, dữ kiện mình có vào trong hình vẽ lý tưởng Tức là ta biển đổi hiện tượng vật lý thực tế đang
được mô tả trong bài thành một hình vẽ mô phỏng, một mô hình lý tưởng đẻ có thê áp
dụng các định luật vật lý vào trong đó Chăng hạn, chuyển động của một chiếc xe
chuyển động, của một người đang đi đường hay các đối tượng trong các câu hỏi khảo sát, phỏng vấn trong dé tai này đều xem là một chất điểm Nên khi vẽ vào mô hình lý
tưởng, ta chỉ cần vẽ chúng bằng những biểu tượng mang tính tượng trưng, không cần
vẽ cụ thể, chỉ tiết đối tượng đó Phương pháp này gọi là phương pháp mô hình là một phương pháp nhận thức khoa học giúp ta phát hiện tính chất của một đối tượng thông
qua mô hình của nó [26]
Điều sai lầm khá lớn đối với đa số HS, đó là khi đứng trước một BTVL, các em thường tìm trong tài liệu của mình có công thức nào có thể áp dụng vào mà không chịu khó phân tích thật kỹ bài toán Nếu có thể “ngăn cản” việc tìm kiếm cái công thức này từ đầu và tập trung vào phân tích đề bài trước thì chất lượng giải bài tập sẽ được nâng
cao hơn [27]
Như vậy công việc cần là ở bước này như sau
+ Xây dựng mô hình lý tưởng vả chuyên thể các đối tượng thực tế của bài tốn vào mơ hình này
Xét bài toán 1, quá trình vật lý được mô tả trong bài là một xe tải đang chuyển động thẳng đều, vì thế ta cần vẽ một đoạn đường thăng trên đó có chủ thẻ là xe tải Ngoài
ra, vì ta đang xét đến chuyển động của xe như chuyển động của một chất điểm nên