SKKN: bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý lớp 9

Căn cứ vào nhiệm vụ bồi dưỡng hàng năm của trường, nhằm phát hiện nhữnghọc sinh có năng lực học tập bộ môn Vật lý bậc THCS để bồi dưỡng nâng caonăng lực nhận thức, hình thành cho các em

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc -o0o -

ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

A - SƠ YẾU LÍ LỊCH

- Họ và tên: Nguyễn Văn Dũng

- Ngày sinh: 19/ 5/ 1958

- Năm vào ngành: 1985

- Chức vụ công tác: Hiệu trưởng Trường THCS Bình Minh

Huyện Thanh Oai, thành phố Hà Nội

- Trình độ chuyên môn: Cao đẳng sư phạm Vật lí

- Đại học quản lí giáo dục

- Bộ môn giảng dạy: Vật lí lớp 9

- Trình độ chính trị: Sơ cấp

- Khen thưởng: Liên tục từ năm 1990 đến năm 1998 là giáo viên giỏi cấphuyện, từ năm 1999 đến nay ( tháng 4 năm 2010) liên tục là chiến sĩ thiđua cấp huyên Đặc biệt năm học 2005 - 2006 đạt danh hiệu chiến sĩ thiđua cấp tỉnh

B NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

TÊN ĐỀ TÀI: BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ 9

đi thi vẫn không làm được Vậy từ sự nhìn nhận của người thầy trong dạy học

ở trên lớp việc khai thác tiềm năng của trò đến xây dựng tư duy là cả một quátrình Không thể nói rằng để có một học sinh thi cấp quốc gia mà các lớp dướihọc chưa giỏi, tư duy chưa cao Hơn nữa theo đặc thù bộ môn nhất là mônVật lý Vật lý là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật quan trọng, sự phát triển củakhoa học vật lý gắn bó chặt chẽ, tác động qua lại trực tiếp của khoa học, kỹthuật Vật lý có giá trị to lớn trong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong côngnghiệp hoá, hiện đại hoá và công nghệ thông tin

Căn cứ vào nhiệm vụ bồi dưỡng hàng năm của trường, nhằm phát hiện nhữnghọc sinh có năng lực học tập bộ môn Vật lý bậc THCS để bồi dưỡng nâng caonăng lực nhận thức, hình thành cho các em những kỹ năng cơ bản và nângcao trong việc giải bài tập Vật lý Giúp các em tham dự các kỳ thi HSG cấptrường, cấp huyện, thành phố đạt kết quả đem lại thành tích cho bản thân, giađình và thực hiện mục tiêu bồi dưỡng hàng năm đã đề ra Đặc biệt góp phầnđào tạo những thế hệ có tri thức, có tư duy xây dựng đất nước

2- Lý do chủ quan;

Như chúng ta đã biết, trong tất cả các bộ môn thuộc khoa học tự nhiên: Toán,

Lý, Hoá, Sinh thì môn Vật lý là bộ môn khó nhất với các em Có những đạilượng hoàn toàn không nhì thấy mà ta nhận biết nó chỉ là thông qua tác dụngcủa nó, ví dụ như lực, điện trường, từ trường Vật lý là bộ môn khoa họcthực nghiệm đã được toán học hoá ở mức độ cao Đòi hỏi các em phải cónhững kiến thức, kỹ năng toán học và sự tư duy cao mới giải được các bài tậpnâng cao, đáp ứng với cuộc sống hiện tại

Việc học tập môn Vật lý nhằm mang lại cho học sinh những kiến thức về các

sự vật, hiện tượng và những quá trình quan trọng nhất trong đời sống và sảnxuất kỹ năng quan sát và quá trình Vật lý để tiếp thu các thông tin, dữ liệucần thiết gây hưng thú học tập cho học sinh và các kỹ năng vận dụng trongcuộc sống hàng ngày, cộng đồng nhất là phát triển sau này trong xây dựng đấtnước với khoa học hiện đại

II MỤC ĐÍCH YÊU CẦU

Trong qua trình dạy nhiều đối tượng thì người thầy phải thông qua đó chọnđược những học sinh có khả năng tiếp thu ở mức độ cao để thành lập độituyển và có kế hoạch ngay cả trong từng giờ lên lớp

Làm thế nào để xây dựng cho học sinh định hướng cách giải bài tập, đây làvần đề quan trọng nhât, bởi vì nếu định hướng sai thì việc làm bài không có

kết quả Hay nói cách khác là phải xây dựng cho học sinh cách tư duy vớiviệc phân tích đi lên và thông qua xử lý các hiện tượng có liên quan

III NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

1/ Phân tích thực trạng

Qua các năm dạy học từ khi được được giao nhiệm vụ dạy bộ môn vật lýtheo đúng chuyên ngành đào tao và công tác bồi dưỡng hoc sinh giỏi từ1993đến nay Tôi nhận thấy việc tư duy của học sinh có được hay không, ở mức độcao hay thấp và nhanh hay chậm phần quan trọng là người thầy Đại đa số họcsinh cứ ghi chép một cách máy móc, thụ động, không động não suy nghĩ Nếuđối tượng để dự thi HSG các cấp thì chắc chắn không thể có hiệu quả Bởi vìcác em cứ nghĩ tư duy là khó Thấy bài tập khó là bỏ qua mà không thấy rằngcon đường đi đến kết quả, phải là sự vất vả, phải có sự nỗ lực của bản thânmình và có sự hướng dẫn của thầy

2/ Khảo sát thực tế:

- Năm học 2007- 2008: Ở lớp 9A có 10% học sinh đạt loại giỏi môn Vật lí

- Năm học 2008- 2009: Lớp 9A có 15% học sinh đạt loại giỏi môn Vật lí

- Năm học 2009 - 2010: Lớp 9A có 40 % học sinh đạt loại giỏi môn Vật lí

Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến kết quả đó Tuy nhiên tôi thấy các đềHSG không những yêu cầu học sinh phải nắm chắc và vân dụng những kiếnthức đã học mà còn từ những kiến thức đó đòi hỏi học sinh nhìn nhận từ cácgóc độ khác nhau, tư duy sáng tạo, vận dụng linh hoạt

Ví dụ: Một bể bơi hình chữ nhật có chiều dài 60m, chiều rộng 40m.

Vận động viên A bơi theo chiều dài bể với vận tốc 0,5m/s Vận động viên Bbơi theo chiều rộng bể với vận tốc 1m/s Biết hai vận động viên xuất phátcùng một lúc Tính khoảng cách giữa hai vận động viên sau 4 phút

Rõ ràng ở đây ngoài bài toán mang tính chất chuyển động nhưng nếu các emkhông phân tích được đặc điểm về bản chất Vật lý và không nắm được định lý

Pitago thì không thể giải được Đây là chưa kể ý thứ hai của bài tập Đó làtính khoảng cách lớn nhất giữa hai vận động viên sau thơi gian t nào đó.

IV GIẢI PHÁP THỰC HIỆN

2-Học sinh phải nắm vững kiến thức cơ bản:

Dù bài tập có khó thế nào đi chăng nữa, cũng xuất phát từ những kiến thức

cơ bản, sau đó thêm dàn dữ kiện, thêm dần đại lượng và các mối kiên quankhác cũng như hiện tượng vật lý phức tạp lên Bởi vậy trong quá trình dạy tôiluôn chú trọng và khắc sâu kiến thức cơ bản Dạy bài định luật Ôm, tôi chohọc sinh nắm chắc công thức:

I =

R

U

Học sinh phải nắm được 3 đại lượng trong công thưc đó: Cường độdòng điện, Hiệu điện thế và điện trở Đặc biệt các hệ thống đơn vị liên quan.Nhiều học sinh coi rằng sử dụng đúng công thức và thay số đúng có nghĩa làmình làm đúng Nhưng không phải thế

Ví dụ:

Cường độ dòng điện qua bóng đèn là:

A k

V R

Từ công thức cơ bản của định luật Ôm học sinh còn phải suy ra các công thứliên qua tuỳ thuộc vao yêu cầu bài toán :

U= I.R hoặc

I

U

R=

Hoặc trong bài định luật Ôm cho các đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp

và mắc song song Học sinh phải hiểu được thế nào là thể hiện các cách mắc

đó Nếu không hiểu thì không thể tính toán các đại lượng Sau khi nắm vữngcác cách mắc đó mới cho học sinh đi tính các đại lượng theo yêu cầu:

- Tính điện trở toàn mạch: R= R1 + R2 + ….+ Rn hoặc điện trở tương đương:

Microsoft Equation 3 0

Rn R

R R

1

1 1 1

2 1

+ +

=

- Tính Cường độ dòng điện: I1=I2 = =In( với mặch mắc nối tiếp) hoặc

I = I1 + I2 + + In ( với mặch mắc song song)

- Tính hiệu điện thế: U =U1+ U2 + +Un ( với mặch mắc nối tiếp)

hoặc U= U1 = U2 = =Un( với mặch mắc song song) Thường học sinh haymắc phải sai lầm: Các đại lượng của mỗi điện trở lẫn lội nhau

Ví dụ: U2 = I1.R2 hoặc

3

6 3

R

U

I = Do vậy trong quá trình dạy tôi luôn khắc

sâu những điểm mà học sinh hay mắc phải sai lầm này

+ Dạy bài công suất: Học sinh phải nắm vững định nghĩa và công thức:

Dạy bài định luật Jun- Len Xơ học sinh cần phải thuộc định luật và biểu thức:Q= I2 .R.t và từ đây có rất nhiều công thức suy diễn như:

t P t R

và có sử dụng toán học khó

Qua nhiều năm bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi thấy việc xây dựng tư duy chohọc sinh cực kỳ quan trọng và người thầy phải biết cách khai thác triệt để,cùng đồng nghĩa biết làm như thế nào có hiệu quả nhất

Ví dụ từ bài toán: Cho điện trở một dây dẫn là 6Ω, hiệu điện thế U=12v Hãytính cường độ dòng điện qua dây

Sau khi cho học sinh phân tích các dữ kiện, mối quan hệ và yêu cầu bài tập.Học sinh dễ dàng vận dụng công thức của định luật ôm để giải quyết bài tâp: Cường độ dòng điện qua dây là:

A R

Nhưng sau đó tôi nâng cao hơn: Một dây dẫn có chiều dài 500m , tiếtdiện 4mm2, có điện trở suất là 1,7x10-8 Ωm Biết rằng giữa hai đầu dây có mộthiệu điện thế 12v Hãy tính cường độ qua dây.

Như vậy so với bài tập trước, sư xuất hiện phép tính trung gian, bắtbuộc học sinh phải suy nghĩ Tôi đặt ra các câu hỏi:

* Bài toán yêu cầu tính đại lượng nào?( Học sinh sẽ trả lời tính cuờng độdòng điện.)

R = ρ

s l

Việc tư duy của học sinh tiếp tục được phát triển với nội dung cơ bản ở bàitoán trên nhưng khó hơn

Cho một dây dẫn bằng đồng dài 500m, đường kính dây là 4mm Hai đầu dây

có hiệu điện thế 6v Tính cường độ dòng điện qua dây biết

ρ = 1,7x10-8 Ωm

Hướng phân tích sẽ là:

I =

R U

R = ρ

s l

- Tính cường độ dòng điện ( theo yêu cầu bài toán)

Từ những bài toán như thế tôi cho học sinh tính các đại lượng tiếp theo như:công suất, nhiệt lượng toả ra, công, khối lượng đồng làm dây

4- Chọn bài tập về loại biên trở:

Hướng dẫn học sinh giải bài tập về mạch điện có biến trở là phầnkhông đơn giản Song với mục tiêu giúp các em vơi đi khó khăn khi tiếp xúcvới dạng bài tập về mạch điện khó ở lớp 9 Nhất là khi được học trong độituyển học sinh giỏi ở các cấp trường, huyện, tỉnh và khi các em bước vàochương trình THPT với bộ môn Vật lí vô cùng phong phú về mạch điện.Trong đó phải kể đến những mạch đối xứng, mạch tuần hoàn, mạch cầu không hề đơn giản với người dạy và người học Song không phải vì vậy màtôi lùi bước, với tấm lòng yêu nghề và khát vọng đem kiến thức của mìnhtruyền lại cho các em, giúp các em thấy hứng thú và yêu thích chuyên đề "Mạch điện có biến trở"

Chuyên đề " Mạch điện có biến trở" bao gồm hai chuyên đề nhỏ:

- Chuyên đề 1: " Biến trở được mắc nối tiếp với phụ tải"

Với phương pháp giải là: lập phương trình bậc nhất - hệ phương trình bậcnhất và phương trình bậc hai.

- Chuyên đề 2: " Biến trở được dùng như một điện trở biến đổi" ở đâybiến trở được mắc vừa nối tiếp vừa song song trong mạch điện

Trong thực tế đời sống " Mạch điện có biến trở" được sử dụng khá rộng rãi ởmột số lĩnh vực: Thay đổi độ sáng của đèn; thay đổi vận tốc của quạt; thay đổicông suất của máy; thay đổi công suất của loa

R => Iđm = 0,6A áp dụng đ/1 Ω cho

Đ

U

U

Vậy phải điều chỉnh con chạy C saocho RAC = 12,5 Ω thì khi đó đèn sáng bình thường

VD2: Cho mạch điện (hình vẽ bên)

Có UAB = 12 V, khi dịch chuyển con chạy C thì số chỉ của ampe kế thay đổi từ0,24A đến 0,4 A Hãy tính giá trị R1 và giá trị lớn nhất của biến trở?

Hướng dẫn

Khi C dịch chuyển => số đo của

ampe kế thay đổi từ 0,24 A đến 0,4 A

nghĩa là gì?

+ Khi C trùng A => RAC = 0 =>RMN =

R1 (nhỏ nhất) => I = 0,4A là giá trị

lớn nhất Lúc đó Rtđ = R1 Biết U &I

ta tính được R1 Ngược lại

+ Khi C trùng với B I = 0,24A là giá

trị nhỏ nhất => Rtđ = R1 + R0 Vậy

biết U, R1 & I ta sẽ tính được R0 là

điện trở lớn nhất của biến trở

24 , 0

Vậy giá trị lớn nhất của biến trở là 20Ω

VD3: Cho mạch điện như hình vẽ:

Đèn loại 6V - 3W, UMN = 12V không đổi

1 Khi điện trở của biến trở Rx = 20Ω Hãy tính công suất tiêu thụ của đèn vàcho biết độ sáng của đèn thế nào?

2 Muốn đèn sáng bình thường phải điều chỉnh con chạy cho Rx = ?

Bài giải:

1 Khi Rx = 20Ω => Rtđ = Rđ + Rx = Rđ + 20 ( vì mạch nối tiếp) Mà

) (

10 6

, 3

dm

dm dm

* Trên đây là một số ví dụ tiêu biểu cho dạng mạch điện có biến trở mắc nối tiếp với phụ tải Song để thành thạo loại bài tập này, tôi đã rút ra cho

HS một vài kinh nghiệm sau:

1 R tđ = R tải + R x trong đó R x là phần điện trở tham gia của biến trở.

2 I Rx la cường độ dòng điện trong mạch chính và U Rx = U tm - U tải

3 Khi C trùng với điểm đầu lúc đó R x = 0 & R tđ = R tải ( là giá trị nhỏ nhất của điện trở toàn mạch) và khi đó I đạt giá trị lớn nhất ( vì U MN không đổi).

4 Ngược lại khi C trùng với điểm cuối lúc đó R tđ = R tải + R x ( là giá trị nhỏ nhất của R tđ ) và khi đó I đạt giá trị nhỏ nhất ( vì U MN không đổi).

CHUYÊN ĐỀ 2

Loại 1: Biến trở được mắc vừa nối tiếp, vừa song song.

* Với loại bài tập này biến trở được dùng như một điện trở biến đổi, ta phải sửdụng bất đẳng thưc ( 0 ≤ Rx ≤ R0) trong đó R0 là điện trở toàn phần của biếntrở Và HS phải biết vẽ lại mạch điện để dễ dàng sử dụng định luật Ôm trongmạch nối tiếp cũng như mạch song song

VD1: Cho mạch điện (như hình vẽ),

Đèn sáng bình thường với Uđm = 6V và Iđm = 0,75A Đèn được mắcvới biến trở có điện trở lớn nhất bằng 16(Ω) và UMN không đổi bằng 12V.Tính R1 của biến trở để đèn sáng bình thường?

Hướng dẫn

+ Trước hết HS phải

vẽ lại được mạch điện

& khi đó (Đ// RAC) nối

Id = 0,75A

=> UAC = Ud = 6V

=> IAC =

1 1

6

R R

612

VD2: Cho mạch điện như hình vẽ.

Biến trở có điện trở toàn phần R0 = 12Ω đèn loại 6V - 3W; UMN = 15V

a) Tìm vị trí con chạy C để đèn sáng bình thường

b) Khi C cố định => Độ sáng của đèn thay đổi như thế nào/

Gọi RAC = x (Ω) điều kiện: 0 <x < 12 thì RCB = 12 - x(Ω)

2 1

RMN = x

x

x

− + + 12

đi ( tối dần) khi dịch C về A

Loại 2: Biến trở trong mạch cầu

Biến trở có nhiệm vụ cung cấp điện cho hai điện trở nằm trong mạch cầu

VD 1: Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết R1 = 3Ω; R2 = 6Ω, AB là biến trở có con chạy C và điện trở toàn phần

R0 = 18Ω MN không đổi bằng 9V

1 Xác định vị trí con chạy C để vôn kế có chỉ số không?

2 Điện trở vôn kế vô cùng lớn Tìm vị trí của con chạy để vôn kế chỉ 1V

Gọi RAC = x(Ω) ( 0 < x < 18) khi đó RCB = 18 - x(Ω)

Áp dụng công thức:

x x

R

R R

CB => = −

=

18

6 3

R

2 AC

với U = 10V, R1 = 12Ω; Rx là biến trở có con chạy C.

2 C dịch lên trên => Rtđ giảm => I tăng hay số chỉ của ampe kế tăng

I tăng => Uv - I, R1,2 tăng => số chỉ của vôn kế tăng

* Những bài học kinh nghiệm mà học sinh cần nắm được sau khi học và giải loại bài tập này là:

Biến trở một điện trở biến đổi.

+ Phải vẽ lại mạch điện để bài toán đơn giản.

+ Đưa bài toán về dạng giải bài toán bằng cách lập phương trình qua công thức của mạch điện cân bằng.

Chọn R AC ẩn, biểu diễn R CB theo ẩn là R AC

- Giải bài toán cực đại, bất đẳng thức Cô si,

5 Thực hiện kiểm tra liên tục

Việc củng cố kiến thức, rèn kỹ năng giải bài tập, cách trình bày và nâng caotính độc lập suy nghĩ, tập trung cao độ Trên việc phân tích như vậy trong thờigian bồi dưỡng tôi thường xuyên ra các đề để học

sinh tự làm với lượng thời gian như đi thi Sau đó về chấm bài để phát hiệnnhững ưu điểm, khuyết điểm của từng học sinh để có kế hoạch bồi dưỡng,giảng dạy tiếp theo

Ví dụ: Câu 1 trong một đề tôi ra như sau:

Có 100 điện trở mắc song song Điện trở R1 = 1 Ω, R2 = 1

2Ω

R3 = 1

3Ω R100 = 1

100 Ω Tính điện trở tương đương?

Đây là một bài sử dụng công thức tính điện trở tương đương, nhưngkhông phải số lượng điện trở ít, hơn thế các điện trở có quy luật nhất định họcsinh phải tư duy cao hơn và bắt sử dụng công cụ toán học để tính tổng của các

số nguyên liên tiếp với n = 100 ( phải thông qua biến đổi)

6 Trong mỗi bài tập phải thể hiện xuất hiện nhiều đại lượng khác nhau

Đây là sự thể hiện việc ôn tổng quát Nó liên tục được khơi dậy trí nhớtrong học sinh Một bài tập có thể tới 15 phép tính hoặc hơn nữa

V í d ụ: Cho sơ đồ mạch điện:

V KẾT QUẢ

Sau quá trình ứng dụng đề tài trên vào quá trình bồi dưỡng học sinhgiỏi của khối 9 Trong các năm học trước, cũng như năm học 2009 - 2010.Tôi đã thu được kết quả sau:

100% Học sinh hiểu bài, và số lượng học sinh đạt học sinh giỏi mônVật lí đã nâng cao rõ rệt

Các lớp 9 tôi đã dạy có 40% học sinh đạt học sinh giỏi môn Vật Lí Tính đến tháng 4 năm 2010 có 150 học sinh giỏi môn Vật lí cấp huyện,trong đó có học sinh đạt giải nhì cấp tỉnh, học sinh được công nhận học sinhgiỏi cấp tỉnh Đặc biệt năm học 2002 - 2003 lớp chuyên lý Trường PTTHNguyễn Huệ tỉnh Hà Tây có 4 học sinh là học sinh của Trường THCS BìnhMinh Trong tất cả các kì thi học sinh giỏi cấp huyện, đội tuyển Vật lí củatrường liên tục đứng thứ ba đến thứ nhất

Kết quả được như vậy, hiểu như thế nhưng quả là khó vì ý nghĩa, mụcđích quan điểm khác nhau Chính vì thế ngày nghỉ vẫn ôn luyện, vui xuân vẫndạy Hàm chứa có được là bây giờ khi thành quả để viết chút ít sáng kiến hômnay

VI NHỮNG KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ NGHỊ.

Sau mỗi thành công của trò là sự gian truân vất vả, dày công nghiên cứu củangười thầy và người thầy luôn cảm thấy hài lòng mãn nguyện khi trò hiểu bài,trò nhiệt tình ủng hộ Từ đó tôi hiểu rằng để có sự thành công phải có sự gópsức từ hai phía: Trò tích cực, chủ động, sáng tạo - Thầy cần có nhiệt huyết vớinghề không ngừng đổi mới phương pháp Nâng cao năng lực bản thân

Kính đề nghị các cấp nên phổ biến các sáng kinh nghiệm của các bộ môn ởcác nhà trường để cùng nhau học tập và từ đó hoàn thành mục tiêu giáo dục Tôi xin chân thành cảm ơn!

Bình Minh, ngày 19 tháng 4 năm 2010

Tác giả