Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn học sinh lớp 12 THPT ban KHTN giải bài tập chương hạt nhân nguyên tử giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Mục đích nghiên cứu Trên cơ sở nghiên cứu lí luận về BTVL, tìm hiểu thực trạng dạy học giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử, nghiên cứu nội dung và xác định mục tiêu dạy học chương này mà

HOÀNG TRUNG HIẾU

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN

HỌC SINH LỚP 12 THPT BAN KHTN

GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ GIÚP HỌC SINH NẮM VỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN, GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

HÀ NỘI, 2010

Sau Dai hoe trường Dai hoc Su pham Wa noi 2 cùng các thầu, cô giáo đã tan tinh giang day, tac moi diéu kién gitp dé tbi hoan thanh khoé hoe Dae biét téi xin bay to lòng biết ơnu sâu sắc tối 2 : (guyến Chế “Khôi, người đã quan tâm, động oiên lướng dẫu oà giúp đố tôi tậu tinh trong quá trinh aghién ciu

Gin cim on Ban gidm hitu, tip thể giáo oiên oật lí ớ các trường FHPTI A Day tên, 2017127 23 ?)uụ Ciên, 72017127 C Day Fién, da gitp t6i trong dot FISD

Féi chin thanh cam ou gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã quan tim động vién gitp ao nhiét tinh va tao moi diéu kién gitp tdi wong subt qua teinh aghién cứ va hoan thanh luận van nay

Hà Nội, tháng 09 năm 2010

Tác giả

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả điều tra trong luận văn là trung thực và chưa từng công bố ở trong bất kì công trình nào khác

Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm

Hà Nội, tháng 09 năm 2010

Tác giả luận văn

Hoàng Trung Hiếu

1.5 Mối quan hệ giữa giải BTVL và nắm vững kiến thức, phát triển

năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động giải BT của HS

1.6 Các hình thức sử dụng BT và hoạt của GV trong tiét hoc VL

1.7 Hoạt động của HS trong quá trình tìm kiếm lời giải BTVL

1.8 Các kiểu hướng dẫn HS phỏ thông giải BTVL

1.9 Thực trạng dạy giải BTVL chương “Hạ nhân nguyên tử

trong chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN ở một số trường

THPT thuộc tỉnh Hà Nam

Chương 2: Xây dựng và hướng dân HS lớp 12 Ban KHTN giải

hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử

2.1 Vị trí, nhiệm vụ và thời lượng chương “Hạt nhân nguyên tử”

2.2 Cấu trúc chương “Hạt nhân nguyên tử”

2.3 Mục tiêu dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử”

2.4 Xây dựng hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử trong

chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN

2.5 Hướng dẫn giải hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử trong

chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN giúp HS nắm vững kiến

thức và phát triển năng lực GQVĐ

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

3.2 Quá trình thực nghiệm sư phạm

3.3 Kết quả thực nghiệm sư phạm

3.4 Xử lí và đánh giá kết quả thực nghiệm

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 1.1 Phân loại BTVL

2 Bảng 2.1 Sơ đồ cấu trúc logic chương “Hạt nhân nguyên tử”

3 Bảng 2.2 Dạng công thức xác định các đại lượng trong hiện tượng phóng

xa

4 Bảng 3.1 Danh sách GV dạy bộ môn KHTN 6 ldp TN va l6p DC

5 Bảng 3.2 Kết quả các bài kiểm tra thực nghiệm sư phạm

6 Bảng 3.3 Tổng hợp kết quả thực nghiệm sư phạm

7 Bảng 3.4 Bảng phân phối tần số

8 Bảng 3.5 Bảng phân phối tần suất

9 Bảng 3.6 Bảng phân phối tần suất lũy tích

10 Bảng 3.7 Bảng tổng hợp số liệu xác định các tham số đặc trưng

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỔ THỊ

1 Hình 3.1 Đồ thị đường phân bố tần suất

2 Hình 3.2 Đồ thị đường lũy tích.

MO DAU

1 Li do chon dé tai

Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành nước công nghiệp, hội nhập với cộng đồng quốc tế Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá và hội nhập quốc tế là con người đảm bảo cả về số lượng và chất lượng trên cơ sở mặt bằng dân trí được nâng cao Yêu cầu đó đòi hỏi ngành Giáo dục phải đổi mới mạnh mẽ, sâu sắc, toàn diện nhằm tạo ra những con người có đủ kiến thức, năng lực sáng tạo và phẩm chất đạo đức tốt làm chủ đất nước

Sự phát triển nhanh với tốc độ mang tính bùng nổ của khoa học công

nghệ, dẫn đến học vấn mà nhà trường trang bị cho người học không thể thâu tóm hết tri thức mong muốn Bởi vậy, cần phải coi trọng việc trang bị cho người học phương pháp tự lực chiếm lĩnh tri thức của loài người, trên cơ sở đó tiếp tục tự học suốt đời Người học không chỉ tái hiện tri thức dưới dạng có sẵn

mà chủ yếu phải có năng lực chiếm lĩnh và sử dụng tri thức từ kĩ năng phát hiện đến giải quyết vấn đề (GQVD)

Hiện nay, chúng ta đang rất coi trọng những nghiên cứu đổi mới dạy

học ở trường phổ thông theo hướng đảm bảo được sự phát triển năng lực sáng

tạo của học sinh (HS), bồi dưỡng tư duy khoa học, năng lực tự tìm tòi chiếm linh tri thức, năng lực tự GQVĐ thích ứng với thực tiễn cuộc sống và sự phát triển của nền kinh tế tri thức Hội nghị BCH TW Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIH chỉ rõ: Đổi mới phương pháp dạy học ở tất cả các cấp, bậc học,

áp dụng những phương pháp giáo dục hiện dại để bôi dưỡng cho HS năng lực

tự duy sáng tạo, năng lực GQVĐ và đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiêu, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Một trong những biện pháp quan trọng để thực hiện đường lối trên là đưa HS vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức,

thông qua hoạt động tự lực của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, phát triển năng lực trí tuệ

Việc bồi dưỡng năng lực sáng tạo và GQVĐÐ cho người học có thể thực hiện ở tất cả các bộ môn trong chương trình Trung học phổ thông(THPT) Trong dạy học VL, có thể giúp HS nâng cao chất lượng học tập và phát triển năng lực GQVĐ bằng nhiều biện pháp, phương pháp khác nhau Một trong số

đó là giải bài tập vật lí (BTVL) Giữ vai trò là một phương pháp dạy học, giải BTVL có tác dụng tích cực đối với khả năng nắm vững kiến thức, vận dụng vào thực tế và bồi dưỡng năng lực làm việc độc lập của HS

Bên cạnh đó, số lượng BT trong sách giáo khoa, sách BT và các tài liệu tham khảo là khá nhiều và đa dạng Điều này gây khó khăn cho nhiều GV trong việc lựa chọn và hướng dẫn hoạt động giải BT cho HS Vì vậy, cần phải

có một sự lựa chọn, phân loại, sắp xếp lại các loại BT theo một hệ thống tối ưu phù hợp với chương trình giáo dục và thời gian dành cho HS ở lớp học cũng như ở nhà Bởi vậy cần phải nghiên cứu BTVL dựa trên mối quan hệ của nó với nắm vững kiến thức và phát triển năng lực GQVĐ, từ đó đề ra cách hướng dẫn họ tự lực giải BT một cách hiệu quả nhất Đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu về BTVL ở ngoài nước cũng như trong nước, nêu lên tác dụng của BTVL trong dạy học, các cách phân loại, soạn thảo hệ thống BTVL và đề xuất phương pháp giải BT, các kiểu hướng dẫn học sinh tìm kiếm lời giải BTVL, như [5], [6], [7], [8], [11], [15], [19], của các tác giả X E Camennetxki, V

P Orekhop, Lê Nguyên Long, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế, Nguyễn Thế Khôi, Ngoài ra, cũng đã có một

số luận án, luận văn nghiên cứu về cách phân loại BTVL, nghiên cứu mối quan hệ giữa giải BTVL với phát triển năng lực GQVĐÐ hay bồi dưỡng năng lực sáng tạo, phát triển tính tích cực và năng lực tự chủ trong dạy học Phạm vi của các nghiên cứu gắn với một chương, phần trong chương trình VL THPT, một trong những phần kiến thức chưa được quan tâm đúng mức khi phân loại

và hướng dẫn giải BT đó là chương: Hạt nhân nguyên tử trong chương trình VL lớp 12 THPT Khoa học tu nhién(KHTN)

Chính vì vậy, chúng tôi triển khai dé tài: Xáy dựng hệ thống BTvà hướng dân học sinh lóp 12 THPT Ban KHTN giải BT chương Hạt nhân nguyên tử giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phân phát triển năng luc GQVD

2 Mục đích nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu lí luận về BTVL, tìm hiểu thực trạng dạy học giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử, nghiên cứu nội dung và xác định mục tiêu dạy học chương này mà xây dựng, hướng dẫn HS giải hệ thống BT chương “Hạt nhân nguyên tỉ giúp HS lớp 12 THPT Ban KHTN nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực GQVĐ

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận về việc lựa chọn và hướng dẫn HS giải BTVL trong dạy học

3.2 Điều tra thực trạng dạy học giải BT chương “Hạt nhân nguyên tử” trong chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN

3.3 Nghiên cứu nội dung, xác định mục tiêu dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử” trong chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN

3.4 Lựa chọn, phân loại, đề ra phương pháp giải và cách hướng dẫn HS giải

hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử trong chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN nhằm giúp HS nắm vững kiến thức và phát triển năng lực GQVĐ 3.5 Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệ thống

BT chương “Hạt nhân nguyên tử” trong chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN da xay dựng và cách hướng dẫn hệ thống BT đó nhằm giúp HS nắm vững kiến thức và phát triển năng lực GQVĐ

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy học giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử của giáo viên (GV) và HS lớp 12 THPT, Ban KHTN

4.2 Phạm vi nghiên cứu: Dạy học giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử lớp

12 THPT, Ban KHTN ở một số trường THPT huyện Duy Tiên Tỉnh Hà Nam

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu các tài liệu lí luận về giải BTVL, thông qua hoạt động dạy học

để làm sáng tỏ về mặt lí luận các vấn đề có liên quan đến đề tài

- Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, sách BT, sách GV các tài liệu tham khảo để xây dựng hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử nhằm giúp

HS lớp 12 THPT Ban KHTN nấm vững kiến thức và phát triển năng lực GQVD

5.2 Điều tra thực trạng hoạt động dạy học giải BTVL ở trường THPT nhằm

thu thập thông tin, phân tích và tổng hợp để đánh giá các giải pháp mà GV đã

sử dụng để giúp HS nắm vững kiến thức và phát triển năng lực GQVĐÐ và kết

quả của nó; những quan niệm, mức độ nắm vững kiến thức, hoạt động giải BTVL của HS; thể hiện thực tế năng lực GQVĐ_ của HS và việc phát triển năng lực GQVĐ thông qua hoạt động giải BT chương “Hợí nhân nguyên

ti

5.3 Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra giả thuyết của đề tài

5.4 Phương pháp thống kê toán học để xử lí, đánh giá kết quả điều tra và kết quả thực nghiệm sư phạm

6 Giả thuyết khoa học

Trong dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử”, nếu GV xây dựng được

hệ thống BT thích hợp và đề ra cách hướng dẫn HS tự lực, tích cực hoạt động

tư duy khi giải BTVL thì chất lượng nắm vững kiến thức cơ bản của HS lớp

12 THPT được nâng cao, đồng thời góp phần phát triển năng lực GQVĐÐ cho họ

7 Đóng góp của đề tài

7.1 Đóng góp về mặt lý luận: Hệ thống lại một số cơ sở lí luận về BTVL góp phần khẳng định vai trò quan trọng của giải BT trong quá trình HS nắm vững kiến thức cơ bản, rèn luyện năng luc GQVD

7.2 Đóng góp về mặt thực tiễn:

- Lựa chọn và hướng dẫn giải BTVL chương Hạt nhân nguyên tử nhằm giúp

HS nắm vững kiến thức cơ bản, rèn luyện năng lực GQVĐ

- Lam tài liệu tham khảo cho GV và HS trong quá trình dạy học chương Hạ£ nhân nguyên tử trong chương trình VL lớp 12 THPT Ban KHTN

8 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục nghiên cứu,

đề tài gồm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn

Chương 2: Xây dựng và hướng dẫn học sinh lớp 12 Ban KHTN

giải hệ thống BT chương Hại nhân nguyên tử

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUAN VA THUC TIEN CUA DE TAI

1.1 Quan niém vé BTVL

Trong thực tiễn dạy hoc, người ta thường gọi một vấn dé không lớn, được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và phương pháp VL là một BTVL Thật ra, trong các giờ học VL, mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa chính

là một BT đối với HS Sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải BT hiểu theo nghĩa rộng của mệnh đề đó Trong các tài liệu giáo khoa cũng như các tài liệu phương pháp bộ môn, người ta thường hiểu những bài luyện tập được chọn lựa một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng VL, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy VL của

HS và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức của HS vào thực tiễn là những

BT Việc giải BTVL, tất nhiên, còn có nhiều mục đích khác nữa: giáo dục HS, kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo của HS_ [5, tr.7] Do vậy, BTVL đưa ra không chỉ dùng để rèn luyện kĩ năng, vận dụng kiến thức cũ mà còn phải rèn luyện kĩ năng tìm kiếm kiến thức mới

1.2 Tac dung cua BTVL trong day hoc

1.2.1 BTVL giúp cho việc đào sâu, mở rộng kiến thức

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, HS đã nắm được cái chung, cái khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng Trong các

BT, HS phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào trường

hợp cụ thể rất đa dạng nhờ thế, HS nắm được những biểu hiện cụ thể của

chúng trong thực tế, phát hiện ngày càng nhiều những hiện tượng thuộc ngoại dién của các khái niệm hoặc chịu su chi phối của các định luật hay thuộc phạm vi ứng dụng của chúng Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật

VL không kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật VL

mà còn tiếp tục ở giai đoạn vận dụng vào thực tế Ñgoài những ứng dung quan trọng trong Kĩ thuật, BTVL sẽ giúp HS thấy được những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của kiến thức đã học VL không chỉ tồn tại dưới dạng những mô hình trừu tượng do ta nghĩ ra, mà là sự phản ánh vào óc chúng ta thực tế phong phú, sinh động Tuy nhiên các khái niệm, định luật VL rất đơn giản, còn biểu hiện của chúng trong tự nhiên thì lại rất phức tạp, bởi vì các sự vật, hiện tượng có thể bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên nhân đồng thời hay chồng chéo lên nhau BTVL luyện tập cho HS phân tích để nhận biết những trường hợp phức tạp đó BTVL là phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khi giải BT, HS phải nhớ lại các kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình [15, tr.337]

1.2.2 BTVL nhằm hình thành kiến thức mới

Mỗi BT được giải đều mang kèm theo nó những nhiệm vụ rèn luyện những

kỹ năng tương ứng Trong một số trường hợp, bản thân việc nghiên cứu tài liệu mới cũng tựa như việc giải những BTVL nhất định, khi đó BT xuất hiện như một vấn dé VL mới mà việc giải dẫn đến tri thức mới Theo X E Camenetxki

— V P Ôrêkhôp thì sự tư duy định hướng một cách tích cực đến một vấn đề nào đó luôn luôn là việc giải BT 0 đây, tính tích cực của HS và do đó, chiều sâu và độ vững chắc của kiến thức sẽ lớn nhất khi “tình huống có vấn để” được tạo ra Trong nhiều trường hợp, nhờ tình huống này có thể xuất hiện kiểu

x 6

BT mà trong quá trình giải, HS sẽ “phát hiện lại” quy luật VL , chit không phải tiếp thu quy luật đó dưới hình thức có sẵn Khi đó, BT xuất hiện như một phương tiện nghiên cứu hiện tượng VL Trong quá trình giải BT có thể cho

HS phân tích, suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới nêu ra trong BT [5, tr.8] Vì vậy, BT vừa

được dùng để gây tình huống có vấn đề trong giờ học, vừa để cụ thể hoá

những điều kiện khi phát hiện thực chất của các đối tượng nghiên cứu, vừa để củng cố những kết luận đạt được

1.2.3 Hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn

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 thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước [15, tr339]

Việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn đòi hỏi người học phải có kĩ năng, kĩ xảo, đồng thời các kĩ năng, kĩ xảo chỉ có được thông qua quá trình giải BT Trong quá trình giải các BT, HS sẽ có được các ki nang kĩ xảo vận dụng kiến thức của mình để phân tích các hiện tượng VL khác nhau trong tự nhiên, trong kỹ thuật và trong đời sống hàng ngày Đồng thời, việc giải một số

BT đòi hỏi HS phải vận dụng kinh nghiệm trong lao động sản xuất hoặc kết quả quan sát tự nhiên trong đời sống hàng ngày

1.2.4 Phát trién tu duy VL

Không chỉ dừng lại trong phạm vi van dụng kiến thức, các BTVL còn góp phần phát triển tư duy VL cho HS, điển hình là loại BT giải thích hiện tượng, BT thí nghiệm, BT xây dựng phương án thí nghiệm

Trong dạy học VL, tư duy VL được hiểu là các kĩ năng quan sát các hiện tượng VL, phân tích các hiện tượng thành bộ phận thành phần và xác lập

ở chúng những mối liên hệ giữa các mặt định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng VL, đoán trước các hệ quả từ các lí thuyết và áp dụng được kiến thức của mình Đa số các hiện tượng nêu ra trong các BT là những hiện tượng phức tạp Do vậy, HS phải phân tích các hiện tượng phức tạp ấy thành các hiện tượng đơn giản Muốn vậy, HS phải vận dụng các thao tác tư

duy để tìm hiểu, GQVĐ và rút ra kết luận Nhờ thế, tư duy được phát triển và

năng lực làm việc tự lực của HS được nâng cao [7, tr.7] Cần lưu ý rằng: việc rèn luyện cho HS giải các BTVL không phải là mục đích của dạy học Mục

đích cơ bản đặt ra khi giải BTVL là làm cho HS hiểu sâu sắc hơn những quy

luật VL, biết phân tích, ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kĩ thuật và cuối cùng phát triển được năng lực tư duy, năng lực GQVĐ [15, tr.339]

1.2.5 Kiểm tra đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của HS

Thông qua giải BT, có thể kiểm tra, đánh giá kĩ năng kĩ xảo của HS,

làm bộc lộ những khó khăn, sai lâm của HS trong học tập đồng thời giúp họ

vượt qua những khó khăn và khác phục sai lầm đó [7, tr.8] Mức độ nắm vững

kiến thức của HS được thể hiện thông qua kĩ năng kĩ xảo khi tiến hành giải

các BTVL Căn cứ vào cách thức đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể đánh giá được

mức độ nắm vững kiến thức của HS một cách chính xác

1.2.6 Giáo dục tư tưởng, đạo đức, kĩ thuật tổng hợp

Đối với việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho HS, BTVL có ý nghĩa rất lớn

Nội dung của những BT này có thể bao gồm những hiểu biết về sản xuất công

nghiệp và nông nghiệp, về giao thông vận tải, về thông tin liên lạc, về kỹ thuật hiện đại Các BT như vậy là những phương tiện thuận lợi để HS liên hệ lý thuyết với thực hành, học tập với đời sống

Giải BTVL có ý nghĩa giáo dục tư tưởng, đạo đức rât lớn Nhờ BTVL, ta có

thể giới thiệu cho HS biết sự xuất hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến

hiện đại, phát minh của các nhà bác học, thành tựu của nền khoa học BTVL còn là phương tiện hiệu quả để giáo dục tình yêu lao động, đức tính kiên trì, ý chí và tính cách của HS Giải BTVL không phải là công việc nhẹ nhàng, nó đòi hỏi phải bỏ ra nhiều thời gian và công sức, nó cũng có thể mang lại cho

HS niềm phấn khởi sáng tạo, tăng thêm sự yêu thích, hứng thú đối với bộ môn

VL [5, tr.12].

1.3 Phân loại BTVL

Có nhiều cách phân loại khác nhau dựa vào đặc điểm của BTVL Theo các tài liệu về phương pháp giảng dạy VL như [5], [7], [15] BTVL có thể được phân loại theo những đặc điểm khác nhau Trên thực tế mỗi BTVL có thể

chứa đựng một vài yếu tố của một hay nhiều loại khác Có thể tổng hợp các

cách phân loại đó trong bảng 1.1 dưới đây:

Bang 1.1 Phân loại BTVL Tài liệu VL

Theo hình thức lập luận lôgic

Dự đoán h.tượng

Giải thích h.tượng

Theo mức độ phức

tạp của hoạt động

tư duy trong quá trình tìm kiếm lời giải

1.4 Nguyên tắc lựa chọn BTVL cho một chương, phần của sách giáo

khoa VL THPT

Theo [15, tr.363-365] khi xây dựng hệ thống BT của bất cứ một đề tài nào, GV cũng cần lựa chọn BT thoả mãn các yêu cầu sau:

1 Các BT phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và

số lượng các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều đề tài, số lượng các đại lượng cho biết, các đại lượng phải tìm ) giúp HS nắm được phương pháp giải các loại BT điển hình

2 Mỗi BT phải là một mắt xích trong hệ thống BT, đóng góp một phần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức

3 Hệ thống BT cần bao gồm nhiều thể loại BT: BT giả tạo và BT có nội dung thực tế, BT luyện tập và BT sáng tạo, BT cho thừa hay thiếu dữ kiện, BT

có nhiều cách giải khác nhau và BT có nhiều lời giải khác nhau tuỳ theo những điều kiện cụ thể của BT mà GV không nêu lên hoặc chỉ nêu một điều kiện nào đó mà thôi

1.5 Mối quan hệ giữa giải BTVL và nắm vững kiến thức, phát triển năng luc GQVD trong hoạt động giải BT của HS

1.5.1 Mối quan hệ giữa nắm vững kiến thức và giải BTVL trong dạy học 1.5.1.1 Khái niệm kiến thức VL

Kiến thức của HS là kết quả của quá trình nhận thức, là tiền đề của hoạt động sáng tạo trong quá trình tìm hiểu và cải tạo thế giới của họ Kiến thức bao gồm một tập hợp nhiều mặt về số lượng và chất lượng của các biểu hiện

và khái niệm lĩnh hội được, nó được ghi nhớ và tái tạo khi có đòi hỏi tương ứng Kiến thức được được hình thành, củng cố và phát triển trong quá trình học tập của HS

Kiến thức VL là kết quả phản ánh trong đầu óc con người về các tính chất, các mối quan hệ quy luật của các sự vật hiện tượng VL và về cách nhận thức, vận dụng kết quả phản ánh đó của con người [6, tr I9] Kiến thức cơ bản

về VL có thể chia làm năm nhóm: 1)Khái niệm (sự vật, hiện tượng, đại lượng VL); 2) Định luật, nguyên lí; 3) Thuyết; 4) Phương pháp nghiên cứu; 5) Ứng dụng trong sản xuất, đời sống

Mỗi một kiến thức đều có nội hàm xác định nhưng lại có ngoại diên rất rộng Mặt khác để HS nắm vững kiến thức một cách chắc chắn, sâu sắc thi cần phải chú ý đến việc rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức ấy vào thực tiễn Những kiến thức được nắm vững một cách tự giác, sâu sắc phần lớn là do tích luỹ thêm Kĩ năng, Kĩ xảo sẽ trở thành công cụ tư duy cho HS: [7, tr17-18] 1.5.1.2 Khái niệm kĩ năng, kĩ xảo VL

Kĩ năng chính là kiến thức trong hành động Kĩ xảo là hành động mà những phân hợp thành của nó do luyện tập mà trở thành tự động hoá Kĩ xảo là mức độ cao của sự nắm vững kĩ năng[7, tr17] Theo quá trình luyện tập mà

một số kĩ năng có thể trở thành kĩ xảo

*Những kĩ năng VL được chia làm bốn nhóm:

- Quan sát, đo lường, sử dụng dụng cụ và máy đo phổ biến, thực hiện những thí nghiệm đơn giản;

- Giải BTVL;

- Vận dụng các kiến thức VL để giải thích các hiện tượng VL trong đời sống và sản xuất;

- Sử dụng các thao tác tư duy logic và các phương pháp nhận thức VL

*Những kĩ xảo VL được chia làm hai nhóm:

- Thực nghiệm;

- Áp dụng các phương pháp toán học và các phương tiện phụ trợ

1.5.1.3 Các mức độ nắm vững kiến thức

Nắm vững kiến thức không những là hiểu đúng nội hàm, ngoại diên của

nó, xác định được vị trí, tác dụng của kiến thức ấy trong hệ thống kiến thức cơ

bản đã tiếp thu được từ trước, mà còn biết quá trình hình thành nó và vận dụng được nó vào thực tiễn [7, tr17-18]

Sự nắm vững kiến thức có thể được phân biệt ở ba mức độ: Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng Dựa trên các mức độ đã nêu ở trên thì khi HS tự lực, tích cực, chủ động, linh hoạt, vận dụng thành thạo để giải quyết các nhiệm vụ học tập, thể hiện kiến thức được nắm vững hoàn toàn

1.5.1.4 Mối quan hệ giữa nắm vững kiến thức và giải BTVL

Kiến thức VL mà HS chiếm lĩnh và nắm vững được thể hiện thông qua các kĩ năng, kĩ xảo VL Mặt khác, như ta đã biết một trong những tác dụng của việc giải BTVL là rèn luyện kĩ năng kĩ xảo Bởi vậy, muốn nâng cao hiệu quả của việc chuẩn bị cho HS nắm vững kiến thức trong dạy học cần phải sử dụng BTVL Đồng thời, để nâng cao tác dụng của BTVL trong việc hình thành

Kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức VL của HS, cần phải để cho HS giải nhiều

BT, nhiều dạng bài và được xắp xếp khoa học Do sự khác nhau giữa các cá nhân HS, việc hình thành cùng kĩ năng ở họ có thể nhanh chậm khác nhau Vì vậy, việc sử dụng BT phải chú ý đến các đặc điểm của mỗi HS, từ đó giao HS các BT nhằm bổ sung, đào sâu, mở rộng hay chỉ tiết hoá kiến thức cần nắm vững

1.5.2 Phát triển năng lực GQVĐ trong hoạt động giải BT của HS

1.5.2.1 Khái niệm về năng lực

Năng lực là những thuộc tính tâm lý cá nhân, mỗi cá nhân có thể tự mình hoàn thành tốt một công việc cụ thể nếu có năng lực về lĩch vực công việc đó

Người có năng lực về một mặt nào đó thì không phải nỗ lực nhiều trong quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn những người khác hoặc có thể vượt qua được những khó khăn mới mà nhiều người khác không vượt qua được [15, tr128]

Sự biểu hiện của năng lực thể hiện ở sự khác biệt giữa các cá nhân về kĩ

năng kĩ xảo khi thực hiện một hoạt động cụ thể Năng lực được hình thành trong quá trình học tập, lao động và giao lưu của các cá nhân

1.5.2.2 Quan hệ giữa giải BTVL với phát triển năng lực GQVĐ Biểu hiện của năng lực GOVĐ trong hoạt động giải BTVL

* Quan hệ giữa giải BTVL với phát triển năng lực GOVĐ

“Vấn để” chỉ những nhiệm vụ nhận thức mà HS không thể giải quyết được chỉ bằng những kinh nghiệm sẵn có, nó đòi hỏi phải có suy nghĩ độc lập

mà kết quả là sau khi giải quyết được vấn đề HS thu nhận được kiến thức và

ki nang mới, hình thành được năng lực mới [ 14, tr.2]

Dé GQVD (chứa đựng câu hỏi về cái mới chưa biết ) cá nhân cần phải

có kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo cần thiết, đồng thời phải tự lực tìm tòi, sáng tạo

để hình thành kĩ năng Kĩ xảo mới

Trong dạy học VL, mỗi BTVL là một vấn đề cần giải quyết Giải BT là một hình thức tự lực giải quyết một vấn đề nào đó được nêu ra trong đề bài

*Biểu hiện của năng lực GQVĐ: Là khả năng xác định chính xác nội dung, yêu cầu của vấn đề cần giải quyết; phát hiện được các điều kiện xuất phát và đích đến của vấn đề; sự không đầy đủ, không thích hợp của những kiến thức, những phương thức hoạt động đã biết để GQVĐ mới; khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng đã có để tìm ra giải pháp thích hợp; khả năng đề xuất được nhiều giải pháp để cùng giải quyết một vấn đề và căn cứ vào nội dung cụ thể của bài toán chọn ra được giải pháp hữu hiệu nhất; khả năng chứng minh được tính xác thực, đáng tin cậy của lời giải cho bài toán; xây dựng chuỗi lập luận chặt chẽ đi từ những dữ kiện ban đầu đến kết luận cuối cùng của lời giải

Sự phát triển năng lực GQVĐÐ khi giải BTVL được biểu hiện như sau [7, tr.21-22]:

- Xác định chính xác vấn đề cần giải quyết, những cái đã cho và những cái phải tìm.

- Nhanh chóng phát hiện ra cái quen thuộc đã biết, cái mới phải tìm trong khi giải BTVL

- Phác thảo, dự kiến con đường chung (giải pháp) có thể có từ đầu đến cuối trước khi tính toán, xây dựng lập luận cụ thể

- Hoàn thành công việc theo từng giải pháp đã dự kiến trong một thời gian ngắn, chọn lựa trong số đó giải pháp tối ưu

- Nhanh chóng qua một số ít bài, tự rút ra sơ đồ định hướng giải các BT cùng loại

1.6 Các hình thức sử dụng BT và hoạt động của GV trong tiết học VU 1.6.1 Các hình thức sử dụng BT

Trong chương trình giáo dục THPT, BTVL được sử dụng chủ yếu trong hai loại tiết học phổ biến về VL là nghiên cứu tài liệu mới và luyện tập giải

1.6.2 Hoạt động của GV trong tiết học VL

* Đối với tiết học nghiên cứu tài liệu mới:

- Căn cứ vào nội dung, đặc điểm kiến thức, GV có thể sử dụng BT để tạo tình huống có vấn đề và hình thành kiến thức mới

Mục đích của BT nhằm hình thành kiến thức mới là giúp HS lĩnh hội được kinh nghiệm mà xã hội đã biết, những vấn đề mà các nhà khoa học đã giải quyết Bản chất của việc hình thành kiến thức mới bằng giải BT là trong mỗi trường hợp phải tạo ra tình huống bắt buộc cho HS độc lập tìm cách giải quyết Những tình huống như vậy không tự nhiên mà đến, việc xây dựng được chúng đòi hỏi GV phải đề ra một hay một hệ thống BT làm cho HS thực sự

cảm thấy một vướng mắc nào đó về lí thuyết hay thực tiễn, hiểu rõ được vấn

đề chủ yếu do GV nêu ra hay diễn đạt vấn đề ấy, mong muốn GQVĐÐ đó và quan trọng hơn cả là BT đó phải có khả năng giải quyết được

- Sau khi hình thành kiến thức mới, GV nêu ra các loại BT thường gặp theo từng kiến thức cụ thể, yêu cầu HS giải một vài BT cơ bản minh họa cho mỗi loại

- Giao BT về nhà, gợi ý cách giải quyết những khó khăn và yêu cầu HS

tự rút ra phương pháp giải từng loại, kiểu BT

Lưu ý: BT hình thành kiến thức mới có chứa vấn đề học tập cần giải quyết, GV nên sử dụng những BT vừa sức HS nhằm lôi cuốn họ muốn tự lực GQVD Mỗi BT phải chứa đựng một yếu tố mới mà để giải nó, HS cần lập luận logic, tìm câu trả lời từ việc quan sát tự nhiên hoặc làm thí nghiệm GV phải chú ý đến nội dung tình huống, cách giải và kết luận để từ đó rút ra kiến thức mới, đồng thời phải đảm bảo thời gian và mục tiêu tiết học

* Đối với tiết học luyện tập giải BT:

- Kiểm tra sự chuẩn bị của HS về lí thuyết, giải BT và các bước giải BT

- Giao BT về nhà và gợi ý hường giải quyết đối với những BT chứa yếu

tố mới hoặc cần sử dụng Kĩ năng toán khó

1.7 Hoạt động của HS trong quá trình tìm kiếm lời giải BTVL

1.7.1 Khi giải BT nhằm hình thành kiến thức mới

BT nhằm hình thành kiến thức mới là BT giúp HS thu được những tính chất, quy tắc, định luật mới của sự vật, hiện tượng mà họ chưa biết Cái chưa biết có thể không tìm được bằng lập luận logic, tính toán hay tra cứu bảng mà

phải thông qua việc quan sát thiên nhiên, đồng thời phải thực hiện một chuỗi lập luận trung gian, các phương pháp nhận thức khoa học, phương pháp nghiên cứu VL như thực nghiệm, mô hình, tương tự, suy diễn lí thuyết Nhưng

dù áp dụng phương pháp nào, quá trình nghiên cứu của HS đều chứa đựng hai hoạt động sau:

+ Dùng suy luận logic hay biến đổi toán học để đi từ những tính chất

quan hệ bên trong đã biết của sự vật, hiện tượng đến những biểu hiện bên ngoài có thể quan sát, đo lường trong thiên nhiên Loại này giống như dự đoán hiện tượng khi vận dụng kiến thức (trong đó những suy luận chủ yếu thuộc loại diễn dịch) Hoặc ngược lại, từ những điều quan sát được suy ra những tính chất mối quan hệ bên trong của sự vật, hiện tượng (chủ yếu suy luận theo quy

nạp)

+ Quan sát, đo lường để thu thập tài liệu, tìm lời giải đáp ở thiên nhiên Muốn vậy, phải có kiến thức về các phép đo cơ bản và kĩ năng thực hiện chúng ở mức độ cần thiết, biết phân biệt những yếu tố chính, phụ của hiện tượng nghiên cứu Từ những điều quan sát, người giải phải xác định mối quan

hệ nhân quả giữa hiện tượng và bản chất của nó, nghĩa là phải dùng phép quy nạp khoa học

1.7.2 Khi giải BT vận dụng kiến thức

Khi giải một BT vận dụng kiến thức, HS cần phải GQVĐ nêu trong đầu bài bằng kiến thức vốn có của mình Hoạt động của HS trong quá trình giải

BT nhằm vận dụng kiến thức được tiến hành qua những bước sau:

- Nghiên cứu tìm hiểu đề bài: tìm hiểu hiện tượng vật lí, phân tích các thuật ngữ, xác định cái đã cho, cái phải tìm, tóm tắt đầu bài

- Thiết lập mối quan hệ giữa dữ kiện đã cho và cái phải tìm: liên hệ hiện

tượng vật lí đã cho với kiến thức, định luật, định lí và các công thức đã biết;

thông qua các mối liên hệ kể trên, định hướng cách thức đi từ mối quan hệ đó đến kết quả cần tìm.

- Thực hiện các thao tác, kĩ năng toán học để thiết lập mối quan hệ tường minh giữa cái phải tìm và cái đã cho Nhưng nếu không tìm được, phải xuất phát lại từ một mối quan hệ khác giữa cái cho và cái tìm

- Kiểm tra kết quả thu được thông qua việc biện luận kết quả, đối chiếu thực tiễn và thử giải bài tập theo cách khác

1.8 Các kiểu hướng dẫn HS phổ thông giải BTVL

1.8.1 Cơ sở đề ra các kiểu hướng dẫn

- Mục tiêu dạy học của chương, phần, đề tài

- Nội dung cụ thể của bài toán

- Trình độ nhận thức của HS

1.8.2 Các kiểu hướng dẫn HS phổ thông giải BTVL [18, tr.83- 91]

1.8.2.1 Hướng dẫn theo mâu (hướng dẫn angorit)

Hướng dẫn angôrit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả như mong muốn Những hành động này được coi là những hành động sơ cấp, phải được HS hiểu một cách đơn giá và HS đã nắm vững

Kiểu hướng dẫn angôrit không đòi hỏi HS phải tự mình tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện để GQVĐÐ đặt ra mà chỉ đòi hỏi HS chấp hành các hành động đã được GV chỉ ra, cứ theo đó HS sẽ đạt được kết quả, sẽ giải được BT đã cho

Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việc giải BT để xác định một trình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải được BT và phải đảm bảo cho các hành động đó là những hành động sơ cấp với HS, nghĩa là kiểu hướng dẫn này đòi hỏi angôrit giải

BT

Kiểu hướng dẫn angôirit được áp dụng khi cần dạy cho HS phương pháp giải một loại BT điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho HS kỹ năng giải một loại BT xác định nào đó

Kiểu hướng dẫn angôrit có ưu điểm là đảm bảo HS giải được bài toán

một cách chắc chắn giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài toán của HS có hiệu quả Tuy nhiên, nếu chỉ áp dụng kiểu hướng dẫn này thì HS chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo mẫu đã có sắn, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho HS khả năng tìm tòi sáng tạo, sự phát triển tư duy sáng tạo của HS bị hạn chế

Việc truyền đạt cho HS angôrit giải một loại bài toán xác định có thể theo những cách khác nhau Có thể chỉ dẫn cho HS angôrit dưới dạng có sẵn Qua việc giải một vài bài toán mẫu, GV phân tích phương pháp giải và chỉ dẫn cho HS angôrit giải loại bài toán đó rồi cho HS tập áp dụng để giải các bài toán tiếp theo Đối với lớp có đa số HS học lực khá, muốn tăng cường rèn luyện năng lực GQVĐ của HS, có thể lôi cuốn HS tham gia vào quá trình xây dựng angôrit chung để giải loại bài toán đã cho Thông qua việc phân tích những bài toán đầu tiên có thể yêu cầu HS tự vạch ra angôrit giải loại bài toán này rồi áp dụng vào việc giải các bài toán tiếp theo Trong trường hợp lớp có

đa số HS học lực yếu, có thể HS chưa áp dụng được ngay angôrit đã được đưa ra cho HS , thi GV cần đưa ra những bài luyện tập riêng nhằm đảm bảo cho HS nắm vững những hành động sơ cấp, tạo điều kiện cho HS có thể áp dụng được ngay angôrit đã cho

1.8.2.2 Hướng dẫn tìm tìm tòi (Hướng dẫn Ơricfic)

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết, không phải là GV chỉ dẫn cho HS chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu đã có để đi tới kết quả, mà là GV gợi

mở để HS tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ HS vượt qua khó

khăn để giải được BT Đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy HS,

tạo điều kiện để HS tự lực tìm tòi cách giải quyết

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tình trạng GV làm thay HS

trong việc giải BT và đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy của HS, tạo điều kiện cho HS tự lực tìm tòi cách giải quyết Tuy nhiên, với kiểu hướng dẫn

nay không phải bao giờ cũng đảm bảo cho HS giải BT một cách chắc chắn

Do vậy, GV cần có sự hướng dẫn thêm cho HS, nhưng không đưa HS đến chỗ chỉ việc thừa nhận các hành động theo mẫu, đồng thời sự hướng dẫn đó không được quá viển vông, quá chung chung không giúp cho sự định hướng tư duy của HS Nó phải có tác dụng hướng tư duy của HS vào phạm vi cần và có thể tìm tòi, phát hiện cách giải quyết

1.8.2.3 Định hướng khái quát chương trình hóa

Là sự hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS tự tìm tòi cách giải quyết (cũng như kiểu hướng dẫn tìm tòi) Nhưng giúp cho HS ý thức được đường lối khái quát của việc tìm tòi GQVD và sự định hướng được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lí Sự định hướng ban đầu đòi hỏi quá trình tự lực tìm tòi, giải quyết của HS Nếu HS không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp

theo của GV 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 phải tìm tòi, giải quyết cho vừa sức với HS Nếu HS vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi,

giải quyết thì chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu dé đảm bảo cho HS

hoàn thành được yêu cầu của một bước, sau đó tiếp tục yêu cầu HS tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo Nếu cần GV lại giúp đỡ thêm, cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài toán của HS, nhằm giúp cho HS tự giải được bài toán đã cho, đồng thời dạy cho HS cách suy nghĩ trong quá trình giải bài toán

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là dạy cho HS cách suy nghĩ trong

quá trình giải BT, đảm bảo cho HS giải được bài toán đã cho Tuy nhiên, đòi hỏi GV phải theo sát tiến trình hoạt động giải BT của HS, không thể chỉ dựa

vào những lời hướng dẫn có thể soạn sắn, mà phải kết hợp việc định hướng với

việc kiểm tra kết quả hoạt động của HS để điều chỉnh sự giúp đỡ thích ứng

với trình độ của HS

1.9 Thực trạng dạy học giải BTVL chương Hạí nhân nguyên tử trong chương trình VL lớp 12 Ban KHTN ở một số trường THPT thuộc tỉnh Hà Nam

1.9.1 Mục đích điều tra: Nắm bắt được thực trạng dạy học giải BTVL nói chung và giải BTVL chương “Hạt nhân nguyên tử” nói riêng

1.9.2 Nội dung điều tra: Quan niệm của GV về BTVL, phân loại và sử dụng

hệ thống BTVL, thời lượng và cách hướng dẫn HS giải BTVL chương “Hạt nhân nguyên tử”

1.9.3 Phương pháp điều tra: Dự giờ, trao đổi với GV VL về cách sử dụng hệ thống BTVL, trò chuyện và xem xét vở của HS; Sử dụng phiếu điều tra đối với

GV VL

1.9.4 Đối tượng điều tra: GV VL và HS lớp 12 ở một số trường THPT thuộc tỉnh Hà Nam

1.9.5 Kết qủa điều tra:

- Thời lượng GV dành cho hướng dẫn HS giải BTVL ở cuối mỗi tiết lý thuyết quá ít (3+5 phút, cá biệt có tiết học GV không có đủ thời gian dành cho hoạt động này)

- GV thường sử dụng BT trong sách giáo khoa, sách BTVL và một số sách tham khảo Mục đích sử dụng mỗi BT không được xác định rõ ràng, sử dụng khong day đủ các dạng BT về kiến thức cơ bản của chương, phần Hình thức phân loại BT chủ yếu là theo nội dung bài học Cách thức hướng dẫn chủ yếu

là giải BT mẫu Vì vậy, khả năng liên hệ kiến thức của HS trong các bài toán

VL rất hạn chế, khi gặp những BT có yếu tố mới, hầu như HS không thể xây dựng được sơ đồ định hướng giải.

- Trong quá trình GV hướng dẫn giải BT trên bảng, nhiều HS không tích cực theo đối mà chủ yếu là ghi chép một cách máy móc Khi yêu cầu giải thích bản chất VL thì số HS này gặp nhiều khó khăn

* Trong quá trình học giải BT chương “Hạt nhân nguyên tử”, HS gặp các khó khăn chủ yếu và mắc các sai lâm phổ biến sau:

- Có sự nhầm lẫn giữa khái niệm khối lượng nguyên tử và khối lượng hạt nhân khi giải BT xác định các đặc trưng của hạt nhân nguyên tử ( bỏ qua sự có mặt của Z elêctron trong nguyên tử)

- Không giải được BT xác định kích thước và khối lượng hạt nhân

- Không nhớ được đơn vị và bản chất đơn vị năng lượng liên kết riêng

- Quan niệm năng lượng liên kết chính là độ hụt khối vì khi cần tính năng lượng liên kết Wụ.= Am 931MeV trong đó Am có đơn vị là u

- Khi giải BT có sử dụng công thức chứa hằng số phóng xạ và nhân tố e“

hay e ”””, HS thường quên đổi t & T về cùng đơn vị

- Sử dụng các công thức chứa e*' hoặc 27 không phù hợp khi T có giá trị nguyên (bán nguyên) hoặc ngược lại

- Nhầm lẫn khi xác định lượng chất đã bị phân rã và lượng chất còn lại sau thời gian phân rã t

- Không xác định đầy đủ các thành phần trong biểu thức định luật bảo toàn năng lượng toàn phần

- Đối với loại bài toán xác định vận tốc các hạt trước và sau phản ứng, HS thường mắc hai sai lầm phổ biến là: không áp dụng quy tắc cộng véctơ khi vận dụng định luật bảo toàn động lượng; không viết đúng biểu thức định luật bảo toàn năng lượng toàn phần vì không viết đây đủ các thành phần năng lượng của các hạt tham gia phản ứng, thường bỏ qua thành phần động năng của các hạt trước và sau phản ứng

- Khi giải BT xác định năng lượng phản ứng hạt nhân (phản ứng tỏa hay thu năng lượng?) HS lúng túng vì không đồng nhất được hiện tượng hụt khối khi các nuclon độc lập tạo thành hạt nhân và độ hụt khối khi phản ứng hạt nhân (hoặc phóng xạ) tạo ra các hạt nhân mới

- Không hiểu đầy đủ ý nghĩa đơn vị độ phóng xạ, nhầm lẫn đơn vị Bq và C¡ khi giải BT về độ phóng xạ

- Đối với bài toán về nhà máy điện hạt nhân HS chưa nhận thức được tầm quan trọng của năng lượng hạt nhân, thiếu sự so sánh định lượng giữa năng lượng hạt nhân và các dạng năng lượng khác Mặt khác, loại bài toán này dùng một số kiến thức đã học từ lớp 10 như công suất, hiệu suất nên đa số HS không nhớ kiến thức đó, có sự nhầm lẫn công suất của nhà máy là công suất toàn phần, không đổi đơn vị năng lượng từ MeV sang Jun, đồng thời GV chưa

có sự hướng dẫn phù hợp, vì vậy gặp khó khăn khi giải.

TỔNG KẾT CHƯƠNG 1

Trong chương này, chúng tôi đã trình bày các vấn đề cơ sở lí luận và thực tiễn khi xây dựng hệ thống BT chương “Hạt nhân nguyên tử” lớp 12 Ban KHTN:

- Quan niém vé BTVL

- Tác dụng của BTVL cũng như các cách phổ biến phân loại BTVL

- Nguyên tác lựa chọn hệ thống BT cho một chương, phần trong chương trình

VL phổ thông và các kiểu hướng dẫn HS phổ thông giải BTVL

- Hoạt động của GV và HS trong các tiết học về vật lí, nêu được quan hệ giữa

giải BTVL với sự nắm vững kiến thức và phát triển năng lực GQVĐ, biểu hiện

của năng lực GQVĐ trong hoạt động giải BTVL

- Thực trạng dạy học giải bài tập VL nói chung và BT chương “Hạt nhân nguyên tử” Ban KHTN nói riêng ở một số trường THPT tại tỉnh Hà Nam Từ

đó phát hiện ra những khó khăn chủ yếu, sai lầm phổ biến mà HS hay gặp phải trong học tập chương này

Dựa vào những cơ sở lí luận, thực tiễn trên và việc xác định mục tiêu dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử”, chúng tôi sẽ xây dựng hệ thống BT cho việc dạy học chương này và đề ra cách hướng dẫn HS giải nó nhằm giúp

HS nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực GQVĐ

CHƯƠNG 2:

XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HS LỚP 12 BAN KHTN GIẢI HỆ

THỐNG BT CHƯƠNG “HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

2.1 Vị trí, nhiệm vụ và thời lượng dạy học chương Hạt nhân nguyên

tử

2.1.1 Vị trí của chương Hạt nhân nguyên tử

Là chương thứ IX trong chương trình VL 12 THPT — Ban KHTN 2.1.2 Nhiệm vụ của chương Hạt nhân nguyên tử

Nhiệm vụ chính của chương là đề cập đến những đặc trưng quan trọng nhất của hạt nhân Đó là về cấu tạo hạt nhân, hiện tượng phóng xạ và phản ứng hạt nhân Ứng dụng của các kiến thức này rất quan trọng trong khoa học

và kỹ thuật cũng như trong cuộc sống

2.1.3 Thời lượng dạy học chương Hạt nhân nguyên tử

Chương “Hạt nhân nguyên tử” được trình bày trong 06 bài Theo [2] thời lượng dạy học chương này là 12 tiết, trong đó có 03 tiết luyện tập giải BT,

Bai 52.(2 tiét)(86-87 theo PPCT)

Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử Độ hụt khối

Bài 53.(2 tiết) (88-89 theo PPCT) Phóng xạ

Bài 54.(2 tiết) ( 00-01 theo PPCT) Phản ứng hạt nhân

Bài 55.(2 tiết) ( 92-93 theo PPCT) BT về phóng xạ và phản ứng hạt nhân Bài 56.(2 tiết) ( 94-95 theo PPCT) Phản ứng phân hạch

Bài 57.(I tiết) ( 96 theo PPCT) Phản ứng nhiệt hạch

Tiết 97 BT

2.2 Cấu trúc chương Hạt nhân nguyên tử

kí của nhân phóng phóng phóng || phân >) nhiét

kích đồng hụt

khối Liên Tia Tia Tia luật bảo toàn lượng kết anpha Bêta Gama

Phản ứng dây chuyên

- Hiện tượng phóng xạ Định luật phóng xạ

- Các quy tắc dịch chuyển Độ phóng xạ Đông vị phóng xạ và ứng dụng

* Phan ứng hạt nhân

- Phản ứng hạt nhân Định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân

- Phản ứng phân hạch Phản ứng dây chuyên

- Phản ứng nhiệt hạch

2.3 Mục tiêu dạy học chương Hạt nhân nguyên tử

Mục tiêu dạy học từng kiến thức cơ bản chương “Hạt nhân nguyên tử” theo chương trình, sách giáo khoa VL lớp 12 nâng cao

2.3.1 Về kiến thức

2.3.1.1 Nêu được cấu tạo hạt nhân

- Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ gọi là nuclon

- Có 2 loại nuclon: prôfon, kí hiệu p, khối lượng m,=1,67262.10”kg, qp= te va

notron, ki hiéu n, kh6i luong m,= 1,67493.10°’kg, q,= 0

- Kí hiệu hạt nhân nguyên tử ¿X Trong đó: X là kí hiệu hoá học của nguyên

tố, Z là số prôton có trong hạt nhân, A là số nuclon (A-Z là số nơtron)

2.3.1.2 Nêu được định nghĩa đồng vị và đơn vị khối lượng nguyên tử

- Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôton Z (có cùng vị trí trong bảng tuần hoàn), nhưng có số nơtron N khác nhau

- Khối lượng nguyên tử kí hiệu là u, có trị số bằng 5 khối lượng của đồng vị

cacbon °C; lu = —.———~ g 1, 66055.10 "kg

12 6,0221.102

2.3.1.3 Định nghĩa được lực hạt nhân và nêu được đặc điểm của lực hạt nhân

- Lực hạt nhân là lực hút giữa các nuclon trong hạt nhân, có tác dụng liên kết các nuclon với nhau

- Lực hạt nhân không phụ thuộc vào điện tích của nuclon.

- Lực hạt nhân chỉ có tác dụng khi các nuclon cách nhau một khoảng rất ngắn

Bán kích tác dụng vào khoảng 10 ”m

2.3.1.4.Nêu được độ hụt khối và viết được công thức tính độ hụt khối

- Khối lượng m của hạt nhân /X bao giờ cúng nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclon tạo thành hạt nhân đó một lượng Am =[Z.m, +(4— Z).m,]— m

Am được gọi là độ hụt khối của hạt nhân

2.3.1.5 Định nghĩa được được năng lượng liên kết hạt nhân của hạt nhân và viết được công thức tính năng lượng liên kết của hạt nhân

- Đại lượng W,=Am.cˆ gọi là năng lượng liên kết của hạt nhân, đó là năng lượng cung cấp cho hạt nhân (đứng yên) để tách nó thành các hạt riêng biệt (cũng đứng yên)

2.3.1.6.Nêu được định nghĩa hiện tượng phóng xạ

- Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tỉa phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác

2.3.1.7 Nêu được thành phần và bản chất của các tia phóng xạ

Có 3 loại tia phóng xạ là tia không nhìn thấy được, có những tác dụng như: kích thích một số phản ứng hoá học, ion hoá không khí, làm đen kính ảnh, xuyên thấu lớp vật chất mỏng, phá huỷ tế bào

* Tia a:

- Bản chất: là hạt nhân nguyên tử }He

- Tính chất: phóng ra từ hạt nhân với tốc độ khoảng 2.107m/s, lon hoá mạnh các nguyên tử trên đường đi, mất năng lượng nhanh Chỉ đi được tối đa 8em trong không khí, khả năng đâm xuyên yếu ( không xuyên qua được tờ bìa dày Imm)

- Tính chất: phóng ra từ hạt nhân với tốc độ xấp xỉ vận tốc ánh sáng Làm ion hoá môi trường nhưng yếu hơn tia z Đi được vài mét trong không khí Kha năng đâm xuyên mạnh ( xuyên qua được lá nhôm dày cỡ milimét)

* Tiay:

- Bản chất: là sóng điện từ có bước sóng ngắn

- Tính chất: là hạt phôton có năng lượng cao, khả năng đâm xuyên mạnh hơn

nhiều so với tia z và Ø

Mỗi chất phóng xạ chỉ phát ra một trong ba tia z,/Ø ,Ø' và có thể có tia z kèm theo( trong phân rã øz và Ø, hạt nhân con có thể ở trạng thái kích thích

và giả phóng tia z để trở về trạng thái cơ bản )

2.3.1.8 Phát biểu được định luật phóng xạ và biểu thức của định luật này

- Nội dung định luật phóng xạ: Trong quá trình phân rá, số hạt nhân phóng

xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm số mĩ

- Hệ thức biểu thị định luật: NŒ@)=N,.e”" hay m() = mụe”

2.3.1.9 Định nghĩa được độ phóng xạ và viết được công thức tính độ phóng xạ

- Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời điểm t bằng tích của hằng số phóng xạ với số lượng hạt nhân phóng xạ chứa trong lượng chất đó vào thời điểm t

- Công thức độ phóng xạ: Hạ= 2.N, hay H=H,.e”

2.3.1.10 Nêu được các ứng dụng của đồng vị phóng xạ

Các đồng vị phóng xạ trong tự nhiên hoặc nhân tạo có những ứng dụng rất đa dạng Có thể kể đến 2 ứng dụng quan trọng là:

- Phương pháp nguyên tử đánh dấu nhằm theo dõi sự xâm nhập của các đồng

vị phóng xạ trong cơ thể người bằng thiết bị ghi bức xạ nhằm xác định nhu cầu cơ thể đối với các nguyên tố khác nhau trong từng thời kỳ phát triển và tình trạng bệnh lí các bộ phận của cơ thể khi thừa hoặc thiếu nguyên tố nào đó.

- Phương pháp xác định tuổi mẫu vật theo lượng cacbon 14 trong mẫu dựa trên hiện tượng '*C có mặt trong mọi vật trên Trái Đất, có mật độ không đổi trong khí quyển và bị phân rã với chu kỳ bán rã là 5730 năm

2.3.1.11 Định nghĩa được phản ứng hạt nhân

- Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân

2.3.1.12.Phát biểu được định luật bảo toàn số nuclon (số khối), bảo toàn điện tích, bảo toàn động lượng, bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân và viết được biểu thức của chúng

Xét phản ứng hạt nhân có phương trình tổng quát: Z4+ ¿8= ZC+ ¿'D

- Định luật bảo toàn số nuclon: Trong phản ứg hạt nhân, tổng số nuclon của

các hạt tương tác bằng tổng số nuclon của các hạt sản phẩm

- Định luật bảo toàn động lượng: Véctơ tổng động lượng của các hạt tương tác

bằng véctơ tổng động lượng của các hạt sản phẩm

Mav, +Mgv, = Mer + Mpv, 2.3.1.13.Định nghĩa được phản ứng phân hạch là gì và viết được phương trình

ví dụ về phản ứng này Định nghĩa được phản ứng dây chuyên và điều kiện để xảy ra phản ứng

- Phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó các hạt hân rất nặng hấp thụ thêm một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân có số khối trung bình

2.3.1.14 .Định nghĩa được phản ứng nhiệt hạch, viết được phương trình ví dụ

và điều kiện để xảy ra phản ứng phản ứng này

- Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng trong đó các hạt nhân nhẹ kết hợp với nhau thành một hạt nhân nặng hơn

Vidu: }H+7H > 3H+ jn

- Điều kiện xảy ra phản ứng nhiệt hạch: phản ứng xảy ra ở nhiệt độ rất cao

(khoảng 107K+ 10°K) Ngoài ra, mật độ hạt nhân n phải đủ lớn và thời gian

duy trì nhiệt độ cao phải đủ dài

2.3.2 Về kĩ năng

- Tìm được các đại lượng đặc trưng của hạt nhân nguyên tử

- Tìm được lượng chất phóng xạ, số nguyên tử (hay số hạt nhân), độ phóng xạ

- Tìm được chu kì bán rã (hay bằng số phóng xạ) và thời gian phân rã (hay thời gian tồn tại của một mẫu phóng xạ)

- Viết được phương trình phản ứng hạt nhân Tìm vận tốc các hạt và xác định năng lượng trong phản ứng hạt nhân

- Tìm được lượng nhiên liệu cần sử dụng trong nhà máy điện hạt nhân và các đại lượng liên quan

2.4 Xây dựng hệ thống BT chương Hạt nhân nguyên tử trong chương trình VL lớp 12 Ban KHTN

Căn cứ vào cơ sở lí luận và thực tiễn, cấu trúc, mục tiêu, thời lượng dạy học và tiến trình dạy học nội dung kiến thức của chương “Hạt nhân nguyên tử” , chúng tôi phân BT chương này thành 5 loại cơ bản và đề ra cách giải từng loại

2.4.1 Phân loại BT

* Dạng 1: Tìm các đại lượng đặc trưng của hạt nhân nguyên tử

* Dạng 2 Tính lượng chất phóng xạ, số nguyên tử (hay số hạt nhân), độ phóng xạ

* Dang 3 Tinh chu kì bán rã (hay bằng số phóng xạ) và thời gian phân rã (hay thời gian tôn tại của một mẫu phóng xạ)

* Dạng 4: Viết phương trình phản ứng hạt nhân Xác định vận tốc các hạt và năng lượng trong phản ứng hạt nhân

* Dạng 5 Tính lượng nhiên liệu cần sử dụng trong nhà máy điện hạt nhân và các đại lượng liên quan

2.4.2 Phương pháp giải từng loại:

2.4.2.1 Dang L: Từm các đại lượng đặc trưng của hạt nhân nguyên tử

a Tìm số prôton , số nơtron

* Bước l: Viết dạng kí hiệu hạt nhân nguyên tử ZX

* Bước 2: Từ kí hiệu hạt nhân nguyên tử

= Hạt nhân có : Z prôtôn & (A-Z) nơtron

Lưu ý: Trường hợp bài toán yêu cầu xác định số prôton hay nơtron trong m (gam) ¿X là bao nhiêu cần sử dụng công thức xác định số hạt nhân ( đúng bằng số nguyên tử) có trong m (gam) chất:

ve” —N

M A