BO GIAO DUC VA DAO TAO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM HA NOI 2
NGUYEN VAN THANG
PHÂN LOẠI, LỰA CHỌN HỆ THỐNG BÀI TẬP THI NGHIEM VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN
HƯỚNG DẪN GIẢI KHI DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC
CHƯƠNG “ĐIỆN TỪ HỌC” VẬT LÍ LểP 9 THCS
NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC VÀ RẩN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ở NGƯỜI HỌC
Chuyờn ngành : Lý luận và phương phỏp dạy học bộ mụn Vật lý Mó số : 60 14 10
LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
PGS TS Đễ HƯƠNG TRÀ
HÀ NỘI, 2009
Trang 2Loi cam ou
Fae gid ludu van xin chau thanh cam ou Ban giam hiộu, phong Sau Dai hoc, Ban cha uhiộm Khoa Oột lớ oà cỏc thầu cụ giỏo trong tổ
bộ tụn Dhuong phỏp giảug dạu trường Dai hoc Su pham Fa Vi 2 cang thay va trộ trabng FIOCS Fhach Da - Mộ Linh - F6a VGi dộ tao điều kiện cho tụi trong suốt qua trinh hoe tap oà nghiờn cứu
Tae gid xin bay to ling biột on sau ste t6t DGS .TS DE Fouong Gea da tan tinh hướng dẫn, động oiờn, giỳp đố tỏc giỏ trong suột thot gian nghiộn adiu va hoan thanh ludu van
Quối cựng, tỏc gia xin bay tộ long biết ơu đối oới gia dinh, ban bộ
Trang 3LOI CAM DOAN
Tụi xin cam đoan day là cụng trỡnh nghiờn cứu của riờng tụi Cỏc số liệu, kết qua điều tra trong luận văn là trung thực và chưa từng cụng bố ở trong bất kỡ cụng trỡnh nào khỏc
Nếu sai tụi hoàn toàn chịu trỏch nhiệm
Hà Nội, ngày 20 thỏng 09 năm 2009
Tỏc giả luận văn
Trang 4MUC LUC Mở đầu 1 Lớ do chon dộ tai 2 Mục đớch nghiờn cứu 3 Nhiệm vụ nghiờn cứu
4 Đối tượng và phạm vi nghiờn cứu
5 Phương phỏp nghiờn cứu
6 Giả thuyết khoa học
Nội dung
Chương 1: Cơ sở lý luận
1.1 Bản chất của hoạt động dạy và hoạt động học
1.1.1 Bản chất của hoạt động dạy 1.1.2 Bản chất của hoạt động học 1.1.3 Cấu trỳc của hoạt động dạy học
1.1.4 Hệ tương tỏc dạy học
1.2 Bản chất hoạt động nhận thức vật lớ
1.2.1 Con đường nhận thức vật lớ
1.2.2 Bản chất hoạt động nhận thức vật lớ ở trường phổ thụng
1.3 Phỏt triển tư duy của HS trong dạy học vật lớ
1.3.1 Tư duy là gỡ?
1.3.2 Cỏc biện phỏp phỏt triển tư duy của HS
1.3.3 Phỏt triển tư duy với việc phỏt huy tớnh tớch cực, tự lực của HS
1.4 Bài tập vật lý
1.4.1 Bài tập vật lý là gỡ?
1.4.2 Vai trũ và tỏc dụng của bài tập vật lý
1.4.3 Phõn loại bài tập vật lý
1.4.3.1 Phõn loại bài tập vật lý theo nội dung
1.4.3.2 Phõn loại theo cỏc phương thức giải
1.4.3.3 Phõn loại theo yờu cầu luyện tập kỹ năng, phỏt triển tư
Trang 5
duy cho hoc sinh trong qua trinh day hoc
1.5 Phương phỏp giải bài tập vat lý 1.5.1 Tư duy giải bài tập vật lý
1.5.2 Cỏc bước chung của việc giải bài tập vật lý
1.6 Phương phỏp hướng dẫn giải bài tập thớ nghiệm
1.7 Phương phỏp chung để giải bài tập thớ nghiệm phần Điện từ
1.7.1 Loại bài tập trả lời cõu hỏi “tại sao”? 1.7.2 Loại bài tập trả lời cõu hỏi “làm thế nào”? 1.8 Cỏc kiểu hướng dẫn học sinh trong giải bài tập vật lý
1.8.1 Hướng dẫn theo mẫu 1.8.2 Hướng dẫn tỡm tũi
1.8.3 Định hướng khỏi quỏt chương trỡnh hoỏ
Kết luận chương 1
Chương 2: Phõn loại, lựa chọn hệ thống bài tập thớ nghiệm về một số
kiến thức chương “Điện từ học” và xõy dựng phương ỏn hướng dẫn
giải
2.1 Phõn tớch nội dung kiến thức vật lý
2.1.1 Nội dung kiến thức khoa học
2.1.2 Kiến thức trỡnh bày trong sỏch giỏo khoa
2.1.2.1 Ở cấp trung học phổ thụng
2.1.2.2 Ở cấp trung học cơ sở
2.2 Tỡm hiểu thực tế dạy học chương “Điện từ học” và việc sử dụng bài tập thớ nghiệm ở trường THCS
2.2.1 Mục đớch điều tra 2.2.2 Phương phỏp điề tra 2.2.3 Kết quả điều tra
2.2.4 Những khú khăn, sai lầm của học sinh khi giải bài tập chương “Điện từ học”
2.2.5 Nguyờn nhõn của những sai lõm
Trang 6
2.2.6 Đề xuất biện phỏp khắc phục những khú khan, sai lầm của
học sinh
2 3 Phõn loại bài tập phần Điện từ
2.4 Soạn thảo hệ thống bài tập thớ nghiệm chương “Điện từ học” Vật lớ 9
2.5 Dự kiến sử dụng hệ thống bài tập chương “Điện từ học” Vật lớ 9 2.6 Phương phỏp hướng dẫn giải bài tập thớ nghiệm phần điện từ
2.6.1 Loại bài tập trả lời cõu hỏi “tại sao”? 2.6.2 Loại bài tập trả lời cõu hỏi “làm thế nào”?
2.7 Soạn thảo nội dung tổ chức dạy học một số bài tập thớ nghiệm chương “ Điện từ học” lớp 9 THCS
Kết luận chương 2
Chương 3 Thực nghiệm sư phạm
3.1 Mục đớch thực nghiệm
3.2 Đối tượng thực nghiệm
3.3 Thời gian thực nghiệm
3.4 Những khú khăn gặp phải khi tiến hành thực nghiệm sư phạm
3.5 Phương phỏp thực nghiệm
3.6 Kết quả thực nghiệm
3.6.1 Phõn tớch diễn biến giờ học thực nghiệm theo tiến trỡnh dạy hoc GQVD
3.6.2 Danh gid kột qua thuc nghiộm
3.6.2.1 Đỏnh giỏ định tớnh kết quả thực nghiệm
Trang 7CAC CHU VIET TAT TRONG LUAN VAN
Trung học phổ thụng
Giỏo sư- tiến sĩ
Trung học cơ sở
Giỏo viờn
Học sinh
Giải quyết vấn dộ Nhà xuất bản
Bai tap vat li
Trang 81 Lớ do chọn đề tài
Trong những năm gần đõy, giỏo dục được xỏc định là “quốc sỏch hàng đầu”,
chớnh vỡ vậy mà mục tiờu và phương phỏp giỏo dục phổ thụng đó cú nhiều đổi mới
Nghi quyết Trung ương II khoỏ VIH của Đảng cộng sản Việt Nam đó chỉ rừ: “Đổi mới mạnh mẽ phương phỏp giỏo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều
và rốn luyện thành nếp tư duy sỏng tạo của người học, từng bước ỏp dụng cỏc
phương phỏp tiờn tiến, phương tiện dạy học hiện đại vào quỏ trỡnh dạy học, đảm bảo
điều kiện và thời gian tự học, tự nghiờn cứu cho học sinh, nhất là sinh viờn đại học,
phỏt triển mạnh mẽ phong trào tự học, tự đào tạo” [20]
Luật Giỏo dục năm 2005 cũng qui định: “Phương phỏp giỏo dục phổ thụng phải phỏt huy tớnh tớch cực, tự giỏc, chủ động, sỏng tạo của học sinh; phự hợp với đặc điểm của từng lớp học, mụn học; bồi dưỡng phương phỏp tự học, khả năng làm việc theo nhúm; rốn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tỏc động đến tỡnh cảm, đem lại niềm vui, hứng thỳ học tập cho học sinh” [21]
Mụn vật lớ cú vai trũ quan trọng trong việc thực hiện mục tiờu đào tạo của giỏo dục phổ thụng Bậc học trung học cơ sở (THCS) là bậc học đầu tiờn học sinh được tiếp cận với mụn vật lớ Chương trỡnh Vật lớ THCS cú nhiệm vụ cung cấp cho học
sinh một hệ thống kiến thức vật lớ phổ thụng, cơ bản ở trỡnh độ THCS, bước đầu hỡnh
thành ở học sinh những kĩ năng cơ bản như: kĩ năng quan sỏt cỏc hiện tượng và quỏ trỡnh vật lớ để thu thập cỏc thụng tin và dữ liệu cần thiết; kĩ năng phõn tớch, xử lớ cỏc thụng tin và dữ liệu thu được từ quan sỏt hoặc thớ nghiệm; kĩ năng vận dụng kiến
thức để giải thớch cỏc hiện tượng vật lớ, để giải cỏc bài tập vật lớ cũng như để giải quyết một số vấn để của cuộc sống; kĩ năng đề xuất cỏc dự đoỏn về cỏc mối liờn hệ hay bản chất của cỏc hiện tượng vật lớ và cỏc quỏ trỡnh vật lớ được quan sỏt, khả năng đề xuất cỏc phương ỏn thớ nghiệm để kiểm tra dự đoỏn đó đề ra; kĩ năng diễn đạt rừ ràng, chớnh xỏc bằng ngụn ngữ vật lớ, bằng biểu bảng, bằng đồ thị nhằm gúp phần
hỡnh thành ở họ cỏc năng lực nhận thức và cỏc phẩm chất, nhõn cỏch mà mục tiờu
giỏo dục THCS da dộ ra
Trang 9được mở rộng, phỏt triển và đi sõu hơn và mức độ định lượng của nội dung chương
trỡnh cũng tăng lờn
Chương trỡnh vật lớ lớp 9 thuộc vũng hai của chương trỡnh vật lớ THCS Chương,
trỡnh Vật lớ lớp 9 cú vị trớ đặc biệt quan trọng vỡ lớp 9 là lớp kết thỳc cấp học THCS
và do đú, nú cú nhiệm vụ thực hiện trọn vẹn cỏc mục tiờu về kiến thức và kĩ năng đó qui định chớnh thức trong chương trỡnh vật lớ cấp THCS Chương trỡnh Vật lớ 9 gồm
bốn chương, trong đú cú phần Điện từ học Kiến thức ở phần này nhiều và tương đối khú đối với học sinh THCS Do vậy, việc giải được cỏc bài tập ở phần này đũi hỏi những yờu cầu cao hơn ở học sinh về kiến thức cũng như kĩ năng, trong khi đú học sinh mới chỉ bước đầu làm quen với việc tớnh toỏn định lượng và lập luận phức tạp,
do đú việc giải cỏc bài toỏn cũn gặp nhiều khú khăn Mặt khỏc số giờ bài tập được
học trờn lớp ớt dẫn đến việc rốn kĩ năng giải bài tập nhằm củng cố kiến thức cho học sinh cũn bị hạn chế
Trong thực tế dạy học vật lớ, để nõng cao chất lượng học tập và bồi dưỡng cho học sinh năng lực tự lực giải quyết vấn đề cú thể bằng nhiều phương phỏp khỏc nhau Giải bài tập vật lớ cú tỏc dụng tớch cực đến việc củng cố, đào sõu, mở rộng kiến thức, hoàn thiện kiến thức lớ thuyết, hoặc cú thể dẫn đến việc xõy dựng kiến
thức mới và rốn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, gúp phần giỏo dục kĩ thuật tổng hợp, hướng nghiệp, giỳp làm sỏng tỏ mối quan hệ giữa
kiến thức lớ thuyết và thực tiễn, rốn cho học sinh tớnh tự lực, sỏng tạo và phỏt triển tư duy người học Giải bài tập vật lớ cũn là phương tiện cú hiệu quả để kiểm tra, rốn luyện Kĩ năng, kĩ xảo của học sinh Do đú, việc rốn kĩ năng giải bài tập vật lớ cho học sinh là rất cần thiết
Trong hệ thống bài tập vật lớ thỡ loại bài tập thớ nghiệm cú vai trũ hết sức quan
trọng đối với việc rốn kĩ năng và phỏt triển tư duy ở người học Tuy nhiờn, trong dạy học, loại hệ thống bài tập này chưa thực sự được quan tõm đỳng mức và học sinh
gặp nhiều khú khăn khi giải loại bài tập thớ nghiệm Vỡ cỏc tỏc dụng về nhiều mặt
của bài tập vật lớ núi chung, bài tập thớ nghiệm núi riờng, mà trước đõy đó cú cỏc nghiờn cứu về việc phõn loại, tổ chức dạy học bài tập thớ nghiệm phần “Từ trường và
cảm ứng điện từ” nhưng chủ yếu là ở bậc THPT Việc phõn loại, lựa chọn hệ thống bài tập thớ nghiệm, xõy dựng phương phỏp hướng dẫn giải bài tập thớ nghiệm một số kiến thức chương “Điện từ học” lớp 9 THCS thỡ chưa cú tỏc giả nào nghiờn cứu
Từ những lớ do trờn với mong muốn giỳp học sinh củng cố kiến thức, đồng thời
rốn kĩ năng giải bài tập vật lớ cho học sinh chỳng tụi chọn đề tài: Phõn loại, lựa chọn
Trang 10một số kiến thức chương “Diộn tir hoc” vat li lộp 9 THCS nham phỏt huy tớnh tớch
cực, tự lực và rốn năng lực giải quyết vấn đề ở người học 2 Mục đớch nghiờn cứu
Dựa trờn việc phõn tớch nội dung kiến thức chương “Điện từ học” cũng như dựa trờn mục tiờu kiến thức và kĩ năng cần đạt được, thực hiện việc phõn loại, lựa
chọn hệ thống bài tập thớ nghiệm và xõy dựng phương ỏn hướng dẫn học sinh giải bài tập khi dạy học kiến thức Điện từ ở lớp 9 THCS, nhằm phỏt huy tớnh tớch cực ở người học và rốn năng lực giải quyết vấn đề
3 Nhiệm vụ nghiờn cứu
- Nghiờn cứu quan điểm dạy học hiện đại nhằm phỏt huy tớnh tớch cực, chủ
động, sỏng tạo của người học
- Nghiờn cứu vai trũ của thớ nghiệm trong dạy học vật lớ
- Nghiờn cứu vai trũ của bài tập núi chung, bài tập thớ nghiệm núi riờng, lựa chọn và
phõn loại hệ thống bài tập
- Nghiờn cứu vai trũ tổ chức, định hướng của giỏo viờn khi hướng dẫn giải bài tập - Nghiờn cứu cỏc tài liệu đề cập đến nội dung kiến thức chương “Điện từ học” trong
chương trỡnh vật lf 9 THCS
- Xỏc định nội dung kiến thức chương “Điện từ học” vật lớ 9 THCS
- Điều tra việc dạy học nhằm sơ bộ đỏnh giỏ thực tế dạy học chương “Điện từ học”
lớp 9 THCS và việc sử dụng bài tập thớ nghiệm trong dạy học
- Phõn loại, lựa chọn hệ thống bài tập và thiết kế phương ỏn hướng dẫn giải bài tập thớ nghiệm ở một số kiến thức chương “Điện từ học” lớp 9 THCS
- Thực nghiệm sư phạm để đỏnh giỏ tớnh khả thi của hệ thống bài tập và cỏc phương
ỏn dạy học đó thiết kế
4 Đối tượng và phạm vi nghiờn cứu - Đối tượng nghiờn cứu
Nội dung kiến thức chương “Điện từ học” ở lớp 9 THCS
Hoạt động dạy học của giỏo viờn và học sinh trong quỏ trỡnh dạy học chương “Điện từ học” lớp 9 THCS trong đú nhấn mạnh đến cỏc hoạt động dạy học về bài tập thớ nghiệm
- Phạm vi nghiờn cứu:
Nghiờn cứu thực hiện trờn đối tượng học sinh thuộc địa bàn khu vực nụng thụn
(Trường THCS Thạch Đà — Mờ Linh — Hà Nội )
Trang 11- Nghiờn cứu lớ luận:
Nghiờn cứu cỏc quan điểm dạy học hiện đại nhằm phỏt huy tớnh tớch cực, chủ động, sỏng tạo của người học
Nghiờn cứu vai trũ của bài tập núi chung, bài tập thớ nghiệm núi riờng, việc
lựa chọn và phõn loại hệ thống bài tập
Nghiờn cứu vai trũ tổ chức, định hướng của giỏo viờn khi hướng dẫn giải bài
tập
Nghiờn cứu nội dung kiến thức chương “Điện từ học” trong chương trỡnh vật
lớ 9 THCS
Phõn loại, lựa chọn hệ thống bài tập và thiết kế phương ỏn hướng dẫn giải bài tập thớ nghiệm lớp 9 THCS
- Phương phỏp điều tra:
Điều tra việc dạy học nhằm sơ bộ đỏnh giỏ thực tế dạy học chương “Điện từ học” lớp 9 THCS và việc sử dụng bài tập thớ nghiệm trong dạy học
- Thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm sư phạm để đỏnh giỏ tớnh khả thi của hệ thống bài tập và cỏc phương ỏn dạy học đó thiết kế
6 Giả thuyết khoa học
Nếu phõn loại và lựa chọn được hệ thống bài tập thớ nghiệm thớch đỏng và xõy dựng phương ỏn hướng dẫn giải hợp lớ dựa trờn việc phõn tớch nội dung kiến thức và mục tiờu phỏt triển kiến thức và kĩ năng khi dạy học một số kiến thức chương “Điện từ
học” vật lớ lớp 9 THCS thỡ cú thể rốn cho học sinh Kĩ năng giải bài tập thớ nghiệm qua đú phỏt huy tớnh tớch cực, tự lực cũng như phỏt triển ở học sinh năng lực giải
Trang 12NOI DUNG
CHUONG 1 CƠ SỞ Lí LUẬN
1.1 Ban chất của hoạt động dạy và hoạt động học 1.1.1 Bản chất của hoạt động dạy
Cú nhiều quan điểm về hoạt động dạy cũng như hoạt động học nhưng cú thể
hiểu hoạt động dạy là một hoạt động của thầy tổ chức, điều khiển hoạt động của trũ
nhằm giỳp họ lĩnh hội nờn văn húa xó hội, tạo ra sự phỏt triển tõm lớ, hỡnh thành
nhõn cỏch
- _ Đặc điểm của hoạt động dạy:
+ Dạy học là một hoạt động chuyờn biệt mà xó hội giao cho thầy để dạy cho trẻ
những kiến thức khoa học (chứ khụng phải kiến thức kinh nghiệm)
+ Trong hoạt động dạy, chức năng của thầy khụng phải tạo ra tri thức mới (vỡ tri
thức mới này đó được nhõn loại sỏng tạo ra), cũng khụng làm tỏi tạo tri thức cũ mà
nhiệm vụ chủ yếu, nhiệm vụ đặc trưng là tổ chức quỏ trỡnh tỏi tạo ở trẻ Người thầy phải coi những tri thức đú như là phương tiện, vật liệu để tổ chức, định hướng người
học sản sinh ra những tri thức đú lần thứ hai cho bản thõn mỡnh, thụng qua đú tạo ra sự phỏt triển tõm lớ ở HS Do vậy quỏ trỡnh này sẽ đạt hiệu quả cao nếu người học ý
thức được đối tượng cần chiếm lĩnh và biết cỏch chiếm lĩnh đối tượng đú
+ Để tiến hành hoạt động dạy cú hiệu quả đũi hỏi người thầy phải cú những phẩm chất và năng lực cần thiết Quỏ trỡnh thay chỉ đạo, định hướng hoạt động học của trũ phải phự hợp với con đường biện chứng của sự hỡnh thành, phỏt triển và hoàn
thiện của hành động (được xem xột theo cỏc tham số: cấp độ hỡnh thức, mức khỏi quỏt, mức thu gọn, mức tự động hoỏ của hành động)
1.1.2 Bản chất của hoạt động học
- Hoat dong hoc là hoạt động đặc thự của con người được điều khiển bởi mục đớch tự giỏc là lĩnh hội tri thức, kĩ năng, kĩ xảo mới, những hỡnh thức hành vi và
những hoạt động nhất định Hoạt động học chỉ cú thể thực hiện ở trỡnh độ khi mà con người cú khả năng điều chỉnh những hoạt động của mỡnh bởi mục đớch đó được ý thức
- Đặc điểm của hoạt động học:
Trang 13làm thay đổi đối tượng thỡ hoạt động học lại làm cho chớnh chủ thể thay đổi và phỏt
triển; trong khi cỏc hoạt động khỏc làm thay đổi đối tượng thỡ đối tượng của hoạt
động học là tri thức, kĩ năng, kĩ xảo lại khụng thay đổi
+ Hoạt động học là hoạt động được điều khiển một cỏch cú ý thức nhằm tiếp thu tri
thức, kĩ năng, Kĩ xảo Ngoài ra hoạt động học cũn hướng vào phương phỏp tiếp thu
tri thức, Kĩ năng, kĩ xảo đú
Với những phõn tớch ở trờn ta nhận thấy khụng thể tỏch biệt giữa hoạt động dạy và hoạt động học Nếu học là hoạt động HS xõy dựng kiến thức cho bản thõn và vận dụng kiến thức của mỡnh, thỡ dạy học là dạy hành động (hành động chiếm lĩnh tri
thức và vận dụng tri thức) và do đú, trong dạy học GV cần tổ chức cỏc tỡnh huống
học tập đũi hỏi sự thớch ứng của HS để qua đú HS chiếm lĩnh được tri thức, đồng thời
phỏt triển trớ tuệ và nhõn cỏch toàn điện của mỡnh [16]
1.1.3 Cấu trỳc của hoạt động dạy học
Cũng giống như cỏc hoạt động khỏc, hoạt động dạy học cũng được cấu thành bởi
mặt Kĩ thuật (hoạt động — hành động — thao tỏc) và mặt tõm lớ (động cơ - mục đớch — phương tiện)
Sự tỏc động qua lại giữa cỏc đơn vị thao tỏc của hoạt động từ phớa chủ thể và nội dung đối tượng từ phớa khỏch thể tạo nờn sự vận hành và đưa đến sản phẩm của hoạt
động Điều đú được thể hiện qua sơ đồ cấu trỳc vĩ mụ về hoạt động của A.N Leonchiev như sau:
Hoạt động Động cơ Hành động Mục đớch
Thao tỏc „|_ Điều kiện,
phương tiện
Hỡnh 1.1: Cấu trỳc chung của hoạt động [20]
Cú thể hiểu sơ đồ trờn như sau:
-_ Chủ thể (là GV trong hoạt động dạy và HS trong hoạt động học) bằng hoạ
động của mỡnh tỏc động vào đối rượng (tri thức, kĩ năng, kĩ xảo trong hoạt động dạy
học), nhưng chớnh những đặc điểm thuộc tớnh của đối tượng lại quay trở lại tỏc động
Trang 14- Hoạt động diễn ra bằng một hệ thống lụgớc cỏc hành động, cỏc hành động lại được thực hiện một cỏch cú hệ thống cỏc /hao rỏc cần thiết
- Hoạt động luụn hướng vào động cơ Động cơ này nằm trong đối tượng tỏc
động, đú là cỏi chủ thể cần chiếm lĩnh từ phớa khỏch thể để làm ra sản phẩm của
mỡnh trong thế giới khỏch quan Động cơ chớnh là mục đớch cuối cựng, mục đớch
cao nhất mà hoạt động hướng vào Khi động cơ đó được hỡnh thành ở chủ thể thỡ nú sẽ tỏc động trở lại quyết định cỏc hoạt động của chủ thể Trong quỏ trỡnh dạy học, người GV bằng sự khộo lộo đưa vào cỏc tỡnh huống học tập cú vấn đề để HS nhận ra vấn để và cú nhu cầu giải quyết vấn đề tức là đó hỡnh thành ở họ động cơ và với động cơ đú HS sẽ suy nghĩ đề xuất giải phỏp tức là quyết định cỏc hoạt động cụ thể
-_ Động cơ chớnh là mục đớch chung được thể hiện bằng cỏc mục đớch cụ thể
Mục đớch bộ phận (là cỏc mục đớch mà cỏc hành động nhằm đạt tới)
- Để đạt được mục đớch chủ thể cần phải sử dụng cỏc điều kiện và phương tiện (vốn tri thức, kĩ năng, kĩ xảo đó cú, ngụn ngữ và cỏc phương tiờn vật chất khỏc)
Tuỳ theo cỏc phương tiện khỏc nhau mà thực hiện cỏc thao tỏc khỏc nhau để thực hiện hành động đạt mục đớch
- _ Cuối cựng, sự tỏc động qua lại giữa cỏc đơn vị thao tỏc ở trờn sẽ tạo nờn sản phẩm của hoạt động cả về phớa khỏch thể và chủ thể - “sản phẩm kộp”
Cỏc mối quan hệ trờn khụng sẵn cú mà nảy sinh trong sự vận động của hoạt
động học [20]
1.1.4 Hệ tương tỏc dạy học
Trong quỏ trỡnh dạy học luụn diễn ra sự tỏc động qua lại giữa GV, HS và tư liệu của hoạt động dạy học Muốn đạt được hiệu quả cao trong sự vận hành của hệ tương
tỏc này thỡ GV cần tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động của HS theo một chiến lược hợp lớ sao cho HS tự chủ chiếm lĩnh, xõy dựng tri thức cho mỡnh và do đú đồng
thời năng lực trớ tuệ và nhõn cỏch toàn diện của họ từng bước phỏt triển
Trang 15Định hướng
Thớch me Tạo tỡnh huống Cung cấp tư liệu
Tổ chức-~ˆˆˆ Tư liệu hoạt động dạy học Hỡnh 1.2: Hệ tương tỏc dạy học [15]
GV tổ chức tư liệu hoạt động dạy học và qua đú cung cấp tư liệu tạo tỡnh huống
cho hoạt động của HS
Tỏc động trực tiếp của GV tới HS chớnh là sự định hướng của GV đối với hành động học của HS, với tư liệu; là sự định hướng của GV với sự tương tỏc trao đổi giữa HS với nhau và qua đú đồng thời cũn định hướng cả sự cung cấp những thụng tin liờn hệ ngược từ phớa HS cho GV Đú là những thụng tin cần thiết cho sự tổ chức và định hướng của GV với hành động học của HS
Hành động học của HS với tư liệu hoạt động dạy học là sự thớch ứng của HS với
tỡnh huống học tập đồng thời là hành động chiếm lĩnh, xõy dựng tri thức cho bản
thõn mỡnh và sự tương tỏc đú của HS với tư liệu đem lại cho GV những thụng tin
liờn hệ ngược cần thiết cho sự chỉ đạo của GV đối với HS
Tương tỏc trực tiếp giữa HS với nhau và giữa HS với GV là sự trao đổi, tranh luận giữa cỏc cỏ nhõn và nhờ đú từng cỏ nhõn HS tranh thủ sự hỗ trợ xó hội từ phớa GV và tập thể HS trong quỏ trỡnh chiếm lĩnh, xõy dựng tri thức [15, tr.31-32]
1.2 Bản chất hoạt động nhận thức vật lớ
1.2.1 Con đường nhận thức vật lớ
Cũng như cỏc mụn khoa học khỏc con đường nhận thức vật lớ là “Từ trực quan
sinh động đến tư duy trừu tượng, rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn” - như V.I Lờnin đó chỉ rừ Điều này đó được cỏc nhà vật lớ nổi tiếng thể hiện qua chu trỡnh
nhận thức (Chu trỡnh của V.G.Razumopxki hay chu trỡnh của Anhxtanh) Cú thể
diễn tả cỏc chu trỡnh đú như sau: Từ việc khỏi quỏt cỏc sự kiện xuất phỏt, đi đến xõy dựng mụ hỡnh trừu tượng giả định (cú tớnh chất như giả thuyết); từ mụ hỡnh dẫn đến
Trang 16thực nghiệm những hệ quả đú Nếu những kết quả thực nghiệm phự hợp thỡ mụ hỡnh giả thuyết được xỏc nhận là đỳng đắn và trở thành chõn lớ, ngược lại thỡ phải xem lại lớ thuyết, chỉnh lớ lại hoặc thay đổi (tức là đưa ra mụ hỡnh mới) và lặp lại chu trỡnh [14] ro - ' '
Mụ hỡnh giả ' vị Cỏc hệ quả :
định trừu tượng ' id logic '
ri at
' 1
\
KT 4 r==†rr=e=r~e Ơ,
P|
Những sự kiện | | khỏi đầu — tiẻ Thớ nghiệm ' ' „
ma = 4 Hỡnh 1.4: Chu trỡnh nhận thức sỏng tạo theo Anhxtanh
Hỡnh 1.3:Chu trỡnh sỏng tạo khoa hoc theo Razumopxki [14] E: là cỏc dữ kiện; A: là tiền đề rỳt ra trờn
cơ sở E; S,Đ',S” là cỏc hệ quả lụgic rỳt ra
từA [13, tr.26] 1.2.2 Bản chất hoạt động nhận thức vật lớ ở trường phổ thụng
Hoạt động nhận thức của HS phổ thụng cú những điểm rất khỏc biệt với nhận thức của nhà khoa học Nhà khoa học phải tỡm ra cỏi mới, giải phỏp mới mà trước đõy loài người chưa biết tới, cũn HS thỡ lại tỡm cho bản thõn mỡnh cỏi mà lồi người
đó khỏm phỏ, tớch luỹ, cỏi mà GV đó biết; về thời gian, nhà khoa học cú nhiều thời gian, thậm chớ cả đời mỡnh để khỏm phỏ một định luật, xõy dựng một thuyết nào đú,
cũn HS chỉ cú thời gian rất ngắn; về phương tiện, HS chỉ cú cỏc dụng cụ thớ nghiệm
đơn giản Với sự khỏc nhau đú, ta khụng hy vọng làm cho HS nhờ ỏp dụng phương
phỏp khoa học mà cú được những sỏng tạo lớn như nhà khoa học, mà chỉ mong
muốn cỏc em làm quen với cỏch suy nghĩ, cỏch tư duy khoa học, tạo ra những yếu tố ban đầu của hoạt động sỏng tạo
Năng lực núi chung và năng lực sỏng tạo khụng phải là bẩm sinh mà được hỡnh
thành và phỏt triển trong quỏ trỡnh hoạt động của chủ thể Bởi vậy muốn hỡnh thành
năng lực sỏng tạo phải chuẩn bị cho HS những điều kiện cần thiết để họ thực hiện
thành cụng hoạt động đú Những điều kiện đú là:
a)_ Đảm bảo cho HS cú điều kiện tõm lớ thuận lợi để tự lực hoạt động:
- Tao mau thuẫn nhận thức, gợi động cơ, hứng thỳ tỡm cỏi mới, ta thường gọi
là xõy dựng tỡnh huống cú vấn đề
-_ Tạo mụi trường sư phạm thuận lợi
Trang 17- Lua chon mot logic nội dung bài học thớch hợp
- Rộn luyộn cho HS kĩ năng thực hiện một số thao tỏc cơ bản gồm thao tỏc tay
chõn và thao tỏc tư duy
-_ Cho HS làm quen với cỏc phương phỏp nhận thức vật lý được sử dụng phổ
biến [13,tr.30-33]
1.3 Phỏt triển tư duy của HS trong dạy học vật lớ 1.3.1 Tư duy là gỡ?
Tư duy là một quỏ trỡnh nhận thức khỏi quỏt và giỏn tiếp những sự vật và hiện
tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tớnh bản chất của chỳng, những mối quan hệ khỏch quan, phổ biến giữa chỳng, đồng thời cũng là sự vận dụng
sỏng tạo những kết luận khỏi quỏt đó thu được vào những dấu hiệu cụ thể, dự đoỏn được những thuộc tớnh, hiện tượng, quan hệ mới [14]
1.3.2 Cỏc biện phỏp phỏt triển tư duy của HS
Để phỏt triển tư duy đặc biệt tư duy vật lớ cho HS đũi hỏi người GV phải phối
hợp sử dụng một cỏch khộo lộo cỏc biện phỏp sau:
e_ Tạo nhu cầu hứng thỳ, kớch thớch tớnh tũ mũ, ham hiểu biết của HS Tư duy là quỏ trỡnh tõm lớ diễn ra trong đầu HS Nú chỉ thực sự cú hiệu quả khi
HS tự giỏc mang hết sức mỡnh để thực hiện Tư duy chỉ cú thể thực sự bắt đầu khi
trong đầu HS xuất hiện một cõu hỏi mà chưa cú lời giải đỏp ngay, khi họ gặp phải mõu thuẫn giữa một bờn là nhu cầu, nhiệm vụ nhận thức mới phải giải quyết và một bờn là trỡnh độ kiến thức hiện cú khụng đủ để giải quyết nhiệm vụ đú, cần phải xõy dựng kiến thức mới, tỡm giải phỏp mới Lỳc đú, HS vừa ở trạng thỏi tõm lớ hơi căng thẳng, vừa hưng phấn, khao khỏt vượt qua khú khăn, giải quyết được mõu thuẫn, đạt
được một trỡnh độ cao hơn trờn con đường nhận thức Ta núi rằng: HS được đặt vào
“tỡnh huống cú vấn để”
Cú thể tạo ra nhu cầu, hứng thỳ bằng cỏc kớch thớch bờn ngoài, chẳng hạn:
Khen thưởng, sự ngưỡng mộ của bạn bố, gia đỡnh, sự hứa hẹn một tương lai tươi đẹp, thực tế xõy dựng quờ hương đất nước Những sự kớch thớch này khụng được
thường xuyờn, bền vững và phụ thuộc nhiều vào đặc điểm tõm lớ và hoàn cảnh cụ
thể của mỗi HS [14]
Nhu cõu, hứng thỳ cú thể nảy sinh ngay trong quỏ trỡnh học tập, nghiờn cứu một mụn học, một bài học, nghĩa là từ mõu thuẫn nội tại của quỏ trỡnh nhận thức
Trang 18Trong dạy học và trong dạy học vật lớ núi riờng, chỳng ta thường yờu cầu HS phải tự lực hoạt động để xõy dựng, chiếm lĩnh kiến thức, muốn vậy phải tỡm ra một
con đường thớch hợp phự hợp với trỡnh độ của HS để họ cú thể làm được việc ấy
Kiến thức vật lớ được bố trớ theo một logớc chặt chẽ từ đơn giản đến phực tạp, từ thấp đến cao Trong rất nhiều trường hợp, GV cần định hướng HS bằng cỏch phõn chia một vấn đề lớn thành chuỗi cỏc vấn đề nhỏ hơn mà HS cú thể tự lực giải quyết được Tuỳ từng trỡnh độ và đối tượng HS mà cỏch phõn chia vấn đề cú khỏc nhau Chẳng hạn HS lớp chọn, năng khiếu khỏc với HS lớp đại trà, HS thành thị khỏc với HS nụng thụn, Để làm tốt điều này đũi hỏi rất nhiều ở sự sỏng tạo của GV, chứ khụng phải nhắc đi, nhắc lại, giảng giải theo lối truyền thụ một chiều [14]
e_ Rốn luyện cho HS kĩ năng thực hiện cỏc thao tỏc tư duy, những hành động nhận thức phổ biến trong học tập vật lớ
Trong học tập vật lớ, HS luụn phải thực hiện cỏc thao tỏc chõn tay (bố trớ dụng
cụ, đo đạc, lấy số liệu, ) và cỏc thao tỏc tư duy (phõn tớch, so sỏnh, tổng hợp, đỏnh
giỏ, khỏi quỏt hoỏ, trừu tượng hoỏ, ), cỏc hành động nhận thức (xỏc định đặc tớnh
bản chất của sự vật, hiện tượng, tỡm nguyờn nhõn, mối quan hộ nhan qua, ) BTVL cú nhiều cơ hội để thực hiện điều đú
Để cho HS tự lực xõy dựng và chiếm lĩnh kiến thức cú kết quả tốt và thực hiện với tốc độ ngày càng nhanh thỡ GV phải luụn cú kế hoạch rốn luyện cho HS Những
thao tỏc tư duy lại diễn ra trong đầu HS, nờn GV khụng thể quan sỏt mà uốn nắn trực
tiếp được, mặt khỏc HS cũng khụng thể quan sỏt được hành động trớ tuệ của GV để
bắt chước được Bởi vậy, GV cần sử dụng những cơ sở định hướng sau đõy để giỳp
HS cú thể tự lực thực hiện những thao tỏc tư duy đú:
+ Tổ chức quỏ trỡnh học tập sao cho ở từng giai đoạn, xuất hiện cỏc tỡnh huống
bắt buộc HS phải thực hiện cỏc thao tỏc tư duy và hành động nhận thức mới cú thể giải quyết được vấn đề và hoàn thành được nhiệm vụ học tập
+ Đưa ra cỏc cõu hỏi định hướng cho HS tỡm những thao tỏc tư duy hay những phương phỏp suy luận, hành động trớ tuệ thớch hợp
+ Phõn tớch cõu trả lời của HS, chỉ ra chỗ sai của họ khi họ thực hiện cỏc thao tỏc tư duy và hướng dẫn họ cỏch sửa chữa
+ Giỳp HS khỏi quỏt hoỏ những kinh nghiệm thực hiện cỏc suy luận logic dưới
đạng những quy tắc đơn giản [14]
Trang 19Để rốn tư duy vật lớ cho HS thỡ tốt nhất là tập dượt cho họ giải quyết cỏc nhiệm
vụ nhận thức bằng phương phỏp của cỏc nhà vật lớ Trong quỏ trỡnh hướng dẫn HS tự
lực hoạt động để tỏi tạo kiến thức vật lớ, GV làm cho họ hiểu nội dung của cỏc
phương phỏp vật lớ và sử dụng cỏc phương phỏp này ở mức độ thớch hợp, tuỳ theo trỡnh độ HS và điều kiện nhà trường Sau một số lần ỏp dụng phương phỏp nhận thức cụ thể, GV cú thể giỳp HS khỏi quỏt hoỏ thành một trỡnh tự cỏc giai đoạn của mỗi
phương phỏp, dựng làm cơ sở định hướng tổng quỏt cho hoạt động nhận thức vật lớ
của HS
Những phương phỏp nhận thức chủ yếu hay dựng trong nhận thức vật lớ ở trường
phổ thụng như phương phỏp thực nghiệm, phương phỏp mụ hỡnh, [14] e _ Rốn luyện ngụn ngữ vỏt lớ cho HŠ
Tuy kiến thức vật lớ rất đa dạng nhưng những cỏch phỏt biểu cỏc định nghĩa, quy tỏc, định luật vật lớ cũng cú những hỡnh thức chung nhất định, GV cú thể chỳ ý rốn
luyện cho HS quen dần Vớ dụ, định nghĩa một đại lượng vật lớ thường gồm hai phần: phần nờu đặc điểm định tớnh, phần cũn lại là đặc điểm định lượng của đại lượng đú
Đặc biệt chỳ ý là nhiều khi trong vật lớ vẫn dựng những thuật ngữ thường dựng
trong ngụn ngữ hàng ngày, nhưng cú nội dung phong phỳ và chớnh xỏc hơn Mỗi khi
gặp một thuật ngữ mới cần giải thớch rừ cho HS và yờu cầu học tập sử dụng nú một
cỏch chớnh xỏc và ngày càng thành thạo [14]
1.3.3 Phỏt triển tư duy với việc phỏt huy tớnh tớch cực, tự lực của học sinh
Trong dạy học tớch cực, giỏo viờn quan tõm đến việc phỏt triển ở HS năng lực
sỏng tạo, năng lực giải quyết vấn đề Vỡ thế, nờn khuyến khớch sử dụng cỏc chiến
lược trong đú vai trũ của HS được đề cao: học bằng hoạt động, thụng qua hoạt động
mà chiếm lĩnh kiến thức, hỡnh thành năng lực và phẩm chất đạo đức, cũn GV chủ yếu giữ vai trũ người tổ chức, hướng dẫn, giỳp đỡ tạo điều kiện tốt cho HS cú thể
thực hiện thành cụng hoạt động học tập Bài tập vật lớ là một trong những phương tiện tốt để phỏt triển tư duy, phỏt huy tớnh tớch cực, tự lực của học sinh trong học tập
1.4 Bài tập vật lý 1.4.1 Bài tập vật lý là gỡ?
Bài tập vật lý giữ một vai trũ quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy
học vật lý ở trường phổ thụng Vậy bài tập vật lý là gỡ?
Trong “Phương phỏp giải bài tập vật lý” của Camenetxki và ễrekhop cú định nghĩa:
Trang 20nhờ những suy luận logic, những phộp toỏn, những thớ nghiệm dựa trờn cơ sở những định luật vật lý, những phương phỏp vật lý là một bài tập vật lý”
“Thật ra trong cỏc giờ học vật lý, mỗi vấn đề xuất hiện do nghiờn cứu tài liệu
giỏo khoa chớnh là một bài tập đối với học sinh Sự tư duy định hướng một cỏch tớch
cực luụn luụn là việc giải bài tập hiểu theo nghĩa rộng của mệnh đề đú” [16, tr.89] 1.4.2 Vai trũ và tỏc dụng của bài tập vật lý
Theo quan điểm dạy học hiện đại, trong quỏ trỡnh nghiờn cứu tài liệu mới, khụng
phải học sinh thụ động tiếp thu cỏch giải quyết vấn đề một cỏch mỏy múc, mà chớnh họ cũng tập cỏch giải quyết đú, tập cỏc phương phỏp hoạt động để chiếm lĩnh kiến
thức mới, tỡm ra mối quan hệ nhõn quả giữa cỏc hiện tượng Khi ấy học sinh khụng
chỉ đơn thuần là vận dụng kiến thức cũ mà cũn tập tỡm kiếm kiến thức mới, giải quyết vấn đề mới
Việc giải bài tập vật lý là một trong những hỡnh thức luyện tập chủ yếu và được tiến
hành nhiều nhất trong dạy học Do vậy cỏc bài tập vật lý cú tỏc dụng cực kỡ quan trọng trong việc hỡnh thành kiến thức, rốn luyện kỹ năng kỹ xảo, phỏt triển khả năng
tỡm tũi kiến thức và vận dụng kiến thức của học sinh Bài tập vật lý được sử dụng
trong dạy học vật lý theo những mục đớch khỏc nhau
Bài tập vật lý là một phương tiện ụn tập củng cố, đào sõu và mở rộng kiến thức đó học một cỏch sinh động và cú hiệu quả
Khi giải cỏc bài tập đũi hỏi học sinh phải nhớ lại cỏc cụng thức đó học, cú khi đũi hỏi phải vận dụng một cỏch tổng hợp cỏc kiến thức đó học trong cả một chương, một phần do đú học sinh sẽ hiểu rừ hơn và ghi nhớ vững chắc cỏc kiến thức đó học
Ngồi ra bài tập vật lý sẽ giỳp học sinh thấy được những ứng dụng muụn hỡnh,
muụn vẻ trong thực tiễn của cỏc kiến thức đó học
Bài tập vật lý cú thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới
Bài tập vật lý cú thể được sử dụng như là phương tiện nghiờn cứu tài liệu mới khi
trang bị kiến thức mới cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội được kiến thức mới một cỏch sõu sắc và vững chắc
Giải bài tập vật lý rốn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rốn luyện thúi quen vận dụng kiến thức một cỏch khỏi quỏt
Bài tập vật lý là một trong những phương tiện quý bỏu để rốn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rốn luyện thúi quen vận dụng kiến thức khỏi quỏt
đó thu nhận được để giải quyết cỏc vấn đề của thực tiễn Cú thể xõy dựng rất nhiều
Trang 21thuyết để giải thớch cỏc hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoỏn cỏc hiện tượng cú thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước
- Thụng qua việc giải bài tập vật lý cú thể rốn luyện cho học sinh những đức tớnh tốt như tỉnh thần tự lập, tớnh cẩn thận, tớnh kiờn trỡ, tỉnh thần vượt khú
- Bài tập vật lý là một phương tiện cú tầm quan trọng đặc biệt trong việc rốn luyện tư duy, bồi dưỡng phương phỏp nghiờn cứu khoa học cho học sinh
Bởi vỡ giải bài tập là một hỡnh thức làm việc tự lực căn bản của học sinh Trong khi giải bài toỏn học sinh phải phõn tớch điều kiện trong đề bài, tự xõy dựng những lập luận, thực hiện việc tớnh toỏn, khi cần thiết thỡ phải tiến hành cỏc thớ nghiệm, thực
hiện cỏc phộp đo, xỏc định sự phụ thuộc hàm số giữa cỏc đại lượng, kiểm tra cỏc kết luận của mỡnh Trong những điều kiện đú tư duy logic, tư duy sỏng tạo của học sinh được phỏt triển, năng lực làm việc độc lập của học sinh được nõng cao
- Bài tập vật lý là một phương tiện để kiểm tra đỏnh giỏ kiến thức kỹ năng của học
sinh một cỏch chớnh xỏc [14], [16] 1.4.3 Phản loại bài tập vat ly
Cú nhiều cỏch phõn loại bài tập vật lý Người ta cú thể phõn loại bài tập vật lý theo nội dung, theo phương thức giải, dựa vào đọc điểm và phương thức nghiờn cứu, phõn loại theo yờu cầu rốn luyờn kỹ năng, phỏt triển tư duy sỏng tạo
1.4.3.1 Phản loại bài tập vỏt lý theo nội dung
- Trước hết người ta cú thể phõn chia bài tập theo cỏc đề tài của tài liệu vật lý Người
ta phõn biệt cỏc bài tập về cơ học, về vật lý phõn tử, về điện Tuy nhiờn, sự phõn chia như vậy cú tớnh chất quy ước Bởi vỡ kiến thức sử dụng trong giả thiết của một bài toỏn thường khụng phải chỉ lấy từ một chương mà cú thể lấy từ những chương,
những phần, những nội dung khỏc nhau của giỏo trỡnh vật lý
- Người ta cũn phõn loại cỏc bài tập cú nội dung trừu tượng và bài tập cú nội dung cụ
thể [16, tr.91]
Vớ dụ: Phải dựng một lực kế như thế nào để kộo một vật cú khối lượng m trờn mặt
phẳng nghiờng cú chiộu dai | va chiộu cao h, khụng kể lực ma sỏt? Áp lực do cỏc vật tỏc dụng lờn mặt phẳng nghiờng là lực nào?
Nếu trong bài tập núi rừ mặt phẳng nghiờng dựng ở đõy là mặt phẳng như thế nào,
Trang 22- Cỏc bài tập mà nội dung chứa đựng những tài liệu về kỹ thuật, sản xuất cụng nụng
nghiệp, giao thụng liờn lạc được gọi là cỏc bài tập cú nội dung kỹ thuật tổng hợp - Cú những bài tập được gọi là bài tập cú nội dung lịch sử Đú là những bài tập chứa
đựng những kiến thức cú đặc điểm lịch sử: những dữ kiện về cỏc thớ nghiệm cổ điển, về những phỏt minh, sỏng chế hoặc về những cõu chuyện cú tớnh chất lịch sử
- Cú những bài tập được gọi là bài tập vui Đú là những bài tập sử dụng cỏc sự kiện,
hiện tượng kỳ lạ hoặc vui Việc giải cỏc bài tập này sẽ làm cho tiết học sinh động, nõng cao hứng thỳ học tập của học sinh [ 16, tr.91-92]
1.4.3.2 Phõn loại theo cỏc phương thức giải
Dựa theo cỏc phương thức giải người ta cú thể chia bài tập vật lý thành bài tập định
tớnh, bài tập định lượng, bài tập thớ nghiờm và bài tập đồ thị 1.4.3.2.1.Bài tập định tớnh
Bài tập định tớnh là những bài tập mà khi giải khụng cần thực hiện cỏc phộp tớnh
phức tạp hay chỉ phải làm những phộp tớnh đơn giản, cú thể tớnh nhẩm được Muốn giải bài tập định tớnh, học sinh phải thực hiện những phộp suy luận lụgớc, do đú phải hiểu rừ bản chất của cỏc khỏi niệm, định luật vật lý và nhận biết được những biểu hiện của chỳng trong cỏc trường hợp cụ thể Đa số cỏc bài tập định tớnh yờu cầu học
sinh giải thớch hoặc dự đoỏn một hiện tượng xảy ra trong những điều kiện xỏc định
Bài tập định tớnh cú rất nhiều ưu điểm như: nhờ đưa được lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh, cỏc bài tập này làm tăng thờm ở học sinh hứng thỳ với
mụn học, tạo điều kiờn phỏt triển úc quan sỏt của học sinh.Vỡ phương phỏp giải những bài tập này bao gồm việc xõy dựng những suy luận lụgớc dựa trờn cỏc định
luật vật lý nờn chỳng là phương tiện rất tốt để phỏt triển tư duy của học sinh Việc
giải cỏc bài tập đú rốn luyện cho học sinh hiểu rừ được bản chất của cỏc hiện tượng
vật lý và những quy luật của chỳng, dạy cho học sinh biết ỏp dụng kiến thức vào
thực tiễn Việc giải cỏc bài tập định tớnh này rốn luyện cho học sinh chỳ ý đến việc
phõn tớch nội dung vật lý của cỏc bài tập tớnh toỏn
Bài tập định tớnh cú thể là bài tập đơn giản, trong đú chỉ ỏp dụng một định luật, một quy tắc, một phộp suy luận lụgớc [14, tr.340-341]
Vớ dụ: Vỡ sao ở mọi nơi trờn mặt đất kim nam chõm đều định
hướng theo một phương xỏc định? Đú là phương nào? —>
| Vớ dụ: Một vũng đồng được treo bằng hai sợi chỉ trong mặt Hỡnh 1.5
Trang 23phẳng thẳng đứng (hinh 1.5) Lan thit nhat ngudi ta dua vao trong vũng một thanh thộp, lần sau đưa vào một nam chõm
Chuyển động của thanh thộp và nam chõm cú ảnh hưởng gỡ đến vị trớ của vũng hay
khụng?
Một số bài tập định tớnh cú thể trở thành một dạng của bài tập thớ nghiệm
Vớ dụ, với bài tập trờn nếu ta sử dụng thớ nghiệm để giải thỡ nú sẽ trở thành bài tập
thực nghiờm định tớnh
1.4.3.2.2 Bài tập định lượng
Bài tập định lượng là những bài tập mà muốn giải chỳng, ta phải thực hiện một loạt cỏc phộp tớnh và kết quả là thu được một đỏp số định lượng vật lý Cú thể chia bài
tập định lượng thành hai loại:
1.4.3.2.2.1 Bài tập tớnh toỏn tập duot
Bài tập tớnh toỏn tập dược là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đú chỉ đề cập đến
một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phộp tớnh đơn giản Những bài tập
này cú tỏc dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm cho học sinh hiểu rừ ý nghĩa
của cỏc định luật và cỏc cụng thức biểu diễn chỳng, sử dụng cỏc đơn vị vật lý và thúi
quen cần thiết để giải những bài tập phức tạp hơn [14, tr.342]
Vớ dụ, sau khi học xong bài “Điện trở của dõy dẫn- Định luật ụm” (Vật lớ 9) giỏo
viờn cú thể đưa ra vớ dụ để luyện tập cụng thức: I= U/R
Một búng đốn lỳc thắp sỏng cú điện trở 12O và cường độ dũng điện chạy qua dõy túc búng đốn là 0,5A Tớnh hiệu điện thế giữa hai đầu dõy túc búng đốn khi đú?
1.4.3.2.2.2 Bài tập tớnh toỏn tổng hợp
Bài tập tớnh toỏn tổng hợp là bài tập mà muốn giải nú thỡ phải vận dụng nhiều khỏi
niệm, định luật dựng nhiều cụng thức Loại bài này cú tỏc dụng đặc biệt giỳp học
sinh đào sõu, mở rộng kiến thức, thấy rừ những mối liờn hệ khỏc nhau giữa cỏc phần của chương trỡnh vật lý, tập cho học sinh biết phõn tớch những hiện tượng thực tế phức tạp ra thành những phần đơn giản tuõn theo một định luật xỏc định [14, tr.343]
Vớ dụ: Sau khi học xong bai’ “Doan mach song song” ( Võt lớ 9), giỏo viờn cú thể ra bài tập sau: Cho mạch điện như hỡnh vẽ: U = 12V; R,= R;= 100;
R; = 5O; R,= 6 Tớnh cường độ dũng điện qua mỗi
Trang 24
1.4.3.2.3 Bài tập thớ nghiệm
Bài tập thớ nghiệm là bài tập đũi hỏi phải làm thớ nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc để tỡm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập Những thớ nghiệm này thường là những thớ nghiệm đơn giản cú thể làm ở nhà,với những dụng cụ đơn giản dễ tỡm hoặc tự làm được Để giải cỏc bài tập thớ nghiệm, đụi khi cũng cần đến những thớ nghiệm đũi hỏi học sinh phải tới phũng thớ nghiệm vật lý của trường phổ thụng để thực hiện, nhưng dự saơ cũng vẫn là những thớ nghiệm đơn giản Bài tập thớ nghiệm cũng cú thể cú dạng định tớnh hoặc định lượng Bài tập thớ
nghiệm cú nhiều tỏc dụng tốt về cả mặt giỏo dưỡng, giỏo dục và giỏo dục kỹ thuật
tổng hợp, đặc biệt giỳp làm sỏng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn [14, tr.344]
Vớ dụ: Một nam chõm mạnh hỡnh múng ngựa được khộp kớn bởi thanh sắt A Trọng lượng thanh sắt được chọn tương ứng với lực nõng của nam
chõm Nếu bõy giờ cho một thanh khỏc B bằng sắt non chạm (>
vào cỏc cực nam chõm ở bờn sườn thỡ thanh sắt A rơi xuống B
Hóy giải thớch hiện tượng này? Tiến hành thớ nghiệm để kiểm tra? A
Hinh 1.7
1.4.3.2.4 Bài tập đồ thị
Bài tập đồ thị là bài tập trong đú cỏc số liệu được dựng làm dữ kiện để giải phải tỡm
trong cỏc đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đũi hỏi học sinh phải biểu diễn quỏ trỡnh
diễn biến của hiện tượng nờu trong bài tập bằng đồ thị [14,tr.345] Vớ dụ : Cho đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường
độ dũng điện qua dõy dẫn phụ thuộc vào hiệu điện 200
thế giữa hai đầu dõy dẫn Xỏc định điện trở của dõy dẫn? 100 0
2 4 Hỡnh 1.8 Sự phõn loại bài tập như trờn chỉ là quy ước bởi vỡ khi
giải phần lớn cỏc bài tập người ta cú thể sử dụng một vài phương thức Chẳng hạn,
khi làm bài tập thực nghiệm cần phải lập luận bằng lời cũng như trong nhiều trường
hợp tớnh toỏn phải vẽ đồ thị
1.4.3.3 Phõn loại theo yờu cầu luyện tập kỹ năng, phỏt triển tư duy cho học sinh trong quỏ trỡnh dạy học
Trang 25- Cỏc bài tập luyện tập được dựng để rốn luyện cho học sinh ỏp dụng được những
kiến thức xỏc định để giải từng loại bài tập theo một mẫu xỏc định Ở đõy khụng đũi hỏi tư duy sỏng tạo của học sinh mà chủ yếu là cho học sinh luyện tập để nắm vững cỏch giải đối với một loại bài tập nhất định đó được chỉ dẫn
- Cỏc bài tập sỏng tạo được dựng để phỏt triển tư duy sỏng tạo Việc giải cỏc bài tập
này đồi hỏi tư duy sỏng tạo của học sinh Sự khỏc nhau giữa bài tập sỏng tạo và bài
tập luyện tập là ở chỗ điều kiện cho trong bài tập sỏng tạo che giấu angụrit giải, cũn điều kiện cho trong bài tập luyện tập đó mang tớnh chất nhắc bảo angụrit giải chỳng [16, tr.97]
1.5 Phương phỏp giải bài tập vật lý 1.5.1 Tư duy giải bài tập vỏt lý
Mục tiờu cần đạt tới khi giải bài tập vật lý là tỡm được cõu trả lời đỳng đắn,
giải đỏp được vấn đề đặt ra một cỏch cú căn cứ khoa học chặt chẽ
Quỏ trỡnh giải một bài tập vật lý thực chất là quỏ trỡnh tỡm hiểu điều kiện của bài
toỏn, xem xột hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trờn kiến thức vật lý, toỏn để
nghĩ tới những mối liờn hệ cú thể cú của cỏc cỏi đó cho và cỏc cỏi phải tỡm, sao cho thấy được cỏi phải tỡm cú liờn hệ trực tiếp hoặc giỏn tiếp với cỏi đó cho Từ đú đi tới chỉ rừ được mối liờn hệ tường minh trực tiếp của cỏi phải tỡm chỉ với cỏi đó biết, tức là tỡm được lời giải đỏp
Cỏc cụng thức, phương trỡnh mà ta đó lập được dựa theo cỏc kiến thức vật lý và điều kiện cụ thể của bài toỏn là sự biểu hiện những mối liờn hệ định lượng giữa cỏc đại lượng vật lý Trong cỏc phương trỡnh đú, tuỳ theo điều kiện của bài tập mà cú thể đại lượng này là đại lượng đó cho, đại lượng kia là đại lượng phải tỡm và cú thể đại
lượng khỏc nữa chưa biết [15, tr.64]
Thớ dụ: phương trỡnh v, = vạ + at biểu diễn mối liờn hệ giữa cỏc đại lượng: vận tốc tức thời v, , vận tốc ban đầu vạ , gia tốc a,và thời gian t
Phương trỡnh này cú thể được sử dụng khi giải một bài toỏn nào đú mà theo điều
kiện của nú cú thể v, ; vạ là cỏc đại lượng đó cho, a là đại lượng cần tỡm cũn t là đại
lượng chưa biết Từ phương trỡnh v, = vạ + at cho thấy đại lượng cần tỡm a cú mối liờn hệ với cỏc đại lượng đó cho v,, vạ , nhưng đú chưa phải là mối liờn hệ của cỏi phải tỡm a chỉ với những cai da cho v, , vy , ma ca với cỏi chưa biết t Muốn đi đến lời
giải đỏp cuối cựng (xỏc định được a ), ta phải tiếp tục dựa trờn điều kiện của bài toỏn
Trang 26(hệ thống cỏc phương trỡnh) ta mới cú thể luận giải, tớnh toỏn để cú lời giải đỏp cuối cựng( xỏc định được mối liờn hệ tường minh trực tiếp của cỏi phải tỡm a với những
cỏi đó cho) Đối với những bài tập tớnh toỏn thỡ những cụng việc vừa nờu chớnh là
việc thiết lập cỏc phương trỡnh và giải hệ phương trỡnh để tỡm nghiệm của ẩn số Ta cú thể mụ hỡnh hoỏ cỏc mối liờn hệ của cỏc đại lượng đó cho, cỏi phải tỡm và cỏi chưa biết như hỡnh 1.9 trong đú (x) là cỏi phải tỡm A,B, là những cỏi đó cho; a,b là những cỏi chưa biết
@ @ @đ (@)@)
Hỡnh 1.9
Giả sử khi giải một bài toỏn nào đú, phõn tớch điều kiện trong đề bài và dựa trờn kiến
thức vật lý, ta dẫn ra được 6 mối liờn hệ được mụ hỡnh hoỏ như ở hỡnh 1.10 :
œ | đ (2) @) + 4 | @) 6 | â (6) â} |â| |@}||Q| â} |â đ@I |@đơ@l|lâ| ề†â Hỡnh 1.10
Sỏu mối liờn hệ này cho ta thấy cú mối liờn hệ giữa cỏi phải tỡm x với cỏi đó cho A,
B,C, D, E, G, H, I, K, thụng qua mối liờn hệ của chỳng với cỏc cỏi chưa biết a, b, c,
d, e Nhờ hệ thống 6 mối liờn quan này mà ta cú thể làm sỏng tỏ (hoặc loại trừ) cỏc
cỏi chưa biết để rồi xỏc định được cỏi phải tỡm
Hỡnh 1.11: mụ hỡnh hoỏ quỏ trỡnh làm sỏng tỏ cỏc yếu tố chưa biết trong cỏc mối liờn hệ đó xỏc a để đi đến xỏc định được cỏi ho tim
sO SỐ He
Trang 27Từ mối liờn hệ (3) rỳt ra c
Thế (c) vào (2) rỳt ra a Từ (5) rỳt ra d
Từ (6) rỳt ra e
Thế (d), (e) vào (4) rỳt ra được b Thế a, b vào (1) rỳt ra được (x)
Sự phõn tớch trờn đõy về hoạt động giải bài tập vật lý cho ta thấy hai phần việc cơ bản, quan trọng là:
Việc xỏc lập được những mối liờn hệ cơ bản cụ thể dựa trờn sự vận dụng kiến thức
vật lý vào điều kiện cụ thể của bài toỏn đó cho Sự tiếp tục luận giải, tớnh toỏn đi từ
những mối liờn hệ đó xỏc lập được đến kết luận cuối cựng của việc giải đỏp vấn đề
đặt ra trong bài toỏn
Sự nắm vững lời giải một bài tập vật lý phải thể hiện ở khả năng trả lời cõu hỏi: việc giải bài tập này cần xỏc lập được những mối liờn hệ cơ bản nào? sự xỏc lập cỏc mối liờn hệ cơ bản cụ thể này dựa trờn sự võn dụng kiến thức vật lý gỡ? vào điều kiện cụ
thể gỡ của bài tõp? Sự nắm vững như vậy của người giỏo viờn vật lý sẽ giỳp cho sự
định hướng phương phỏp giảng dạy bài tập vật lý một cỏch đỳng đắn và cú hiệu quả Đối với những bài tập vật lý đơn giản thỡ khi vận dụng kiến thức vật lý vào điờu kiện
cụ thể của bài tập đú cú thể thấy ngay được mối liờn hệ trực tiếp của cỏi phải tỡm với
những cỏi đó cho Chẳng hạn cú thể dẫn ra ngay một cụng thức vật lý mà trong đú cú chứa đại lượng phải tỡm cựng với cỏc đại lượng khỏc đều là cỏc đại lượng đó cho
hoặc đó biết Nhưng đối với cỏc bài tập vật lý phức tạp hơn thỡ thường khụng thể dẫn ra ngay được mối liờn hệ trực tiếp của cỏi phải tỡm với cỏi đó cho mà phải dựa trờn một số cỏc mối liờn hệ cơ bản trong đú cú chứa yếu tố phải tỡm hoặc yếu tố đó cho cựng cỏc yếu tố khỏc chưa biết rồi tiếp tục luận giải để đi tới sự vận hành cỏc mối liờn hệ trực tiếp của cỏi phải tỡm chỉ với cỏi đó cho Trong sự vận hành cỏc mối liờn hệ cơ bản để đi đến xỏc định được cỏi phải tỡm ta thấy cú vai trũ quan trọng của cỏc kiến thức, kỹ năng toỏn học cựng với những kiến thức vật lý Sự nắm vững lời giải một bài tập vật lý phức tạp phải thể hiện ở khả năng trả lời được cõu hỏi: sơ đồ tiến trỡnh luận giải để từ những mối liờn hệ cơ bản đó xỏc lập được đi đến kết quả cuối cựng của việc giải bài tập vật lý là như thế nào? Trong nhiều bài tập vật lý khú khăn
chủ yếu đối với học sinh cú thể là ở khõu vận dụng kiến thức toỏn Giỏo viờn vật lý
Trang 28cú thể mụ hỡnh hoỏ tiến trỡnh luận giải bằng một sơ đồ khỏt quỏt hỡnh vẽ 1.12 là một vớ dụ tiến trỡnh luận giải như sau: nhờ mối liờn hệ (1) rỳt ra kết luận (a) Dựa trờn kết luận (a) cựng mối liờn hệ (2) rỳt ra kết luận (b) Dựa trờn kết luận (b) cựng mối liờn hệ (3) rỳt ra kết luận cuối cựng (c)
QM Hah @ FOr 4 +)
Hinh 1.12
Đối với cỏc bài toỏn thớ nghiệm cú đặc điểm nghiờn cứu thực nghiệm về một sự
liờn hệ phụ thuộc nào đú thỡ quỏ trỡnh giải bài tập chớnh là quỏ trỡnh làm rừ những điều kiện mà trong đú mối liờn hệ phụ thuộc cần nghiờn cứu cú thể xảy ra, xỏc định
phương ỏn thớ nghiệm cho phộp thu lượm những thụng tin cần thiết cho sự khảo sỏt
về sự liờn hệ phụ thuộc đú, nắm vững cỏc dụng cụ đo lường cần sử dụng, lắp rỏp cỏc
dụng cụ, tiến hành thớ nghiệm và ghi cỏc kết quả quan sỏt, xử lý kết quả, kết luận về sự phụ thuộc nghiờn cứu [16, tr 100-103]
1.5.2 Cỏc bước chung của việc giải bài tập vật lý
Bài tập vật lý rất đa dạng, cho nờn phương phỏp giải cũng rất phong phỳ, khụng thể
núi về một phương phỏp chung, vạn năng cú thể ỏp dụng để giải quyết được mọi bài toỏn vật lý Tuy nhiờn ta cú thể vạch ra một dàn bài chung gồm những bước sau đõy:
1) Bước thứ nhất: Tỡm hiểu đề bài
- Xỏc định ý nghĩa vật lý của cỏc thuật ngữ
- Đọc và ghi gắn gọn cỏc đữ liệu xuất phỏt và cỏc cỏi phải tỡm - Mụ tả lại được tỡnh huống được nờu trong đề bài, vẽ hỡnh minh họa
- Nếu đề bài yờu cầu thỡ phải dựng đồ thị hoặc làm thớ nghiệm để thu được cỏc dữ liệu cần thiết
2) Bước thứ hai: Xỏc lập cỏc mối liờn hệ cơ bản của cỏc dữ liệu xuất phỏt và của cỏc cỏi phải tỡm
- Đối chiếu cỏc dữ liệu xuất phỏt và cỏi phải tỡm, xem xột bản chất vật lý của tỡnh huống đó cho để nghĩ đến cỏc kiến thức, cỏc định luật, cỏc cụng thức cú liờn quan - Xỏc lập mối liờn hệ cơ bản cụ thể của cỏc dữ liệu xuất phỏt và của cỏi phải tỡm
- Tỡm kiếm, lựa chọn cỏc mối liờn hệ tối thiểu cần thiết, sao cho thấy được cỏc mối
liờn hệ của cỏi phải tỡm với cỏc dữ liệu xuất phỏt, từ đú hi vọng cú thể rỳt ra cỏi cần
tỡm
Trang 29Từ cỏc mối liờn hệ cần thiết đó xỏc lập được, tiếp tục luận giải, tớnh toỏn để rỳt ra kết luận cần tỡm
4) Bước thứ tư: Kiểm tra xỏc nhận kết quả
Để cú thể xỏc nhận kết quả cần tỡm, cần kiểm tra lại việc giải, theo một hoặc một số
cỏch sau đõy:
- Kiểm tra xem đó trả lời hết cỏc cõu hỏi, xột hết cỏc trường hợp chưa
- Kiểm tra lại xem tớnh toỏn cú đỳng khụng
- Kiểm tra thứ nguyờn xem cú phự hợp khụng
- Xem xột kết quả về ý nghĩa thực tế cú phự hợp khụng - Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm xem cú phự hợp khụng - Giải bài toỏn theo cỏch khỏc xem cú cho cựng kết quả khụng
Trong thực tế giải cỏc bài toỏn vật lý ta thấy khụng nhất thiết cú sự tỏch bạch một cỏch cứng nhắc giữa bước thứ ba với bước thứ hai trỡnh bày ở trờn Khụng phải bao
giờ người ta cũng xỏc lập xong xuụi hệ phương trỡnh rồi mới bắt đầu luận giải với
phương trỡnh để rỳt ra kết quả cần tỡm Cú thể là sau khi xỏc lập một mối liờn hệ vật lý cụ thể nào đú, người ta thực hiện ngay sự luận giải với mối liờn hệ đú (biến đổi
phương trỡnh đú), rồi tiếp sau đú lại xỏc lập một mối liờn hệ khỏc Nghĩa là sự biến
đổi cỏc mối liờn hệ (cỏc phương trỡnh) cơ bản đó xỏc lập được cú thể xen kẽ, hũa lẫn
với việc tỡm tũi, xỏc lập cỏc mối liờn hệ (cỏc phương trỡnh ) cần thiết tiếp theo [16,tr.111-112]
1.6 Phương phỏp hướng dẫn giải bài tập thớ nghiệm
Nếu dựa trờn sơ đồ dưới đõy thỡ sẽ cú cơ sở khoa học cho việc suy nghĩ cỏch tổ chức, định hướng hoạt động học đề xuất, giải quyết vấn đề của học sinh trong quỏ trỡnh dạy học, trong đú cú quỏ trỡnh hướng dẫn, tổ chức cho học sinh giải quyết vấn đề khi học về bài tập vật lớ
Đối với hai loại bài tập thớ nghiệm, vấn để được diễn đạt dưới dạng cỏc cõu hỏi tương ứng: Tại sao và làm như thế nào
Với bài tập tại sao, hiện tượng cú được khi tiến hành thớ nghiệm đó mụ tả trong đề bài, vấn đề là tại sao lại cú hiện tượng như vậy Học sinh cần đưa ra giải phỏp dựa
trờn cỏc mối liờn hệ giữa cỏc đại lượng vật lớ, sau đú giải thớch (thực hiện giải phỏp) Tuy nhiờn, đặc trưng của bài tập thớ nghiệm là phải tiến hành thớ nghiệm, do vậy, ở đõy cần tiến hành thớ nghiệm để kiểm tra lại điều đó dự đoỏn, giải thớch
Trang 30
TINH HUONG (DIEU KIEN) XUAT PHAT NAY SINH VAN DE
Ỷ ; Van dộ
(đũi hỏi kiờm nghiệm - ứng dụng
kết luận/ Kiến thức đó nờu
Ỷ
Định hướng giải phỏp cho vấn đề
BÀI TOÁN
„ Giải bàitoỏn — Giải bài toỏn
Băng suy luận lớ thuyờt Nhờ thớ nghiệm và quan
nhờ vận dung kờt luận/ sỏt
kiờn thức đó nờu ơ — =
KET LUAN Kết luận
(thu được nhờ suy luận lớ (thu được nhờ thớ nghiệm thuyờt) và quan sỏt)
KET LUAN VE KIEN THUC MOI
Trang 31
Như vậy, căn cứ vào sơ đồ trờn (cú thể tỏch thành sơ đồ cho hai loại bài tập), cú thộ
thấy rừ cỏc định hướng cần cú của giỏo viờn và chỳ ý rằng nội dung cú được trong
mỗi ụ là kết quả của quỏ trỡnh tư duy
1.7 Phương phỏp chung để giải bài tập thớ nghiệm phần Điện từ (lớp 9 THCS) Chỳng ta đều biết, thớ nghiệm vật lớ là yếu tố khụng thể thiếu được của quỏ
trỡnh nhận thức vật lớ, tuỳ theo mục đớch sử dụng thớ nghiệm trong dạy học, thớ
nghiệm vật lớ cú thể cú những vai trũ khỏc nhau trong tiến trỡnh dạy học:
Thớ nghiệm vật lớ là là cơ sở để xõy dựng, chứng minh kiến thức vật lớ; thớ nghiệm vật lớ cú tỏc dụng bồi dưỡng cho HS phương phỏp nghiờn cứu vật lớ, rốn kĩ năng, kĩ
xảo, sử dụng cỏc dụng cụ đo và cỏc dụng cụ thiết bị khỏc; thớ nghiệm vật lớ cú tỏc dụng bồi dưỡng cho HS kiến thức kĩ năng kĩ thuật tổng hợp; thớ nghiệm vật lớ cú thể sử dụng như phương tiện để để xuất vấn đề, để cho HS vận dụng, củng cố kiến thức, để kiểm tra kiến thức của học sinh; thớ nghiệm vật lớ cú tỏc dụng bồi dưỡng một số
đức tớnh tốt cho HS ( tớnh trung thực, tớnh cẩn thận, kiờn trỡ) [16, tr.143]
Đối với loại bài tập thớ nghiệm là bài tập đũi hỏi phải làm thớ nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc để tỡm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập
Chớnh vỡ vậy mà bài tập thớ nghiệm ngoài những tỏc dụng như những loại bài tập khỏc, nú cũn cú nhiều tỏc dụng tớch cực to lớn khỏc, đặc biệt là làm sỏng tỏ mối
quan hệ giữa lớ thuyết và thực tiễn
Đối với việc giải hai loại bài tập thớ nghiệm phần Điện từ, theo chỳng tụi cú thể tiến
hành theo cỏc bước sau:
1.7.1 Loại bài tập trả lời cõu hỏi “tại sao”?
Bước 1: Nghiờn cứu đề bài, xỏc định vấn đề cần giải quyết
- Nghiờn cứu đề bài, xỏc định cỏc dụng cụ thớ nghiệm và cỏc dữ kiện đề bài
cho biết
- _ Xỏc định vấn đề cần nghiờn cứu giải quyết
- _ Xỏc định cỏc kiến thức liờn quan để sơ bộ hỡnh dung mối quan hệ giữa cỏc
đại lượng
Bước 2: Tỡm cỏc giải phỏp giải quyết vấn đề
- Xỏc định những kiến thức liờn quan đến hiện tượng xảy ra Phỏt biểu nội dung kiến thức đú
Trang 32- Thiột lap moi quan hệ giữa hiện tượng cần giải thớch hay dự đoỏn với những
dữ kiện cụ thể đó cho trong đề bài cựng với những kiến thức liờn quan
Bước 3: Thực hiện giải phỏp đó nờu ra
-_ Thực hiện chuỗi suy luận lụgic để giải thớch hiện tượng đề bài đó cho hay hiện tượng dự đoỏn và rỳt ra kết luận
-_ Bố trớ dụng cụ, mắc sơ đồ, tiến hành thớ nghiệm và quan sỏt hiện tượng xảy ra Dựa vào kết quả thớ nghiệm để rỳt ra kết luận
Bước 4: Rỳt ra kết luận
Đối chiếu giữa kết luận cú được nhờ suy luận lớ thuyết với kết luận cú được từ cỏc dữ liệu thực nghiệm để quy nạp chấp nhận kết quả khi cú sự phự hợp giữa lớ thuyết
và thực nghiệm
1.7.2 Loại bài tập trả lời cõu hỏi “làm thế nào”? Bước 1: Nghiờn cứu đề bài, xỏc định vấn đề nghiờn cứu
- Nghiờn cứu đề bài, xỏc định dụng cụ, vật liệu thớ nghiệm và cỏc dữ kiện đề bài cho biết
- _ Xỏc định vấn đề cần nghiờn cứu giải quyết Phỏt biểu vấn đề đú Bước 2: Đề xuất giải phỏp: xõy dựng phương ỏn thớ nghiệm
- _ Xỏc định kiến thức liờn quan đến vấn đề cần nghiờn cứu giải quyết
- _ Xõy dựng cỏc phương ỏn thớ nghiệm và vẽ sơ đồ theo những phương ỏn đú (
Đề xuất mụ hỡnh cú thể vận hành được để đi đến cỏi cần tỡm)
- Lua chon phương ỏn thớ nghiệm khả thi nhất
- Lựa chọn dụng cụ thớ nghiệm phự hợp với phương ỏn
- Bố trớ và lắp rỏp thớ nghiệm - _ Dự đoỏn hiện tượng xảy ra
Bước 3 : Thực hiện giải phỏp : Tiến hành thớ nghiệm, quan sỏt hiện tượng
- Xỏc định kiến thức liờn quan đến hiện tượng dự đoỏn, thực hiện suy luận
logic giải thớch hiện tượng dự đoỏn Rỳt ra kết luận
- _ Tiến hành thớ nghiệm theo phương ỏn đó chọn, quan sỏt hiện tượng Căn cứ
vào kết quả thu được, rỳt ra kết luận Bước 4 : Rỳt ra kết luận
Trang 33chưa cú sự phự hợp giữa lớ thuyết và thực nghiệm, nhằm tiếp tục tỡm tũi, xõy dựng cỏi cần tỡm
1.8 Cỏc kiểu hướng dẫn học sinh trong giải bài tập vật lý
1.8.1 Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn angụrif)
Sự hướng dẫn hành động theo mẫu đó cú thường được gọi là hướng dẫn angụrit Ở
đõy thuật ngữ angụrit được dựng với ý nghĩa là một quy tắc hành động hay chương
trỡnh hành động được xỏc định một cỏch rừ ràng, chớnh xỏc và chặt chẽ, trong đú chỉ rừ cần thực hiện những hành động nào và theo trỡnh tự nào để đi đến kết quả
Hướng dẫn angụrit là sự hướng dẫn chỉ rừ những hành động cụ thể cần thực hiện và trỡnh tự thực hiện cỏc hành động đú Những hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu một cỏch đơn giỏ và học sinh đó nắm vững Kiểu hướng dẫn angụrit đũi hỏi
giỏo viờn phải phõn tớch một cỏch khoa học việc giải bài toỏn để xỏc định được một
trỡnh tự chớnh xỏc chặt chẽ của cỏc hành động cần thực hiện để giải được bài toỏn và đảm bảo cho cỏc hành động đú là hành động sơ cấp đối với học sinh
Kiểu hướng dẫn angụrit thường được ỏp dụng khi cần dạy cho học sinh phương
phỏp giải một loại bài toỏn điển hỡnh nào đú, nhằm luyện tập cho học sinh kỹ năng giải một loại bài toỏn xỏc định nào đú
Kiểu hướng dẫn angụrit cú ưu điểm là nú đảm bảo cho học sinh giải một bài toỏn đó
giao một cỏch chắc chắn, nú giỳp cho việc rốn luyện kỹ năng giải bài toỏn của học
sinh cú hiệu quả Tuy nhiờn, nếu việc hướng dẫn học sinh giải bài toỏn luụn chỉ ỏp
dụng kiểu hướng dẫn angụrit thỡ học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đó
được chỉ dẫn theo một mẫu đó cú sẵn, do đú ớt cú tỏc dụng rốn luyện cho học sinh
khả năng tỡm tũi, sỏng tạo Sự phỏt triển tư duy sỏng tạo của học sinh bị hạn
chế.[16,tr.114-116] 1.8.2 Hướng dẫn tỡm tũi
Hướng dẫn tỡm tũi là kiểu hướng dẫn mang tớnh chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ, tỡm tũi phỏt hiện cỏch giải quyết, khụng phải là giỏo viờn chỉ dẫn cho học sinh chỉ việc chấp hành cỏc hành động theo một mẫu đó cú để đi tới kết quả mà là giỏo viờn gợi mở để học sinh tự tỡm cỏch giải quyết, tự xỏc định cỏc hành động cần thực hiện để đạt được kết quả
Kiểu hướng dẫn tỡm tũi được ỏp dụng khi cần giỳp đỡ học sinh vượt qua khú khăn để
giải được bài toỏn, đồng thời vẫn đảm bảo yờu cầu phỏt triển tư duy học sinh, muốn
Trang 34Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là trỏnh được tỡnh trạng giỏo viờn làm thay cho học sinh trong việc giải bài toỏn Nhưng vỡ kiểu hướng dẫn này đũi hỏi học sinh tự
lực tỡm tũi cỏch giải quyết chứ khụng phải là học sinh chỉ việc chấp hành cỏc hành động theo mẫu đó được chỉ ra, nờn khụng bao giờ cũng đảm bảo cho học sinh giải được bài toỏn một cỏch chắc chắn
Khú khăn của kiểu hướng dẫn này chớnh là ở chỗ sự hướng dẫn của giỏo viờn phải
sao cho khụng được đưa học sinh đến chỗ chỉ việc thực hành cỏc hành động theo
mẫu, nhưng đồng thời lại khụng thể là một sự hướng dẫn viển vụng, quỏ chung
chung khụng giỳp ớch được cho sự định hướng tư duy của học sinh
Nú phải cú tỏc dụng hướng tư duy vào phạm vi cần và cú thể tỡm tũi phỏt hiện cỏch giải quyết [16, tr.1 17]
1.8.3 Định hướng khỏi quỏt chương trỡnh hoỏ
Định hướng khỏi quỏt chương trỡnh hoỏ là sự hướng dẫn cho học sinh tự tỡm tũi cỏch
giải quyết (chứ khụng thụng bỏo ngay cho học sinh cỏi cú sắn) Nột đặc trưng của
kiểu hướng dẫn này là giỏo viờn định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo
đương lối khỏi quỏt của việc giải quyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đũi hỏi sự tự lực tỡm tũi giải quyết của học sinh Nếu học sinh khụng đỏp ứng được thỡ sự giỳp đỡ
tiếp theo của giỏo viờn là sự phỏt triển định hướng khỏi quỏt ban đầu, cụ thể hoỏ
thờm một bước bằng cỏch gợi ý thờm cho học sinh, để thu hẹp hơn phạm vi phải tỡm tũi, giải quyết cho vừa sức học sinh Nếu học sinh vẫn khụng đủ khả năng tự lực tỡm
tũi, giải quyết thỡ hướng dẫn của giỏo viờn chuyển dõn thành hướng dẫn theo mẫu để
đảm bảo cho học sinh hoàn thành yờu cầu của một bước, sau đú tiếp tục yờu cầu học sinh tự lực tỡm tũi giải quyết bước tiếp theo Nếu cần thỡ giỏo viờn lại giỳp đỡ thờm Cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra
Kiểu hướng dẫn này được ỏp dụng khi cú điều kiện huớng dẫn tiến trỡnh hoạt động giải bài toỏn của học sinh, nhằm giỳp học sinh tự giải được bài toỏn đó cho, đồng
Trang 35KET LUAN CHUONG 1
Để đạt được mục đớch của luận văn như đó đề ra, trong chương này chỳng tụi đó
trỡnh bày cơ sở lớ luận về những vấn đề cơ bản sau:
- Bản chất của hoạt động dạy và hoạt động học
- Bản chất của hoạt động nhận thức vật lớ
-_ Phỏt triển tư duy của HS trong dạy học vật lớ
- Cỏc vấn đề về bài tập vật lớ: Khỏi niệm về bài tập vật lớ; vai trũ và tỏc dụng của bài
tập vật lớ; phõn loại bài tập vật lớ; phương phỏp giải bài tập vật lớ; phương phỏp
hướng dẫn giải bài tập vật lớ Đặc biệt luận văn đi sõu vào phõn tớch vai trũ của bài
tập thớ nghiệm cũng như việc hướng dẫn học sinh giải bài tập thớ nghiệm trong dạy học vật lớ
Trang 36CHUONG 2
PHÂN LOẠI, LỰA CHỌN HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM VỀ MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “ĐIỆN TỪ HỌC” VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN
HƯỚNG DẪN GIẢI
2.1 Phõn tớch nội dung kiến thức vật lý
2.1.1 Nội dung kiến thức khoa học 2.1.1.1 Từ trường trong chõn khụng a/ Tương tỏc từ
- Sự tương tỏc giữa dũng điện và nam chõm, giữa hai dũng điện, giữa cỏc nam chõm gọi là tương tỏc từ
- Tương tỏc từ chỉ xuất hiện khi cú cỏc dũng điện và phụ thuộc vào dũng điện đú
Núi đỳng hơn, tương tỏc từ xuất hiện khi cỏc điện tớch chuyển động và phụ thuộc
vào tớnh chất của chuyển động đú
- Định luật Ampe về tương tỏc giữa hai dũng điện:
e_ Núi chung, lực tương tỏc giữa hai dũng điện phụ thuộc vào cường độ dũng điện, vào hỡnh dạng của dõy dẫn cú dũng điện, vào khoảng cỏch giữa hai dõy
dẫn
e Lực tỏc dụng giữa hai phần tử mạch điện:
Luc tit dF do phần tử dũng điện Izi tỏc dụng lờn phần tử I,2/, cỏch nú khoảng 7 là
một vộc tơ:
+ cú phương vuụng gúc với TI, dl, va phdp tuyộn 7 cia mat phang chita Idi va 7 + Cú chiều theo qui tắc vặn nỳt chai, sao cho ba vộctơ theo thứ tự dl, „ ủ và dF lập thành một tam diện thuận
I dl.sin(dl ,7).I, dl, sin(dl, ,71)
r
+ C6 do lon: dF = K (2.1)
Trong đú K là một hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào đơn vị mà ta chọn Nếu dựng hệ don vị SL, thỡ trong trường hợp hai phần tử đặt trong chõn khụng, hệ số tỉ lệ K là đại lượng cú thứ nguyờn và cú giỏ trị là: K = &, V6i “, = 47.10" don vi SI, gọi là hằng số từ
7T
(đơn vị là Henry trờn một, kớ hiệu H/ m)
Trang 37ap ato Idlsin 0.1 ,dl, sin 0, 2.1.1
4z r ( )
Vỡ lực đ# là một đại lượng vectơ, nờn ta cú thể biểu diễn nú về cả phương, chiều và độ lớn bằng biểu thức vộctơ:
gee Mo [eal {tate 4z r 22)
Cỏc biểu thức (2.1) và (2.2) là biểu thức của định luật Ampe về lực tương tỏc giữa hai phần tử mạch điện
b/ Từ trường- Vộctơ cẩm ứng từ và vộctơ cường độ từ trường
* Từ trường: Từ trường xuất hiện xung quanh dũng điện ngay cả khi khụng cú mặt những dũng điện khỏc Khi đú trong khụng gian xung quanh dũng điện cú những
biến đổi nhất định Từ trường là một dạng của vật chất * Vộctơ cẩm ứng từ:
- Để đặc trưng cho từ trường một cỏch định lượng người ta dựng đại lượng là cảm
ứng từ
Cảm ứng từ đ8gõy bởi phần tử dũng điện z/, cú cường độ I, tại một điểm là một
vộcto: dB = 12] (2.3)
4z r
Trong đú 7 là bỏn kớnh vộctơ từ phần tử dũng điện đến điểm đang xột
Đú là nội dung của địng luật Biụ-Xava-Laplaxơ về cảm ứng từ gõy bởi một phần tử dũng điện Độ lớn của cảm ứng từ là:
_ My Idlsin @
4n or?
dB (2.3.1)
với ỉ là gúc giữa vộctơ Ai và 7
Phương của vộctơ đ#_ vuụng gúc với vộctơ đi và 7 „ tức là vuụng gúc với mặt phẳng chứa diva 7 Chiểu của vộctơ đ# tuõn theo qui tắc vặn nỳt chai: quay cho vặn nỳt
chai tiến theo chiều của dũng điện, thỡ chiều quay của cỏn vặn nỳt chai sẽ chỉ chiều của vẻtơ cảm ứng từ
* Nguyờn lớ chồng chất
Nếu tại một điểm nào đú cú cảm ứng từ gõy bởi nhiều dũng diện, thỡ vộctơ cảm ứng từ tổng hợp tại điểm đú bằng tổng hỡnh học cỏc vộc tơ cảm ứng từ gõy bởi cỏc dũng
điện riờng rẽ: B=B.+B,+ +B, =SB, (2.4)
Trang 38Để đặc trưng cho từ trường một cỏch định lượng, ngoài vộctơ cảm ứng từ ở, người ta cũn dựng khỏi niệm vộctơ cường độ từ trường H Trong chõn khụng hai vộctơ
BvàH cú cựng phương, cựng chiều và liờn hệ với nhau bởi hệ thức
1=? (2.5)
My
Trong hệ SI, đơn vị của cường độ từ trường H là Ampe trờn một, kớ hiệu A/m
cĂ Đường cảm ứng từ Từ thụng
- Đường cảm ứng từ: Đường cảm ứng từ là những đường vẽ trong từ trường mà
tiếp tuyến với nú ở mỗi điểm trựng với vộctơ cảm ứng từ tại điểm đú
Trờn đường cảm ứng từ ghi chiều dương trựng với chiều của vộctơ cảm ứng từ tại mỗi điểm Vỡ vộctơ cảm ứng từ cú giỏ trị, phương, chiều hoàn toàn xỏc định tại mỗi
điểm, nờn cỏc đường cảm ứng từ khụng bao giờ cắt nhau
- Từ thụng: Từ thụng qua mặt nhỏ AS,, đặt vuụng gúc với đường cảm ứng từ của từ
trường đều B, là đại lượng Ađ, xỏc định bởi biểu thức: Ađ = B.AS,
Về ý nghĩa hỡnh học, Ađ cho ta biết số đường cảm ứng từ đi qua mặt A5S,
Nếu AS khụng vuụng gúc với đường cảm ứng từ, mà phỏp tuyến của nú lập với đường cảm ứng từ một gúc œ_ thỡ:
Ađ =B.AS.cosz = B,AS (2.6)
Trong đú B, = B.cosa@ 1a hinh chiộu cua B tren phương phỏp tuyến cua AS
Trong hệ SĨ, đơn vị của từ thụng là Vờbe, kớ hiệu là wb đJ Tỏc dụng của từ trường lờn dũng điện
* Tỏc dụng của từ trường lờn một phần tử dũng điện:
Lực tỏc dụng 4F của từ trường cú vectơ cảm ứng từ Z lờn một phần tử mạch điện
Tdi la:
dF =I[dl.B] (2.7)
Biểu thức này là cụng thức Ampe về lực tỏc dụng của từ trường lờn dũng điện Lực
4F cú độ lớn:
dF = IBdl sin(d! B) (2.7.1)
Cú phương vuụng gúc với ở và đ/, cú chiờu liờn hộ voi B va di theo qui tắc vặn nỳt
Trang 39Thụng thường, người ta hay xỏc định chiều của dF nhờ quy tắc bàn tay trỏi: đặt bàn tay trỏi sao cho đường cảm ứng từ xuyờn qua lũng bàn tay, chiều dũng điện đi từ cổ
tay đến cỏc ngún tay, thỡ chiều của ngún tay cỏi mở ra là chiều của lực từ tỏc dụng lờn phần tử dũng điện
* Tỏc dụng tương hỗ giữa hai dũng điện thẳng song song dài vụ hạn
Hai dũng điện thẳng song song dài vụ hạn, cỏch nhau khoảng d, cú dũng điện I, I, di qua
Lực tỏc dụng của I, lờn phần tử A¿, của dũng điện 2 là:
ol
AF, = oe BÀI, (2.8)
Luc tộc dung cua I, lộn phan tir A/, cla dong diộn 1 là:
01,
AF, = oe hl (2.9)
Nếu IĂ cựng chiờu với I; thỡ hai dũng điện hỳt nhau và ngược lại
2.1.1.2 Từ trường của điện tớch chuyển động
* Cảm ứng từ do một hạt mang điện chuyển động gõy ra là:
B=?“¿[s7] (2.10)
An
trong đú Ơ 1a van tộc cua hạt mang điện, 7 là bỏn kớnh vectơ từ hạt mang điện đến
điểm ta xột từ trường Độ lớn của cảm ứng từ là:
e.y.Sin
Bao me 2.10.1
4n or ( )
với œlà gúc giữa vectơ vận tốc ÿ và bỏn kớnh Z Phương của vộctơ cảm ứng từ ở
vuụng gúc với vectơ ? và Z Nếu hạt mang điện dương, chiều của vộctơ cảm ứng từ
B xỏc định theo qui tắc vặn nỳt chai: quay cỏn vặn nỳt chai theo chiều tir Ơ dộn
7 chiều tiến của vặn nỳt chai là chiều của vộc tơ cảm ứng từ B
Cam ứng từ gõy bởi điện tớch õm (e<0) chuyển động cú chiều ngược với qui tắc này * Lực từ tỏc dụng lờn một hạt mang điện chuyển động với vận tốc ÿ là:
ƒ=e[9.], (2.11)
trong đú ở là cảm ứng từ, ù là vận tốc của hạt mang điện, e là giỏ trị đại số của
điện tớch chuyển động Lực ƒ cú giỏ trị:
Trang 40Với ứ là gúc giữa ÿ và Phương của lực này vuụng gúc với vộctơ ? và B Chiộu của lực tỏc dụng lờn điện tớch dương xỏc định theo qui tắc vặn nỳt chai: “quay cỏn
vặn nỳt chai theo chiều từ ứ đến Z, chiều tiến của vặn nỳt chai là chiều của vộctơ #”( hoặc qui tắc bàn tay trỏi) Chiều của lực tỏc dụng lờn điện tớch õm, ngược với qui tắc trờn
2.1.1.3 Từ trường trong từ mụi
a/ Sự từ hoỏ cỏc chất
- Cỏc chất cú khả năng bị từ hoỏ được gọi là từ mụi (hay vật liệu từ)
- Khi ta đặt từ mụi vào từ trường thỡ nú bị từ hoỏ và tạo ra từ trường phụ cú cảm ứng
từ ' Cảm ứng từ tổng hợp Z trong từ mụi là kết quả của sự chồng chất từ trường phụ Z' này với từ trường ban đầu ử,:
B=B,+B (2.12)
Căn cứ vào độ lớn, phương và chiờu của vộctơ 8' người ta phõn từ mụi làm 3 loại:
+ Chất thuận từ: #' cựng chiều với ệ, và độ lớn của nú rất nhỏ so với B, + Chất nghịch từ: Z' ngược chiờu với Z, và độ lớn của nú rất nhỏ so với B,
+ Chất sắt từ: Z' cựng chiều với ở, và cú thể lớn hơn Z, nhiều
* Cường độ từ trường trong từ mụi:
ủ=°-J, (2.13)
“th
trong đú J là vộctơ từ hoỏ Đối với chõn khụng J = 0, ta cú:
H=— (2.13.1)
b/ Nam chõm vĩnh cửu
Mỗi nam chõm vĩnh cửu cú hai cực là cực Bắc và cực Nam, cực Bắc là cực cú
cỏc đường cảm ứng từ đi ra, cũn cực nam là cực tại đú cỏc đường cảm ứng từ đi vào 2.1.1.4 Hiện tượng cảm ứng điện từ
- Mỗi khi từ thụng qua mạch kớn biến thiờn thỡ trong mạch xuất hiện dũng điện Sự biến thiờn này cú thể xảy ra theo hai cỏch: hoặc là mạch kớn đứng yờn trong một