Soạn thảo vả sử dựng hệ thống bài tập thí nghiệm chương Mắt, các dụng cụ quang Vật lý 11 Trung học phổ thông

Các công việc chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1.8.3 Những yếu tố cơ bản để thực hiện quá trình hướng dẫn học sinh hoạt động nhận thức đạt kết quả trong giờ bài tập thí nghiệm 1.11 Đ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ ANH ĐÀO

SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG

”MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG ” VẬT LÍ 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI – 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ ANH ĐÀO

SOẠN THẢO VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG ” MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG ” VẬT LÍ 11 TRUNG HỌC PHỔ

THÔNG

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

Mã số: 60 14 10

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Hương Trà

HÀ NỘI – 2011

6 Giả thuyết khoa học

7 Phương pháp nghiên cứu

8 Luận cứ

9 Cấu trúc luận văn

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Bài tập vật lí là gì?

1.2 Tư duy trong giải bài tập vật lí

1.3 Vai trò và tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học

1.4 Phân loại bài tập vật lí

1.4.1 Căn cứ theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy

1.4.2 Căn cứ vào nội dung bài tập

1.4.3 Căn cứ vào phương thức cho điều kiện và phương thức giải

1.5 Bài tập thí nghiệm

1.5.1 Các loại bài tập thí nghiệm

1.5.2 Các khả năng sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí 1.5.3 Các bước giải bài tập thí nghiệm

1.6 Cơ sở định hướng giải bài tập vật lí

1.7 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

1.7.1.Ba kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

1.7.2 Đặc điểm khi hướng dẫn giải bài tập thí nghiệm

1.8 Tổ chức dạy học về bài tập vật lí nhằm phát huy tính tích cực của học sinh

1.8.1 Tính tích cực của học sinh trong học tập

1.8.2 Các công việc chuẩn bị của giáo viên và học sinh

1.8.3 Những yếu tố cơ bản để thực hiện quá trình hướng dẫn học sinh hoạt động nhận thức đạt kết quả trong giờ bài tập thí nghiệm

1.11 Điều tra thực tiễn dạy bài tập thí nghiệm ở trường THPT

2.1.3 Phát triển tư duy

2.2 Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Mắt Các dụng cụ quang”

2.2.1 Mục đích chung của hệ thống bài tập

2.2.2 Phân loại bài tập

2.2.3 Hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Mắt Các dụng cụ quang”

2.2.4 Hướng dẫn một số bài tập thực nghiệm

3.3 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm

3.4 Thới gian thực nghiệm

3.5 Những thuận lợi và khó khăn gặp phải và cách khắc phục khi làm thực nghiệm

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn mới đã được chỉ rõ trong Nghị quyết của Hội nghị ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng Sản Việt Nam, khóa VIII:

“Nhiệm vụ cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng con người và thế hệ thiết

tha gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, có ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ Tổ Quốc công nghiệp hóa hiện đại hóa, giữ gìn và phát huy các giá trị văn hóa của dân tộc, có năng lực tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loại; phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, có

ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực cá nhân, làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỉ luật, có sức khỏe, là những người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên như lời dặn của Bác Hồ”

Về mặt trí dục, mục tiêu mới nêu lên phẩm chất trí tuệ mới của người Việt

Nam là: “có năng lực tiếp thu tinh hoa văn hóa nhân loại; phát huy tiềm năng của

dân tộc và con người Việt Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực cá nhân, làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi…”

Bài tập vật lí có vai trò vô cùng quan trọng, được sử dụng trong nhiều giai đoạn của quá trình dạy học Bài tập vật lí, thể hiện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn Bài tập vật lí giúp học sinh hiểu sâu hơn những quy luật vật lí và những hiện tượng vật lí, biết phân tích chúng vào những vấn đề thực tiến Trong nhiều trường hợp, dù giáo viên có cố gắng trình bày tài liệu mạch lạc, lô gic, phát biểu định nghĩa, định luật thật chính xác và có kết quả thì đó mới là điều kiện cần, chứ chưa đủ để học sinh hiểu sâu kiến thức chỉ có thông qua bài tập dưới hình thức này hoặc hình thức kia tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì kiến thức đó mới trở lên xâu sắc

Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, các thí nghiệm vật lí đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành tri thức vật lí Một trong những nhiệm vụ quan

trong của vật lí hiện nay là bồi dưỡng cho học sinh phương pháp nhận thức là phương pháp thực nghiệm Thông qua các bài thực hành của học sinh, biểu diễn thí nghiệm của giáo viên, việc giải các bài tập thực nghiệm mới có thể bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh đạt kết quả và cũng từ đó mà học sinh hiểu sâu hơn về kiên thức vật lí

Trên tinh thần đó, chúng tôi thực hiện đề tài “Soạn thảo và sử dụng bài tập thí nghiệm chương Mắt Các dụng cụ quang vật lý 11 THPT”

2 Mục đích nghiên cứu

Soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí chương “ Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11 THPT nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

3.Phạm vi nghiên cứu

Nội dung chương : Mắt Các dụng cụ quang vật lý 11 THPT

Các hoạt động dạy và học của giáo viên và học sinh trường THPT B Kim Bảng

6 Giả thuyết khoa học

Dựa trên cơ sở lý luận dạy học hiện đại, cũng với việc phân tích nội dung khoa học của kiến thức cần dạy, nếu soạn thảo và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm phù hợp thì sẽ phát huy được tính tích cực của học sinh và nâng cao chất lượng kiến thức

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết:

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về tâm lí học, giáo dục học và lí luận dạy học bộ môn theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh

- Nghiên cứu mục tiêu, nội dung và nhiệm vụ dạy học của bộ môn vật lí ở trường THPT hiện nay nói chung , và của chương “Mắt Các dụng cụ quang” nói riêng

- Việc soạn thảo hệ thống bài tâp thí nghiệm có vai trò, tác dụng gì đến quá trình học của học sinh

7.2 Phương pháp điều tra quan sát

- Thăm dò, trao đổi ý kiến với giáo viên các trường THPT để nắm bắt thực trạng của việc sử dụng bài tập thí nghiệm vật lí trong dạy học hiện nay ở các trường THPT

7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở các trường THPT có đối chứng để kiểm tra tính khả thi của luận văn, cụ thể là làm nổi bật vai trò của bài tập thí nghiệm vật

lí trong việc nâng cao nhận thức của học sinh THPT trong các giờ học vật lí

7.4 Phương pháp thống kê toán học

- Sử dụng phương pháp thống kê mô tả và thống kê kiểm định để trình bày kết quả thực nghiệm sư phạm

8 Luận cứ

8.1 Luận cứ lý thuyết

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của vấn đề đổi mới phương pháp dạy học vật lí

theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh THPT

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc soạn thảo bài tập thí nghiệm vật lí trong

việc nâng cao nhận thức của học sinh THPT

- Những phân tích về nội dung kiến thức chương

- Soạn thảo một số bài tập thí nghiệm chương “Mắt Các dụng cụ quang”

vật lí 11 THPT

8.2 Luận cứ thực tiễn

- Minh chứng dạy học thực nghiệm

- Kết quả học tập từ phía học sinh thông qua các bài kiểm tra

9 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục, nội dung chính của luận văn được chia thành ba chương

Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài

Chương 2: Soạn thảo và thiết kế tiến trình dạy học bài tập thí nghiệm chương:

“Mắt Các dụng cụ quang” vật lí 11 THPT

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Bài tập vật lí là gì?

Theo X.E Camenetxki và V.P Ôrêkhốp «trong thực tế dạy học, bài tập vật

lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật

và các phương pháp vật lí… » [11]

Trong các tài liệu giáo khoa cũng như các tài liệu về phương pháp dạy học

bộ môn người ta thường hiểu bài tập vật lí là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của học sinh và rèn kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn [11].Bài tập vật lí là một phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông

Cũng như việc học tập môn vật lí nói chung, việc giải các bài tập vật lí ở nhà trường nói riêng không thể chỉ dừng lại ở sự tìm cách vận dụng các công thức vật lý

để giải các phương trình và đi đến đáp số Quan trong hơn là giải bài tập vật lý phải giúp học sinh hiểu sâu hơn các hiện tượng vật lý xảy ra trong thế giới tự nhiên xung quanh ta, trong các đối tượng của nên công nghệ văn minh mà ta đang sử dụng, và

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

Các bài tập vật lí trong sách giáo khoa thường rất khác xa so với những thực

tế mà học sinh sẽ gặp trong cuộc sống Nếu không hiểu thấu đáo vật lí học và nhất

là không quen với việc giải bài tập gắn với thực tế thì học sinh khó lòng giải quyết tốt những bài toán thực tế của cuộc sống

1.2 Tư duy trong giải bài tập vật lí

Qua trình hình thành nên các khái niệm, định luật vật lí gắn với quá trình khái quát hóa, nó liên quan đến chuyển tiếp của người học từ chỗ mô tả tính chất của từng sự vật, hiện tượng vật lí riêng lẻ đến chỗ phát hiện và tách nó ra trong một nhóm các sự vật, hiện tượng

Quá trình dạy học thường theo trình tự: tri giác – biểu tượng – khái niệm (định luật) Như vậy, quá trình dạy học đi từ các đặc điểm và dấu hiệu đơn lẻ của các tri giác và biểu tượng và do đó, nó là kết quả của khái quát hóa và biểu tượng

về rất nhiều hiện tượng và sự vật cùng loại

Tuy nhiên, nắm vững khái niệm, định luật không chỉ giới hạn ở chỗ biết các dấu hiệu của sự vật và hiện tượng được bao hàm bởi khái niệm đó, mà còn phải biết

sử dụng nó trong thực tế, biết làm việc với nó Điều đó có nghĩa là việc tiếp thu khái niệm, định luật không chỉ bao gồm con đường từ dưới lên trên – từ các trường hợp đơn lẻ, bộ phận đến khái quát hóa chúng mà còn có con đường ngược lại từ trên xuống dưới, từ cái chung đến cái bộ phận và riêng lẻ Khi biết cái chung, cần nhìn thấy nó trong trường hợp cụ thể gặp phải trong thời điểm đã cho Đó chính là con đường cần thực hiện khi giải các bài toán vật lý

Nhiều bằng chứng đã chứng tỏ, các khái quát ban đầu mà học sinh thu nhận theo sơ đồ “từ dưới lên trên”, tự nó không đảm bảo được sự vận động “từ trên xuống dưới”, từ cái chung đến cái riêng Khi học các sự kiện mới và cụ thể, học sinh không nhận ra trong đó trường hợp riêng của dấu hiệu chung mà học đã biết, không thể tách bạch dấu hiệu chung này từ những điều kiện cụ thể, việc chuyển từ cái chung đến cái riêng, cái cụ thể giúp người học khác phục được sự tách rời giữa cái cụ thể với cái trừu tượng

Khái quát ban đầu càng trừu tượng thì sự tiếp thu nó một cách đầy đủ càng đòi hỏi phải cụ thể hóa nhiều hơn Trong dạy học vật lí, việc cụ thể hóa được thực hiện trong việc áp dụng khái niệm, định luật vật lí, khi giải các bài tập đưa các sự kiện, hiện tượng vật lí đơn lẻ vào khái niệm

Nắm vững khái niệm, định luật có nghĩa là nắm vững được toàn bộ tập hợp các tri thức về các sự vật mà khái niệm, định luật đó có liên quan Càng tiến gần tới mức độ đó, người học càng nắm vững khái niệm định luật Đó là sự phát triển của các khái niệm, định luật, chúng không phải bất biến mà có sự thay đổi về nội hàm tùy theo việc mở rộng tri thức

Như vậy, việc giải bài tập vật lý thực chất là vận dụng các kiến thức khái quát đã có vào các tính huống vật lí cụ thể, đó là quá trình đi từ cái chung đến cái riêng

1.3 Vai trò và tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học

Những kết quả nghiên cứu của sinh lí học thần kinh và tâm lí học cho thấy quá trình ghi nhớ các kiến thức có liên quan tới những thông tin được chuyển từ trí nhớ ngắn thành trí nhớ dài

Trí nhớ ngắn lưu giữ những gì ta đang suy nghĩ vào lúc đó tới từ các giác quan (như tai, mắt…) Đôi khi, những nội dung của trí nhớ ngắn được chuyển sang trí nhớ dài Các nội dung của trí nhớ dài sẽ được sắp xếp có tổ chức Để được chuyển thành trí nhớ dài thì các thông tin cần được xử lí và sắp xếp cấu trúc trong trí nhớ ngắn sao cho nó « có nghĩa » đối với người học Quá trình sắp xếp cấu trúc

thông tin cần có thời gian nhưng đó là thời gian hữu ích bởi vì người học sẽ hầu như không thể nhớ được những gì mà họ không hiểu hoặc không hiểu đúng

Biểu đồ dưới đây cho thấy người học có thể quên những gì đã được học, nhưng mỗi lần các kiến thức được đem sử dụng và làm cho nó trở nên có nghĩa là một lần làm cho kiến thức đó được gắn chặt hơn vào trong trí nhớ dài, và kết quả là

cứ sau mỗi lần nhớ lại, sử dụng các kiến thức để giải thích và tiên đoán các hiện tượng là thời gian bị quên của lần học đó lại được kéo dài ra

Sơ đồ 1.1 : Sự phụ thuộc của trí nhớ vào thời gian

Tuy nhiên, học không hoàn toàn giống ghi nhớ, và cũng không phải chỉ là

ghi nhớ, đó là quá trình chủ động "tạo nghĩa" của kiến thức Chỉ những thông tin

nào được người học sắp xếp có cấu trúc và có tổ chức mới có thể chuyển thành trí nhớ dài Việc giải các bài tập vật lí là một yếu tố cấu thành quan trọng trong việc cấu trúc kiến thức vật lí của người học Muốn vậy, cần thường xuyên rèn cho học sinh thói quen và kĩ năng, kĩ xảo vận dụng những kiến thức đã học vào cuộc sống

hàng ngày

Thông qua dạy học về bài tập vật lí, người học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật vật lí, những hiện tượng vật lí, biết cách phân tích chúng và ứng dụng chúng vào các vấn đề thực tiễn, làm cho kiến thức trờ thành vốn riêng của người học

Trong nhiều trường hợp, dù giáo viên cố gắng trình bày tài liệu một cách mạch lạc, lôgic, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng các yêu cầu và cho kết quả chính xác thì đó mới chỉ là điều kiện cần chứ chưa phải là điều kiện đủ

để học sinh hiểu sâu và nắm vững kiến thức Chỉ có thông qua các bài tập vật lí ở hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt các kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc, hoàn thiện và trở thành vốn riêng của người học Chẳng hạn với bài tập “Tại sao khi dùng quạt điện lâu thì nó bị nóng

lên” có thể rèn cho học sinh thói quen quan sát, tập giải thích các hiện tượng xảy ra xung quanh bằng kiến thức đã học

Vật lí là môn học có tính tương tác và ứng dụng rất cao trong đời sống Khi dạy học đến một vấn đề nào đó, giáo viên cố gắng yêu cầu vận dụng kiến thức vào những hiện tượng, các vật dụng trong cuộc sống Ví dụ, về lực đẩy, học sinh có thể hình dung đến chiếc bơm xe đạp, máy nén khí,… Điều này giúp học sinh biến các kiến thức lí thuyết khô khan thành những kiến thức có nghĩa trong cuộc sống

Kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn là thước đo mức độ sâu sắc và vững vang của những kiến thức học sinh thu nhận được

Bài tập vật lí có thể được sử dụng như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra, học sinh có nhu cầu tìm kiếm kiến thức mới đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc

Ở bậc Trung học phổ thông, trình độ toán học của học sinh đã khá phát triển

Khi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy nghĩ về

một hiện tượng mới, hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra

Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải phân tích đề bài, xem đề bài đã cho gì, cần gì, học sinh phải tái hiện kiến thức, vận dụng các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa để xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng, lập luận, tính toán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, đo đạc, kiểm tra kết luận Vì thế, bài tập vật lí sẽ là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, bồi dưỡng hứng thú học tập và phương pháp nghiên cứu khoa học cho người học, đặc biệt là khi phải khám phá ra bản chất của các hiện tượng vật lí được trình bày dưới dạng các tình huống vấn đề

Trong dạy học vật lí nếu ý thức được điều này, các bài tập vật lí do giáo viên lựa chọn tốt có thể tối đa hóa khả năng sáng tạo và tính tò mò cùa người học thay vì

những bài tập chỉ đòi hỏi áp dụng một cách giản đơn các công thức, định luật Các

bài tập này sẽ giúp rèn luyện cho học sinh tính sáng tạo, độc lập trong suy nghĩ, đức tính kiên trì khắc phục khó khăn và sự yêu thích môn học Ở đây, người học được khuyến khích chủ động chứ không thụ động trong thái độ học, cần lưu ý rằng sự giúp đỡ quá mức của giáo viên có thể dẫn đến việc khuyến khíchtính dưa dẫm của người học

Bài tập vật lí còn là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và là phương tiện để kiểm tra kiến thức kĩ năng của học sinh Khi giải bài tập vật lí, hoc sinh phải nhớ lại kiến thức vừa học, đào sâu khía cạnh nào đó của kiến thức hoặc

phai tổng hợp kiến thức trong một để tài, một chương hoặc một phần của chương trình

Qua các bài kiểm tra hằng tiết, hằng chương, hằng kì giáo viên kịp thời sủa chữa các sai lầm của học sinh Giải bài tập vật lí là thước đo chính xác để giáo viên

có thể thường xuyên theo dõi thành tích và tinh thần học tập của học sinh cùng với hiệu quả công tác giáo dục, giáo dưỡng của mình để từ đó có thể điều chỉnh nội dung, phương pháp dạy học, giúp quá trình dạy học đạt hiệu quả cao

Bài tập vật lí còn có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp Các bài tập vật lí có thể đề cập đến các lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống: khoa học kĩ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, sản xuất công nghiệp Các bài tập này là phương tiện thuận lợi để học sinh liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất và cuộc sống

Để có được nền khoa học vật lí như ngày nay, lịch sử vật lí đã trải qua bao cuộc thăng trầm, đấu tranh quyết liệt chống lại tư tưởng bảo thủ, lạc hậu, phản động Nhờ dạy học về bài tập vật lí giáo viên có thể giới thiệu cho học sinh biết sự xuất hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến hiện đại, các phát minh làm thay

đổi thế giới Tiếp xúc với các hiện tượng trong đời sống hàng ngày qua các bài tập

vật lí giúp học sinh nhìn thấy khoa học vật lí ở xung quanh mình, qua đó kích thích hứng thú, đam mê của các em với môn học, bồi dưỡng khả năng quan sát Bài tập vật lí góp phẩn xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh, làm cho họ hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật chất, vật chất luôn ở trạng thái vận động, họ

tin vào sức mạnh của mình, mong muốn đem tài năng và trí tuệ cải tạo thiên nhiên

Giải bài tập vật lí không phải là một công việc nhẹ nhàng, nó đòi hỏi sự làm việc căng thẳng, tích cực của học sinh, một sự vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm đã có để tìm lời giải nêu ra trong bài tập Khi giải thành công một bài tập nó sẽ đem đến cho học sinh niềm phấn khởi sáng tạo, sẵn sàng đón nhận những bài tập mới ở mức độ cao hơn

Tuy nhiên không phải cứ cho học sinh làm bài tập là chúng ta đạt ngay được các yêu cầu mong muốn Bài tập vật lí chỉ phát huy tác dụng to lớn của nó trong những điều kiện sư phạm nhất định Kết quả rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo giải bài tập phụ thuộc rất nhiều vào việc có hay không có một hệ thống bài tập được lựa chọn

và sắp xếp phù hợp với mục đích dạy học, với yêu cầu rèn luyện kĩ năng kĩ xảo cho người học.[11]

1.4 Phân loại bài tập vật lí

Bài tập vật lí rất đa dạng và phong phú Có nhiều cách phân loại bài tập,các bài tập trước hết được phân loại theo các chủ đề: bài tập cơ học, bài tập nhiệt học, bài tập quang…Hoặc các bài tập được phân loại tùy thuộc vào mục đích sử dụng,

tùy vào mức độ yêu cầu phát triển tư duy, tùy theo nội dung, theo phương thức cho điều kiện, theo phương thức giải mà có thể phân loại bài tập theo nhiều cách khác nhau Các bài tập có thể được phân thành các loại như sau:

1.4.1 Căn cứ theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy

Theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy, có thể phân bài tập thành hai loại là bài tập thực nghiệm và bài tập sáng tạo

1.4.1.1 Bài tập luyện tập

Bài tập luyện tập là những bài tập mà hiện tượng xảy ra chỉ tuân theo một quy tắc, một định luật vật lí đã biết, muốn giải chỉ cần một lập luận đơn giản hay áp dụng công thức đã biết Loại bài tập này dùng để củng cố kiến thức lí thuyết cơ bản

đã học, hoặc sau khi học một kiến thức vật lí mới (một khái niệm, một định luật, một quy tắc vật lí nào đó) giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn các khái niệm các định luật vừa nghiên cứu, nắm vững cách giải đối với một loại bài tập nhất định đã được chỉ dẫn cách thức giải Loại bài tập này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của người học bởi vì trong các bài tập loại này các điều kiện cho trong đề bài thường đã chỉ rõ hành động cần thực hiện

1.4.1.2 Bài tập sáng tạo

Loại bài tập này yêu cầu học sinh phải có đầu óc tư duy và sáng tạo, có khả năng phân tích đề bài, vận dụng tổng hợp kiến thức để giải quyết vấn đề đặt ra Loại bài tập này đôi khi yêu cầu học sinh có đầu óc tưởng tượng, biết cách suy diễn lập luận chắc chắn để thiết lập các mối quan hệ cần xác lập một cách chặt chẽ và có

lô gic

Bài tập sáng tạo có hai loại:

Bài tập nghiên cứu: là loại bài tập cần giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở mô hình trừu tượng thích hợp rút ra từ lí thuyết vật lí Học sinh cần trả lời câu hỏi “tại sao”

Bài tập thiết kế: là loại bài tập vận dụng các kiến thức lí thuyết đã biết để đưa ra mô hình mới phù hợp với mô hình trừu tượng học sinh cách trả lời câu hỏi

“làm như thế nào?”

1.4.2 Căn cứ vào nội dung bài tập

Trong cách phân loại này, người ta có thể chia thành các loại sau;

1.4.2.1 Bài tập có nội dung cụ thể

Là những bài tập có dữ liệu là các con số cụ thể, thực tế và học sinh có thể đưa ra lời giải dựa vào vốn kiến thức cơ bản đã có

Những bài tập có nội dung cụ thể có tác dụng tập cho người học phân tích các hiện tượng thực tế cụ thể để làm rõ bản chất vật lí và do đó, có thể vận dụng các kiến thức vật lí để giải

1.4.2.2 Bài tập có nội dung trừu tượng

Là những bài tập mà các dữ kiện cho dưới dạng chữ Trong bài tập này, bản chất được nêu bật trong đề bài, những chi tiết không bản chất đã được loại bỏ bớt học sinh có thể nhận ra được cần sử dụng công thức, định luật vật lí nào để giải bài tập đã cho

1.4.2.3 Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp

Là loại bài tập có nội dung chứa đựng có kiến thức về kĩ thuật, về sản xuất, công nông nghiệp, giao thông vận tại

1.4.2.4 Bài tập có nội dung lịch sử

Là các bài tập chứa dựng các kiến thức có liên quan đến lịch sử như những

dữ liệu về các thí nghiệm vật lí cổ điển, những phát minh, sáng chế hoặc những câu

chuyện có tính chất lịch sử

1.4.2.5 Bài tập vui

Là các bài tập sử dụng các sự kiện vui hoặc kì lạ Việc giải các bài toán này

sẽ làm cho các tiết học thêm sinh động, nâng cao hứng thú học tập cho học sinh

1.4.3 Căn cứ vào phương thức cho điều kiện và phương thức giải

Cách phân loại này có thể chia bài tập thành các dạng sau:

1.4.3.1 Bài tập định tính

Là loại bài tập được đưa ra với nhiều tên gọi khác nhau “bài tập lô gic”, “câu hỏi thực hành”, “câu hỏi định tính”… Loại bài tập này dùng để vận dụng kiến thức vào đời sống, sản xuất Nó thường dùng để làm bài tập mở đầu nghiên cứu tài liệu mới, giúp học sinh nắm vững bản chất vật lí của các hiện tượng, tạo say mê, hứng thú môn học, rèn cho họ tư duy lô gic, khả năng phán đoán, biết cách phân tích bản chất vật lí của hiện tượng Khi giải loại bài tập này đòi hỏi học sinh phải xác lập được mối liên hệ phụ thuộc về bản chất giữa các đại lượng vật lí Bài tập này thường đưa ra yêu cầu dưới dạng câu hỏi “vì sao”, “tại sao”

1.4.3.2 Bài tập định lượng

Là loại bài tập có dữ liệu là các số cụ thể, học sinh phải giải chúng bằng các phép tính toán, sử dụng công thức để xác lập mối quan hệ phụ thuộc định lượng giữa các đại lượng phải tìm và nhận kết quả dưới dạng một công thức hoặc một giá trị bằng số

1.4.3.3 Bài tập thí nghiệm

Là loại bài tập sử dụng thí nghiệm để đi đến mục đích đặt ra, có khi phải tiến hành thí nghiệm để đi tới kết quả phải tìm hoặc làm thí nghiệm để lấy số liệu giải bài tập

1.4.3.4 Bài tập đồ thị

Dạng bài tập này rất phong phú Có thể từ đồ thị đã cho, học sinh phải tìm ra một yếu tố nào đó hoặc từ các dữ kiện đã biết xây dựng đồ thị Loại bài tập này giúp học sinh thấy được một cachstrwcj quan mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí

Trong đề tài, lựa chọn cách phân loại bài tập theo phương thức giải và phương thức cho điều kiện, và lựa chọn dạng bài tập thí nghiệm để tìm hiểu, do vậy chúng tôi trình bày chi tiết về dạng bài tập này

1.5 Bài tập thí nghiệm

1.5.1 Các loại bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm có thể phân thành bốn loại căn cứ vào mục đích thực hiện như sau:

-Loại thứ nhất: Mô tả chi tiết thí nghiệm, làm thí nghiệm học sinh quan sát

hiện tượng, rồi yêu cầu học sinh giải thích hiện tượng

Ví dụ: Giữ một vật nhỏ (đầu bút bi, nắp bút

máy ) nằm ngang ngay trước một cốc thuỷ tinh

hình trụ thành mỏng, chứa gần đầy nước Đặt mắt

quan sát vật nhỏ ở phía bên kia cốc nước Mô tả và

giải thích hiện tượng quan sát được.[2]

- Loại thứ hai: Mô tả chi tiết thí nghiệm,

yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng xảy ra, rồi làm thí nghiệm kiểm tra Loại này, mức độ yêu cầu cao hơn so với loại thứ nhất

Ví dụ: Nhờ một thấu kính người ta đã thu được ảnh phóng đại của ngọn nến

trên tường Hỏi hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào nếu ta che kín nửa dưới của thấu kính? Hãy làm thí nghiệm để kiểm tra

- Loại thứ ba: Nêu yêu cầu, cho các dụng cụ thí nghiệm, yêu cầu thiết kế

phương án thí nghiệm Loại bài tập này mức độ yêu cầu cao hơn so với hai loại trên, nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

Ví dụ: Cho các dụng cụ: Một tấm bìa cát tông trắng, phảng; một hộp kim và

một thước đo góc, làm thế nào để đo được chiết suất của một bản thủy tinh? Hãy làm thí nghiệm và tính chiết suất đó

-Loại thứ tư: Nêu yêu cầu của thí nghiệm, học sinh phải tự chọn dụng cụ thí

nghiệm, bố trí thí nghiệm, rồi tiến hành thí nghiêm Đây là loại bài tập với mức độ yêu cầu cao nhất

Ví dụ: Có những cách nào để đo chiết suất của lăng kính ? Hãy thiết kế và

tiến hành một phương án thí nghiệm

1.5.2 Các khả năng sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí

- Bài tập thí nghiệm vật lí có thể làm trên lớp, ở nhà hay trong các chương trình nội khóa, ngoại khóa

- Bài tập thí nghiệm vật lí có thể được sử dụng ở tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học:

+ Đề xuất vấn đề nghiên cứu: ví dụ, khi học về đường truyền của tia sáng qua lăng kính đặt trong không khí, có thể chiếu một tia sáng hẹp từ không khí vào lăng kính, yêu cầu học sinh mô tả hiện tượng quan sát được từ đó nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu

+ Hình thành kiến thức kĩ năng mới: ví dụ, khi học về sự tạo ảnh của thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì, cho học sinh quan sát sự tạo ảnh qua hai thấu kính này khi vật đặt gần thấu kính, và khi đưa vật dần tiến ra xa thấu kính Từ đó học sinh so sánh được sự tạo ảnh của hai loại thấu kính khi đặt trong không khí

+ Củng cố kiến thức, kĩ năng đã thu được và kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh

1 5.3 Các bước giải bài tập thí nghiệm

Các bài tập thí nghiệm có đặc điểm chung là nghiên cứu thực nghiệm về một

sự liên hệ phụ thuộc nào đó Tuy nhiên, với mỗi loại bài tập thì các bước giải có khác nhau

1.5.3.1 Loại 1: bài tập mô tả chi tiết thí nghiệm, làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng rồi giải thích

Bước một: Nắm vững từng dụng cụ, giải thích tác dụng của từng dụng cụ

-Nắm vững phương án thí nghiệm, nắm được nguyên lí vật lí của thí nghiệm

-Mắc sơ đồ thí nghiệm

Bước hai: tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tượng

Bước ba: Đối chiếu những hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm với kiến thức

liên quan Tìm mối liên hệ của hiện tượng với các nguyên lí, các định luật vật lí có liên quan để giải thích hiện tượng

Ví dụ: Chiếu một chùm tia sáng song song tới đỉnh của một lăng kính Phía

sau lăng kính ta đặt một màn hứng E trên màn này ta sẽ thu được vệt sáng

Nếu thay đổi góc tới i bằng cách xoay lăng kính cho i giảm thì ta nhận thấy rằng: lúc đầu khi i giảm thì D giảm, khi D giảm đến giá trị Dmin thì thấy rằng, nếu tiếp tục giảm i thì D lại tăng Hãy làm thí nghiệm để kiểm chứng hiện tượng trên

1.5.3.2 Loại 2: bài tập mô tả chi tiết thí nghiệm, dự đoàn hiện tượng, rồi làm thí nghiệm kiểm tra

Nắm vững phương án thí nghiệm, nắm được nguyên lí vật lí của thí nghiệm

Bước hai: Dự đoán các hiện tượng vật lí có thể xảy ra

Bước ba: Tiến hành thi nghiệm kiểm tra

Bước bốn:Trên cơ sở của hiện tượng thí nghiệm, có thể dự đoán các hiện

trường hợp khác khi thay đổi các yếu tố liên quan

Ví dụ: Đổ gần đầy nước vào một cốc nhựa trong suốt (hoặc chai nhựa

nhẵn) hình hộp chữ nhật hoặc hình trụ Cắt một tấm bìa có chiều cao bằng khoảng 2/3 chiều cao cốc nước

Đặt một ngọn nến nhỏ đang cháy ở gần thành đối diện của cốc nước Toàn

bộ hệ thống được đặt trên bàn nằm ngang Nếu nhìn nghiêng cốc nước phía trên tấm bìa từ dưới lên, ta sẽ quan sát thấy hiện tượng gì? Giải thích hiện tượng quan sát được

1.5.3.3 Loại 3: bài tập cho các dụng cụ, yêu cầu học sinh thiết kế phương án thí nghiệm

Bước một: Xác định phương án thí nghiệm

- Đối chiếu những dữ kiện và dụng cụ đã cho trong đầu bài, lựa chọn những kiến thức liên quan sẽ sử dụng

- Vạch rõ sự phụ thuộc cần khảo sát

- Làm rõ những điều kiện mà trong đó sự phụ thuộc cần nghiên cứu

có thể xảy ra Xác định các phương án thí nghiệm và lựa chọn một trong những phương án đó

Bước hai: Nắm vững những dụng cụ sử dụng, giải thích được tác dụng của

từng dụng cụ

-Thực hiện quy tắc lắp ráp các dụng cụ theo phương án thiết kế đã chọn và trình tự làm việc với chúng

- Thực hiện quy tắc kĩ thuật an toàn

Bước ba: Tiến hành thí nghiệm, ghi kết quả quan sát

-Phân chia sự phụ thuộc phức tạp thành những thành phần đơn giản

- Thực hiện thí nghiệm và quan sát

- Ghi lại sự phụ thuộc cần kiểm tra khảo sát

Bước bốn: Xử lí kết quả

Bước năm: Kết luận về tính hiện thực của sự liên hệ phụ thuộc nghiên cứu

Ví dụ: Cho các dụng cụ sau:

– Một thấu kính phân kỳ – Một bóng đèn sáng nhỏ, pin, dây dẫn – Một thấu kính hội tụ

– Một thước đo có vạch chia tới milimet Hãy trình bày và giải thích phương án thực nghiệm để xác định tiêu cự của thấu kính phân kỳ

1.5.3.4 Loại 4: bài tập nêu yêu cầu, học sinh phải tự xác định dụng cụ, bố trí, tiến hành thí nghiệm

Bước một: Xác định phương án thí nghiệm

- Đối chiếu những dữ kiện đã cho trong đầu bài, lựa chọn những kiến thức liên quan sẽ sử dụng

- Vạch rõ sự phụ thuộc cần khảo sát

- Làm rõ những điều kiện mà trong đó sự phụ thuộc cần nghiên cứu

có thể xảy ra Xác định các phương án thí nghiêm và lựa chọn một trong những phương án đó

- Lựa chọn những dụng cụ, bố trí thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm cần thiết

Bước hai: Nắm vững những dụng cụ sử dụng, giải thích được tác dụng của

từng dụng cụ

- Thực hiện quy tắc lắp ráp các dụng cụ theo phương án thiết kế đã chọn và trình tự làm việc với chúng

- Thực hiện quy tắc kĩ thuật an toàn

Bước ba: Tiến hành thí nghiệm, ghi kết quả quan sát

- Phân chia sự phụ thuộc phức tạp thành những thành phần đơn giản

- Thực hiện thí nghiệm và quan sát

- Ghi lại sự phụ thuộc cần kiểm tra khảo sát

Bước bốn: Xử lí kết quả

Bước năm: Kết luận về tính hiện thực của sự liên hệ phụ thuộc nghiên cứu

Ví dụ :Trình bày phương pháp để xác định tiêu cự của thấu kính phân kì L 1.6 Cơ sở định hướng giải bài tập vật lí

Mục tiêu cần đạt tới khi giải một bài tập vật lí là tìm được câu trả lời đúng đắn, giải đáp được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học chặt chẽ

Quá trình giải một bài tập vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện tượng vật lí được đề cập và dựa trên kiến thức vật lí toán để nghĩ tới mối liên hệ có thể của những cái đã cho và những cái phải tìm sao cho có thể thấy được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp với cái đã cho Từ đó, đi tới chỉ rõ mối liên hệ tường minh của cái phải tìm

Hoạt động giải bài tập vật lí có hai phần việc cơ bản quan trọng là:

-Việc xác lập được những mối liên hệ cơ bản cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho

-Sự tiếp tục luận giải, tính toán đi từ những mối liên hệ đã xác lập được đến kết luận cuối cùng của việc giải đáp vấn đề được đặt ra trong bài toán

Sự nắm vững lời giải một bài tập vật lí phải thể hiện ở khả năng trả lời được câu hỏi: Việc giải bài toán này cần xác lập được mối liên hệ cơ bản nào? Sự xác lập các mối liên hệ cơ bản cụ thể này dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lí nào? Vào điều kiện cụ thể gì của bài tập?

Sự nắm vững hai phần việc cơ bản trên sẽ giúp cho người giáo viên có sự định hướng phương pháp dạy giải bài tập một cách đúng đắn và có hiệu quả

Đối với những bài tập đơn giản thì khi vận dụng kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài toán, ta có thể thấy ngay được các mối liên hệ trực tiếp của cái cần tìm với cái đã cho Với những bài tập phức tạp hơn thì thường không thể dẫn ra ngay được các mối liên hệ trên mà phải dựa trên một số các mối liên hệ cơ bản trong đó chứa yếu tố phải tìm hoặc yếu tố đã cho cùng các yếu tố khác chưa biết, rồi tiếp tục luận giải để đi tới xác lập được mối liên hệ trực tiếp của cái phải tìm chỉ với những cái đã cho

Sự nắm vững lời giải của một bài tập phức tạp phải thể hiện ở khả năng trả lời được câu hỏi: Sơ đồ tiến trình luận giải để từ những mối liên hệ cơ bản đã xác lập được đi đến kết quả cuối cùng của việc giải bài tập là như thế nào?

Đối với việc giải bài tập thí nghiệm có đặc điểm nghiên cứu thực nghiệm về

sự liên hệ phụ thuộc nào đó thì cũng có hai phần việc cơ bản trong hoạt động giải:

* Đối với bài tập yêu cầu học sinh làm thí nghiệm, mô tả hiện tượng quan sát được rồi giải thích hiện tượng hay bài tập yêu cầu học sinh dự đoán hiện tượng, rồi làm thí nghiệm kiểm tra

- Nắm vững phương án thí nghiệm, nắm vững dụng cụ thí nghiệm, lắp ráp dụng cụ thí nghiệm, nắm được nguyên lí vật lí của thí nghiệm

- Tiến hành thí nghiệm để quan sát hiện tượng, tìm mối liên hệ của hiện tượng với các nguyên lí, các định luật vật lí liên quan, dự đoán các hiện tượng vật lí khác có thể xảy ra, kết luận về tính đúng đắn của các nguyên lí vật lí đã học

Ví dụ: Làm thí nghiệm với lăng kính, quan sát hiện tượng để phát hiện ra

góc lệch cực tiểu Dmin

Bài tập: Chiếu một chùm tia sáng song song tới đỉnh của một lăng kính Phía sau lăng kính ta đặt một màn hứng E trên màn này ta sẽ thu được vệt sáng

Nếu thay đổi góc tới i bằng cách xoay lăng kính cho i giảm thì ta nhận thấy rằng: lúc đầu khi i giảm thì D giảm, khi D giảm đến giá trị Dmin thì thấy rằng, nếu tiếp tục giảm i thì D lại tăng Hãy làm thí nghiệm để kiểm chứng hiện tượng trên

Biện luận:

Xác định các dụng cụ cần sử dụng trong thí nghiệm:

+ Nguồn sáng + Lăng kính + Màn hứng Trường hợp đầu bài yêu cầu là giảm i , học sinh có thể tiến hành thêm trường hợp tăng góc i bằng cách quay lăng kính theo chiều ngược và quan sát hiện tượng thu được

* Đối với bài tập yêu cầu học sinh xây dựng phương án thí nghiệm

- Xác định được các mối liên hệ phụ thuộc cần nghiên cứu xảy ra trong điều kiện nào và xảy ra như thế nào? Xác định được phương án thí nghiệm

Việc xác định phương án thí nghiệm cho phép thu lượm những thông tin cần thiết cho sự khảo sát về sự liên hệ phụ thuộc đó Điều này là hết sức quan trong, bởi

vì cùng một mối liên hệ cần khảo sát, nhưng có nhiều phương án thí nghiệm, nhiều cách tiến hành khác nhau để đi đến mục đích Qua việc lựa chọn phương án, học sinh sẽ có điều kiện hiểu sâu hơn về các hiện tượng vật lí, củng cố kiến thức và khả năng tìm tòi sáng tạo trong thực hành

- Phần việc tiếp theo là việc nắm vững những dụng cụ đo lường cần sử dụng, lắp ráp các dụng cụ, tiến hành thí nghiệm, xử lí kết quả và kết luận về sự liên hệ phụ thuộc nghiên cứu

Ví dụ: Xét trường hợp ví dụ 1 đã nêu, yêu cầu học sinh hãy xác định chiết xuất của lăng kính đó

Để có thể xác định được chiết suất của lăng kính, học sinh phải xây dựng được mối quan hệ giữa góc chiết quang A, chiết suất lăng kính n, và góc Dmin vừa tìm thấy từ thực nghiệm Nhận thấy được rằng việc xác định góc A và Dmin là không khó khi đã có thước đo độ, cái khó của học sinh ở đây là xác định mối liên

hệ của 3 đại lượng nêu trên

Việc tổ chức thí nghiệm để giải bài tập thí nghiệm, phải thỏa mãn mọi điều kiện của việc thí nghiệm trong nhà trường Trong đó, phải đặc biệt chú ý đến việc đảm bảo nhìn thấy rõ các dụng cụ thí nghiệm và các hiện tượng xảy ra Điều đó

càng cần thiết đối với những học sinh được gọi lên bàn biểu diễn, số học sinh này thường bị lôi cuốn vào việc sử dụng các dụng cụ mà ít quan tâm tới mặt hiện tượng

và các nguyên lí vật lí của thí nghiệm

1.7 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

Muốn hướng dẫn học sinh giải bài toán cụ thể nào đó thì dĩ nhiên là giáo viên là phải giải bài toán đó, nhưng như vậy chưa đủ Muốn ho việc hướng dẫn giải được định hướng một cách đúng đắn, giáo viên phải phân tích được phương pháp giải bài toán cụ thể, bằng cách vận dụng những hiểu biết về tư duy giải bài toán vật

lí để xem xét việc giải bài toán cụ thể Mặt khác, phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể của việc cho học sinh giải bài toán để xác định kiêu hướng dẫn phù hợp Điều này có thể được minh họa bằng sơ đồ sau đây:

Sơ đồ 1.2: Các bước hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

1.7.1.Ba kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

1.7.1.1 Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn Angôrit)

Hướng dẫn angôrit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn Những hành động này được coi là những hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu một cách đơn giản và học sinh đã năm vững Kiểu Hướng dẫn angôrit không đòi hỏi học sinh phải tự mình tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện

để giải quyết vấn đề đặt ra, mà chỉ đòi hòi học sinh chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ đạt được kết quả, sẽ giải được bài tập

đã cho

Kiểu hướng dẫn angôrit đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài toán, để xác định được một trình tự chính xác chặt chẽ của các hoạt động, đó là những hành động sơ cấp đối với học sinh Nghĩa là, kiểu hướng dẫn giải bài toán này đòi hòi phải xây dựng được angôrit giải bài toán

Tư duy giải bài

toán vật lí

Phân tích phương pháp giải bài toán cụ thể

cụ thể

Kiểu hướng dẫn angôrit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài toán điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kĩ năng giải một loại bài toán xác định nào đó Người ta xây dựng các angôrit cho từng loại bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kĩ năng giải các loại bài toán đó dựa trên việc làm cho học sinh nắm được các angôrit giải

Kiểu hướng dẫn angôrit có ưu điểm là nó đảm bảo cho học sinh giải được bài toán đã được giao một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kĩ năng giải bài toán của học sinh có hiệu quả Tuy nhiên, nếu việc hướng dẫn học sinh giải bài toán luôn luôn chỉ áp dụng kiểu hướng dẫn angôrit thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo một mẫu đã có sẵn, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh, khả năng tìm tòi, sáng tạo, sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế

Việc truyền đạt cho học sinh angôrit giải một loại bài toán xác định có thể theo những cách khác nhau Có thể chỉ dẫn cho học sinh angôrit giải dưới dạng có sẵn Qua việc giải một bài toán mẫu, giáo viên phân tích phương pháp giải và chỉ dẫn cho học sinh angôrit giải loại bài toán đó rồi cho học sinh áp dụng để giải các bài toán tiếp theo Đối với những học sinh khá, thì để tăng cường rèn luyện tư duy học sinh trong qua trình giải bài toán, người ta có thể lôi cuốn học sinh 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 học sinh tự vạch ra angôrit giải loại bài toán này rồi áp dụng vào việc giải các bài toán tiếp theo Trong trường hợp lớp học sinh yếu, có thể là học sinh chưa áp dụng được ngay angôrit đã được đưa ra cho học sinh thì giáo viên cần đưa ra những bài luyện tập riêng nhằm đảm bảo cho học sinh thực hiện được những chỉ dẫn riêng lẻ trong angôrit giải này (đảm bảo cho học sinh nắm vững hành động sơ cấp) để tạo điều kiện cho học sinh có thể áp dụng được angôrit đã cho

Ví dụ: Như ở ví dụ 1 đã nêu ở trên là trường hợp hướng dẫn angôrit Trong

thí nghiệm này, học sinh chỉ cần thực hiện các thao tác mà giáo viên hướng dẫn là

có thể quan sát được hiện tượng

1.7.1.2 Hướng dẫn tìm tòi

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết, không phải là giáo viên chỉ dẫn cho học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo một mẫu đã có để đi tới kết quả mà giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả

Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải quyết được bài toán, đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy học sinh, tạo điều kiện cho học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tính trạng giáo việc làm thay cho học sinh trong việc giải bài toán Nhưng vì kiểu hướng dẫn này đòi hỏi học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết, chứ không phải là học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu đã được chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng đảm bảo cho học sinh giải được bài toán một cách chắc chắn Khó khăn của kiểu hướng dẫn này chính là ở chỗ sự hướng dẫn của giáo viên phải sao cho không được đưa học sinh đến chỗ chỉ còn việc thừa hành các hành động theo mẫu, nhưng đồng thời

sự hướng dẫn đó lại không thể là sự hướng dẫn viển vông, quá chung chung không giúp ích được cho sự định hướng tư duy của học sinh Nó phải có tác dụng hướng

tư duy của học sinh vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết

Ví dụ: Các chú bộ đôi khi ở dưới hầm, muốn quan sát phía trên mặt đất đã sử

dụng một loại kính tiềm vọng có cấu tao như hình (hình 2.3) Các chú thấy rằng, hệ

thống 2 gương phẳng này rất nhanh hỏng (do lớp tráng bạc ở gương bị bong ra, và khi gặp nước gương dễ bị đen), và khó lắp đặt Em hãy chế tạo ra một kính tiềm vọng giúp các chú khắc phục được những khó khăn trên

Với bài toán này, trước hết học sinh phải hiểu được tại sao kính tiềm vọng lại có thể quan sát được phía tren mặt đất khi người quan sát ở dưới hầm từ đó xác định đường truyền của tia sáng cần đi và tác dụng của gương phẳng Khi đó học sinh sẽ phải suy nghĩ: nếu dùng một quang cụ khác, thì vẫn phải đảm bảo đường truyền của tia sáng Từ đó học sinh tự duy về quang cụ sử dụng và cách lắp đặt Khi xác định được hai nội dung trên tức là học sinh đã hoàn thành bài tập thí nghiệm đã giao

1.7.1.3 Định hướng khái quát chương trình hóa

Định hướng khải quát chương trình hóa cũng là sự hướng dẫn cho học sinh

sự tìm tòi cách giải quyết (chứ không thông báo ngay cho học sinh cái có sẵn)

Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là giáo viên định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của học sinh Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giao viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp hơn phạm vị tìm tòi , giải quyết cho vừa với sức của học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi giải quyết thì hướng dẫn của giáo viên chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu của một bước, sau đó tiếp tục yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải

quyết bước tiếp theo Nếu cần thì giáo viên lại hướng dẫn 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 học sinh, nhằm giúp cho học sinh tự giải được bài toán

đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài toán

Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm là kết hợp được việc thực hiện các yêu cầu: Rèn luyện tư duy của học sinh trong quá trình giải bài toán và đảm bảo cho học sinh giải được bài toán đã cho Tuy nhiên, sự hướng dẫn như vậy đòi hỏi phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài toán của học sinh, không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn, mà phải kết hợp được việc định hướng với việc kiểm tra kết quả hoạt động của học sinh để điều chỉnh sự hướng dẫn thích ứng với trình độ của học sinh

Ví dụ: Giải bài toán tìm chiết suất của chất làm lăng kính

Dụng cụ:

Một lăng kính có tiết diện là một tam giác đều, cạnh khoảng 5 – 6cm

Ngoài ra thí nghiệm gồm có 4 chiếc kim, một bảng gỗ mềm dán giấy trắng kích thước 30 x 40cm, một thước kẻ và một compa

Đặt lăng kính lên bảng gỗ dán giấy trắng, dùng bút chì để vẽ đường bao quanh của lăng kính trên mặt giấy ta được tam giác đều ABC Bỏ lăng kính ra, từ một điểm phía ngoài lăng kính nằm trên đờng trung trực của cạnh đáy BC lấy làm tâm quay, dùng compa vẽ một cung tròn cắt 2 cạnh AB và BC của lăng kính tại hai điểm 1 và 2 Dùng kim cắm vuông góc lên mặt giấy tại hai vị trí này Đặt lăng kính lên vị trí cũ

Đặt mắt phía bên cạnh AB của lăng kính (mắt sát bảng gỗ) và tìm vị trí để thấy kim 1 và ảnh của kim 2 che khuất nhau Tìm vị trí cắm kim số 3 sao cho mắt quan sát thấy chúng nằm trên một “đường thẳng”

Xoay từ từ bảng gỗ (hoặc đặt mắt phía cạnh AC) và tìm vị trí để thấy kim 2

và ảnh của kim 1 che khuất nhau Tìm vị trí cắm kim số 4 sao cho chúng vẫn che khuất nhau

Bỏ lăng kính ra nối các điểm cắm chân kim 1 và 3, 2 và 4 Đường kéo dài của chúng cắt nhau tại một điểm nằm trên đường trung trực cạnh BC và hợp thành một góc D

Giải thích tại sao D chính là góc lệch cực tiểu của lăng kính (Dmin) ?

Với bài toán này, giáo viên để học sinh tự làm, sau đó có thể kiểm tra lại cái

vị trí của chân kim 1, 2, 3, 4 học sinh xác định đã hợp lí chưa Sau đó giáo viên có thể gợi ý về cách giải thích bằng các câu hỏi gợi ý dựa vào đặc điểm của đường truyền tia sáng khi D đạt giá trị min: chỉ ra góc chiết quang của lăng kính? Vị trí của 4 chân kim có gì đặc biệt? (vị trí đó có gì đặc biệt so với đường phân giác của góc A)

1.7.2 Đặc điểm khi hướng dẫn giải bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiêm vật lí là một dạng của bài tập vật lí, vì vậy khi dạy bài tập thí nghiệm, tuy vào mục đích sư phạm mà giáo viên có thể sử dụng các kiểu hướng dẫn trên Tuy nhiên, do đặc thù của bài tập thí nghiệm là phải làm thí nghiệm nên

ba kiểu hướng dẫn đối với bài tập thí nghiêm có những đặc điểm sau:

1.7.2.1 Kiểu hướng dẫn theo mẫu(hướng dẫn Angôrit)

Giáo viên chỉ rõ cho học sinh những thao tác thí nghiệm cụ thể cần thực hiện, trình tự từng bước thao tác, cách bố trí thí nghiêm, cách sử dụng các dụng cụ

đo và các bước suy diễn để giải quyết yêu cầu của bài tập Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài tập thí nghiệm điển hình thuộc một kiến thức nào đó, giúp cho việc hình thành kĩ năng giải một bài toán thí nghiệm

1.7.2.2 Hướng dẫn tìm tòi

Trong bài tập thí nghiệm, kiểu hướng dẫn này là gợi ý để học sinh tìm tòi

cách giải quyết, đó là tìm ra các phương án thí nghiệm và lựa chọn phương án phù

hợp, học sinh phải tự lựa chọn các kiến thức liên quan để vận dụng vào bài tập, phải tự xác định các bước thí nghiệm và các thao tác cụ thể để đi đến kết quả cuối cùng

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ cho học sinh vượt qua

khó khăn để giải quyết được bài tập thí nghiệm, nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

1.7.2.3 Định hướng khái quát chương trình hóa

Giáo viên định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vẫn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm ra các mối liên hệ phụ thuộc, các phương án thí nghiệm, học sinh phải tự lực thực hiện các thao tác thí nghiệm Nếu học sinh không tự đáp ứng được thì giáo viên gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi tìm tòi cho vừa sức của học sinh

Kiểu hướng dẫn này nhằm giúp cho học sinh tự giải quyết được bài tập thí nghiệm, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ, rèn luyện năng lực tư duy và kĩ năng thực hành

Trong dạy học bài tập thí nghiệm, giáo viên cần sử dụng thường xuyên hướng dẫn tìm tòi và định hướng khái quát chương trình hóa Vì với hai kiểu hướng dẫn này, vừa tránh được tình trạng giáo viên làm thay cho học sinh vừa rèn luyện tư duy cho học sinh và đảm bảo cho học sinh giải quyết được yêu cầu của bài tập đề bài

1.8 Tổ chức dạy học về bài tập vật lí nhằm phát huy tính tích cực của học sinh

Dạy học là dạy hành động ( hành động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng chi thức ) Do đó, trong dạy học, giáo viên cần tố chức các tình huống học tập đòi hỏi sự thích ứng của học sinh để qua đó chiếm lĩnh được tri thức, đồng thời phát triể trí tuệ và nhân cách toàn diện của mình

Như vậy trong sự vận hành của hệ thống tương tác dạy học gồm người dạy (giáo viên), người học (học sinh) và tư liệu hoạt động dạy học (môi trường), giáo viên tổ chức, kiểm tra định hướng hành động của học sinh theo một chiến lược hợp

1.8.1 Tính tích cực của học sinh trong học tập

Tính tích cực học tập là một hiện tượng sự phạm biểu hiện ở sự cố gắng cao

về nhiều mặt trong học tập Học tập là một trường hợp riêng của nhận thức Vì vậy, nói tới tính tích cực học tập thực chất là nói đến tính tích cực nhận thức, mà tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động nhận thức của học sinh, đặc trưng ở khát

vọng học tập, cố gắng từ trí tuệ và nghị lực cao trong nghiên cứu khoa học, quá trình nhận thức trong học tập không nhằm phát hiện những điều loài người chưa biết về bản chất, quy luật của các hiện tượng khách quan mà nhằm lĩnh hội những tri thức loài người đã tích lũy lược Tuy nhiên, trong học tập học sinh cũng phải khám phá ra những điều gì mới mẻ đối với bản thân, dù đó là những khám phá lại những điều loài người đã biết

1.8.1.1 Các biểu hiện của tính tích cực học tập

Có những trường hợp, tính tích cực học tập biểu hiện ở những hoạt động bên ngoài, nhưng quan trọng là sự biểu hiện ở những hoạt động trí tuệ Hai hình thức này thường đi liền với nhau Theo G.I Sukina (1979), có thể nêu những dấu hiệu của tính tích cực hoạt động trí tuệ như sau:

- Học sinh khát khao tự nguyện tham gia vào trả lời các câu hỏi của giáo

viên, bổ sung câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra

- Học sinh hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề I giáo

viên, bổ sung câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra

- Học sinh hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề giáo viên trình bày chưa đủ rõ

- Học sinh mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những tin mới lấy

từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học

- Ngoài những biểu hiện nói trên mà giáo viên dễ nhận thấy, còn có những biểu hiện về mặt xúc cảm khó nhận thấy hơn, như thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc nhiên, hoan hỉ hay buồn chán trước một nội dung nào đó của bài học hoặc khi tìm ra lời giải cho một bài tập Những dấu hiệu này biểu hiện khác nhau ở từng cá thể học sinh, bộc lộ rõ ở các lớp học bé, kính đáo ở học sinh lớp trên G.I Sukina còn phân biệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt ý chí

- Tập trung chú ý vào vấn đề đang học Kiên trì làm xong các bài tập

- Không nản trước những tình huống khó khăn

- Thái độ phản ứng khi chuông báo hết tiết học, tiếc rẻ cố gắng làm cho xong hoặc vội vàng gấp vở, chờ lệnh ra chơi

1.8.1.2 Các cấp độ của tính tích cực học tập

Có thể phân biệt ở 3 cấp độ khác nhau từ thấp đến cao

- Cấp độ 1 - bắt chước: học sinh tích cực bắt chước hoạt động của giáo viên

và của bạn bè Trong hành động bắt chước cũng phải có sự gắng sức của thần kinh

và cơ bắp

- Cấp độ 2 - tìm tòi: Học sinh tìm cách giải quyết bài tập nêu ra, mò mẫm những cách giải khác nhau để tìm ra lời giải hợp lý nhất

- Cấp độ 3 - sáng tạo: Học sinh nghĩ ra cách giải mới độc đáo hoặc cấu tạo

những bài tập mới, hoặc cố gắng lắp đặt những thí nghiệm mới để chứng minh bài

học

Như vậy đối với học sinh tất cả những cái gì mới mẻ mà họ "tự nghĩ ra" khi

giáo viên chưa dạy, học sinh chưa biết được nhờ trao đổi với ban bè đều coi như mang tính "sáng tạo" các nhà khoa học đều cho rằng trong quá trình hoạt động sáng tạo, lúc cần đến sự sáng tạo là lúc mà không tìm ra con đường lôgic để suy ra từ những điều đã biết đến giải pháp mới cần tìm Vậy học tập sáng tạo là một yêu cầu cao đối với học sinh, nhưng chúng ta có thể sáng tạo ra các điều kiện thuận lợi để học sinh tập dượt, làm quen dần Sự thành công trong học tập sẽ thực sự đem lại cho học sinh lòng tự tin, và do đó hào hứng tích cực và chủ động trong học tập

1.8.2 Các công việc chuẩn bị của giáo viên và học sinh

1.8.2.1 Công việc chuyển bị của giáo viên

- Xây dựng (soạn thảo) nội dung hệ thống bài tập phù hợp Giáo viên phải căn cứ vào các yếu tố sau:

+ căn cứ vào mục tiêu (kiến thức, kĩ năng, tư duy)

+ căn cứ vào trình độ của học sinh + căn cứ vào tình hình thực tế

- Dự kiến sử dụng hệ thống bài tập khi nào trong quá trình dậy học Bài tập

đó mục đích để đặt vấn đề cần nghiên cứu, xây dựng kiến thức mới, hay để củng

cố, kiểm tra đánh giá

- Dự kiến tổ chức hoạt động: Làm trên lớp hay ở nhà, nội khóa hay ngoại khóa, từng học sinh hay làm theo nhóm…

- Dự kiến tiến trình dạy học từng bài tập cụ thể: Tác dụng của từng bài, chú

ý nhừng khó khăn sai lầm của học sinh, dự kiến hướng dẫn

1.8.2.2 Công việc của học sinh

- Xác định được mối liên hệ phụ thuộc giữa kiến thức đã học với các hiện tượng vật lí xảy ra hoặc vận dụng kiến thức để xác định phương án thí nghiệm

- Tiến hành các thao tác, làm thí nghiệm hoặc quan sát thí nghiệm để rút ra những mối liên hệ bản chất, thuộc tính bên trong của sự vật hiện tượng

- Phân chia sự phụ thuộc phức tạp thành những thành phần đơn giản

- Thực hiện các xuy luận logic dựa trên kiến thức đã học và kết quả thí nghiệm đưa ra kết luận

- Khái quát hóa các nét bản chất rút ra từ các trường hợp riêng thành kết luận chung

1.8.3 Những yếu tố cơ bản để thực hiện quá trình hướng dẫn học sinh hoạt động nhận thức đạt kết quả trong giờ bài tập thí nghiệm

1.8.3.1 Chuẩn bị tổ chức nội dung dạy học

Thực chất của giai đoạn này là giáo viên phải tìm ra một đường lối giải quyết để sao cho vừa đảm bảo tính khoa học vừa phù hợp với trình độ của học sinh, học sinh có thể vận hành nhiều nhất vốn hiểu biết (kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo) của mình để giải quyết vấn đề mà bài tập đặt ra Giai đoạn này gồm các yếu tố:

Xác định mục đích yêu cầu của bài tập

- Xác định các kiến thức xuất phát (học xinh sẽ sử dụng để giải bài tập) để chọn hình thức hướng dẫn và mức độ hướng dẫn thích hợp

- Xác định những khó khăn về kiến thức lí thuyết và đường lối giải mà học sinh có thể gặp để có cách hướng dẫn phù hợp

- Xác định các vấn đề cần hướng dẫn

- Dự kiến hình thức hướng dẫn

Căn cứ vào mức độ phức tạp của bài tập, căn cứ vào trình độ học sinh và vào dụng cụ thí nghiệm mà có thể tổ chức hướng dẫn học sinh theo các hình thức sau:

+ Giáo viên hướng dẫn cả tập thể lớp thảo luận

+ Thảo luận theo các nhóm với mức độ khó khăn khác nhau phù hợp với trình độ học sinh để tìm ra đường lối giải quyết vần đề

+ Các nhóm cùng tiến hành thí nghiệm, giải quyết yêu cầu của bài toán đặt ra, cuối cùng giáo viên hướng dẫn cả lớp thảo luận về kết quả thu đc của các nhóm để đi đến kết luận cuối cùng

1.8.3.2 Thể hiện nội dung dạy học trên tiến trình dạy học cụ thể (kế hoạch dạy học)

Trong kế hoạch dạy học cần ghi chi tiết các hành động của thầy và trò kể cả các câu hỏi hướng dẫn theo trình tự các bước giải bài tập, tùy theo loại bài tập nào

và theo sự phân phối thời gian hợp lí

1.8.3.3 Chuẩn bị điểu kiện vật chất đảm bảo cho hoạt động dạy học

Kết quả của một giờ dậy học về bài tập thí nghiệm vật lí không những phụ thuộc vào quá trình hoạt động tích cực của thầy và trò mà còn phụ thuộc nhiều vào các dụng cụ thí nghiệm liên quan Bởi vậy, trong các giờ bài tập thí nghiệm không những nhất thiết có thí nghiệm mà các dụng cụ thí nghiệm phải đảm bảo về chất lượng và số lượng

1.8.3.4 Tổ chức hướng dẫn ở trên lớp

Ở trên lớp, giáo viên tổ chức tiến trình dạy học theo hình thức và nội dung

đã dự kiến khi hướng dẫn cần đảm bảo các yếu tố sau:

-Tạo được hứng thú học tập thường xuyên cho học sinh, bằng sự hấp dẫn của các thí nghiệm và bằng các vấn đề cần giải quyết liên tục được đặt ra

- Theo dõi, động viên uốn nắn kịp thời học sinh tự ohats hiện ra các sai lầm trong khi tiến hành thí nghiệm cũng như các suy luận để tìm ra cách giải quyết khác

- Điều khiển để học sinh thảo luận tìm ra các phương án thí nghiệm, các câu trả lời thích hợp và đánh giá kết quả tìm được

1.9 Điều tra thực tiễn dạy bài tập thí nghiệm ở trường THPT

1.9.1 Nội dung điều tra

- Tìm hiểu những khó khăn, sai lầm của học sinh thường mắc phải khi học chương “Mắt Các dụng cụ quang”

- Điều tra về thực trạng dạy và học bài tập thí nghiệm ở trường THPT

1.9.2 Kết quả điều tra

Qua thực tế điều tra công tác dạy ở trường THPT B Kim Bảng thấy rằng: trong quá trình dạy học vật lí nói chung và dạy phần “Mắt.dụng cụ quang” nói riêng, các giáo viên không sử dụng các bài tập thí nghiệm

Điều tra trên tổng số 7 giáo viên dưới hình thức phỏng vấn trực tiếp, thu được kết quả như sau:[phụ lục 1]

5 giáo viên chỉ hướng dẫn học sinh theo nội dung sách giáo khao, không làm thí nghiệm, các thí nghiệm được cắt bỏ trong quá trình giảng dạy Thay bằng việc làm thí nghiệm để học sinh quan sát, nhận xét thì giáo viên sẽ mô tả thí nghiệm

2 giáo viên hướng dẫn học sinh làm bài thí nghiệm xác định tiêu cự của thấu kính phân kì

Không có giáo viên nào sử dụng bài tập thí nghiệm trong qua trình dạy Tiến hành điều tra 135 học sinh khối 12 trường THPT B Kim Bảng, đây là những học sinh đã học qua chương “Mắt Các dụng cụ quang”; kết hợp với những nhận xét của các giáo viên từng giảng dạy nhận thấy rằng:[phụ lục 2]

Đối với phần quang hình nói chung, và nội dung chương “Mắt Các dụng cụ quang” nói riêng, mặc dù học sinh đã được tìm hiểu ở cấp dưới, nhưng trong quá trình học, các em vẫn gặp những khó khăn nhất định về khả năng nhận định hiện tượng và điều kiện xảy ra hiện tượng đó Ví dụ: để quan sát được vật thì mắt phải hứng được chùm tia sáng phát ra từ vật (chùm tia đó có thể là chùm tia khác xạ, phản xạ, hoặc chùm tia ló ra khỏi các dụng cụ quang) Tuy nhiên, không phải học sinh nào cũng biết và vận dụng điều này vào giải bài tập Hay một ví dụ khác: Điều kiện để mắt quan sát được vật qua các dụng cụ quang Học sinh khá thành thạo trong việc vận dụng các công thức tính i, f, D, d, d’…nhưng lại khó khăn khi giải các bài toán cho gián tiếp tính các đại lượng trên thông qua một hiện tượng nào đó

1.9.3 Đề xuất giải pháp

Kết quả điều tra thực tiễn cho thấy: các thày cô giáo cũng chưa coi trọng việc dạy bài tập thí nghiệm cho học sinh mặc dù đều cho rằng bài tập thí nghiệm có ảnh hưởng tích cực đến quá trình học và nhận thực của học sinh Học sinh thì rất thích thú với các bài tập thí nghiệm, nhưng lại ít được học và làm các bài tập thí nghiệm nhận thấy rằng việc biên soạn các bài tập thí nghiệm trong chương trình học và trong các sách tham khảo còn rất hạn chế, vì vậy chúng tôi đề suất phượng án soạn thảo và sử dụng hệ thống các bài tập thí nghiệm chương “Mắt Các dụng cụ quang” nhằm nâng cao tính tích của học sinh, giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn về nội dung này, từ đó nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Trên đây chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận của đề tài Trong chương 1 chúng tôi đưa ra những đặc điểm và cách phân loại bài tập thí nghiệm, tính tích cực của học sinh trong học tập là dấu hiệu của chất lượng kiến thức Đặc biệt làm rõ các nội dung sau:

1.Căn cứ vào đặc điểm hoạt động dạy học, vào đặc điểm về nội dung và nhiệm vụ của bài tập thí nghiệm

2.Đưa ra được trình tự hướng dẫn giải bài tập thí nghiệm áp dụng cho việc dạy học bài tập thí nghiệm vật lí ở trường trung học phổ thông

Ngoài ra, trong chương này, cũng nêu ra một số vấn đề điều tra thực tế dạy

và học bài tập thực nghiệm ở một số trường trên địa bàn sinh sống, những sai lầm của học sinh khi học nội dung “Mắt Các dụng cụ quang.”

CHƯƠNG 2 SOẠN THẢO VÀ THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “ MẮT CÁC DỤNG CỤ QUANG“

2.1 Các yêu cầu về kiến thức và kĩ năng khi dạy học chương “Mắt Các dụng cụ quang“

2.1.1 Về kiến thức

- Phát biểu được tính chất của lăng kính là làm lệch tia sáng truyền qua nó

- Viết được các công thức về lăng kính

- Phân biệt thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì

- Trình bày được đặc điểm của các vị trí: quang tâm, tiêu điểm, tiêu cự, tiêu diện,

độ tụ của thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì

- Dựng ảnh tạo bởi thấu kính

- Các công thức về thấu kính

- Trính bày cấu tạo quang học của mắt, sự điều tiết của mắt, điểm cực cận, điểm cực viễn

- Trình bày về các tật của mắt và cách khác phục

- Trình bày về hiện tượng lưu ảnh của mắt, và ứng dụng của hiện tượng này

- Nêu được nguyên tắc cấu tạo và công dụng của kính lúp

- Trình bày được số bội giác của ảnh tạo bởi kính lúp

- Nêu được nguyên tắc cấu tạo và công dụng của kính hiển vi

- Trình bày được số bội giác của ảnh tạo bởi kính hiển vi khi ngắm chừng vô cực

- Nêu được nguyên tắc cấu tạo và công dụng của kính thiên văn

- Trình bày được số bội giác của ảnh tạo bởi kính thiên văn khi ngắm chừng vô cực

2.1.2 Về kĩ năng

Dưới đây là những kĩ năng tối thiểu mà học sinh cần đạt được sau khi học chương này:

- Vận dụng các công thức về lăng kính để giải một số bài tập đơn giản

- Vẽ được tia ló khỏi thấu kính phân kì, hội tụ, và hệ hai thấu kính đồng trục

- Dựng được ảnh của một vật thật tạo bởi thấu kính

- Vận dụng các công thức thấu kinh để giản được các bài tập đơn giản

- Chế tạo được các lăng kính, thấu kính bằng các dụng cụ đơn giản

- Kĩ năng bố trí, tiến hành thí nghiệm để đo góc lệch cực tiểu của tia sáng khi đi qua lăng kính

- Vẽ được ảnh của vật thật tạo bởi kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn, và giải thích tác dụng tăng góc trông ảnh của mỗi loại kính

- Chế tạo được kính lúp, kính thiên văn khúc xạ ừ những vật dụng sẵn có

- Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì bằng thực nghiệm

2.1.3 Phát triển tư duy

- Vận dụng kiến thức, suy luận lô gic rút ra được các hệ quả, đưa ra được các dự đoán

- Thiết kế được các phương án thí nghiệm đơn giản: đo góc lệch cực tiêu, đo chiết suất lăng kính, đo tiêu cự của thấu kính từ các vật liệu đơn giản, dễ kiếm

2.2 Soạn thảo hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Mắt Các dụng cụ quang”

2.2.1 Mục đích chung của hệ thống bài tập

- Giúp học sinh

+ Ôn tập về cấu tạo của lăng kính, sự khúc xạ của tia sáng khi đi qua lăng

kính, xác định góc lệch cực tiểu của tia sáng khi đi qua lăng kính

+ Phân biệt thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì, tính chất ảnh tạo bởi hai

loại thấu kính, đường đi của tia sáng qua lăng kính Biết một phương pháp đo tiêu

cự của thấu kính phân kì

+ Khắc phục một số sai lầm : khi dùng một nửa thấu kính thì ảnh sẽ mất đi một nửa, hay tia sáng qua lăng kính luôn lệch về phía đáy của lăng kính

+ Về kĩ năng, đặc biệt là biết chế tạo một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản từ các dụng cụ thường gặp trong đời sống thường ngày Kĩ năng bố trí làm thí

nghiệm

+ Phát triển tư duy: suy luận lôgic từ vốn kiến thức, từ đó có dự đoán hoặc

thiết kế phương án thí nghiệm

- Hệ thống các bài tập ở đây được sắp xếp theo nội dung kiến thức: lăng kính , bài tập về thấu kính Trong mỗi nội dung kiến thức, thì các bài tập được sắp xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, từ mô tả cụ thể đến đòi hỏi phải thiết kế thí nghiệm

2.2.2 Phân loại bài tập

Do đặc thù nội dung của chương nên phân loại dạng bài tập thí nghiệm theo nội dung, để chng ta có thể áp dụng một cách tiện lợi trong các tiết dạy

2.2.2.1 Bài tập về lăng kính

a Xác định chiết suất của lăng kính

Trong chương trình vật lí 11 cơ bản, SGK trình bày nội dung về cấu tạo của lăng kính, đường truyền của tia sáng quá lăng kính và tác dụng của lăng kinh Góc lệch D hợp bởi tia ló và tia tới có một tính chất đặc trưng, đang lưu ý nhưng SGK không đề cập tới

Dựa vào tính chất này của góc lệch D mà chúng ta có thể xác định chiết xuất của lăng kính bằng thực nghiệm

Ví dụ :

Chiếu một chùm tia sáng song song tới đỉnh của một lăng kính Phía sau lăng kính

ta đặt một màn hứng E trên màn này ta sẽ thu được vệt sáng

Nếu thay đổi góc tới i bằng cách xoay lăng kính cho i giảm thì ta nhận thấy rằng: lúc đầu khi i giảm thì D giảm, khi D giảm đến giá trị Dmin thì thấy rằng, nếu tiếp tục giảm i thì D lại tăng Hãy làm thí nghiệm để kiểm chứng hiện tượng trên Có thể áp dụng

hiện tượng trên để xác định chiết suất chất làm lăng kính không? Trình bày phương án thí nghiệm xác định chiết xuất của lăng kính

Đây là bài tập kết hợp giữa bài tập thí nghiệm thuộc loại 1 và 4

 Mục đích: Xác định góc lệch cực tiểu, xác định chiết xuất của lăng kính

 Hướng dẫn:

 Xác định từng dụng cụ trong thí nghiệm và giải thích tác dụng của từng dụng cụ

+ lăng kính nghiên cứu + nguồn sáng

+ màn chắn + thước đo góc

 Dự đoán hiện tượng xảy ra: khi chiếu tia sáng từ không qua đỉnh lăng kính, nếu tia

sáng chưa qua lăng kính thì nó sẽ tạo trên màn một vệt sáng nhỏ là vị trí K0

Khi tia sáng qua lăng kính, nó tạo trên màn một vệt sáng K nằm phía dưới K0 Khi xoay lăng kính để góc tới giảm thì thấy vệt sáng K di chuyển lại gần K0 sau đó lại chạy ra

xa K0

 Tiến hành thí nghiệm:

Chiếu chùm tia song song tới sát đỉnh của lăng kính, khi đó trên màn E là vệt sáng

K0.Chiếu chùm tia song song đó đi qua lăng kính, trên màn E thu được một vệt sáng K Quay lăng kính theo chiều mũi tên để góc tới tăng dần, từ giá trị nhỏ nhất là io Ta thấy vệt sáng K di chuyển về phía Ko tới một vị trí gần nhất là Km thì đổi chiều chuyển động, di chuyển ra xa Ko

Góc lệch D khi đó có giá cực tiểu (gọi là góc lệch cực tiểu), kí hiệu là Dm

Yêu cầu học sinh xét trường hợp khi tăng góc tơi, thì vệt sáng K di chuyển như thế nào?

Để thực hiện yêu cầu thứ hai của bài, học sinh chỉ cần làm rõ mối liên hệ giữa các đại lượng: góc chiết quang A, chiết suất lăng kính , và giá trị góc lệch cực tiểu Dmin

 Làm rõ các điều kiện mà trong đó có sự phụ thuộc của yếu tố cần nghiên cứu với

m



