Hình thành một số kiến thức mới bằng giải bài tập trong dạy học vật lý

Hình thành ,kiến thức mới , giải bài tập, dạy học vật lý

độ nhận thức đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của xã hội Muốn làmđược điều đó, nhà trường phổ thông trước hết phải trang bị cho học sinh (HS)những tri thức phổ thông, cơ bản, hiện đại phù hợp với đặc điểm tâm, sinh lílứa tuổi, phù hợp với thực tiễn của đất nước, đồng thời rèn luyện cho HSnhững kĩ năng, kĩ xảo cần thiết; trên cơ sở đó, phát triển ở họ năng lực nhậnthức, năng lực hành động và hình thành thế giới quan khoa học cũng nhưnhững phẩm chất đạo đức cần thiết ở con người mới [ 10, tr.142 – 150].

Việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học nêu trên sẽ góp phần nâng cao chấtlượng của quá trình dạy học Tuy nhiên, thực trạng dạy học ở nước ta chothấy: HS, sinh viên tốt nghiệp còn hạn chế về năng lực tư duy sáng tạo Đểkhắc phục tình trạng ấy, đã có rất nhiều giải pháp được đưa ra, trong đó vấn

đề hoàn thiện phương pháp dạy học đã có, tìm ra phương pháp dạy học mới

rất được coi trọng: “ Chuyển từ việc truyền đạt tri thức thụ động, thày giảng,trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận trithức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách

hệ thống và có tư duy phân tích tổng hợp, phát triển được năng lực của mỗi cánhân” [5, tr.6]

Trong dạy học môn vật lí, có thể nâng cao chất lượng học tập cho HS bằngnhiều phương pháp khác nhau Trong số đó, bài tập vật lí (BTVL) với tínhcách là một phương pháp dạy học có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục

và phát triển năng lực cho HS, nhất là năng lực giải quyết vấn đề

Nhiều công trình nghiên cứu lí luận về BTVL của các tác giả nước ngoài[4], [14],… và các tác giả trong nước [6], [7], [13],… chỉ ra rằng BTVL có tácdụng giáo dục rất lớn BTVL có tác dụng giúp cho HS hình thành, rèn luyện

kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giúp cho việc đào sâu, mởrộng kiến thức Không chỉ có vậy, các tác giả cũng chỉ ra rằng BTVL có tácdụng tích cực trong việc hình thành kiến thức mới (KTM) cho HS Hơn nữa,khi giải BTVL, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài, tự xâydựng những lập luận, kiểm tra và phê phán nhưng kết luận nên kiến thức mà

HS thu được là của chính họ, các em sẽ nắm chắc và hiểu sâu hơn Đồng thời,việc tổ chức cho HS giải BTVL để rút ra KTM sẽ phát huy tính tích cực, làmviệc tự lực của các em, rất phù hợp với xu hướng dạy học hiện đại

Tuy nhiên, việc hình thành KTM cho HS bằng cách hướng dẫn họ giải bàitập vẫn chưa được giáo viên (GV) quan tâm đúng mức Chính vì vậy, việctriển khai đề tài: “ Hình thành một số kiến thức mới bằng giải bài tập trongdạy học vật lí ở trường trung học phổ thông” là rất cần thiết

2 Mục đích nghiên cứu.

Trên cơ sở nghiên cứu một số lí luận về BTVL, nội dung chương trìnhsách giáo khoa (SGK) Vật lí THPT, điều tra thực trạng nắm vững kiến thức

vật lí của HS ở trường THPT mà hình thành một số KTM cho HS bằng cáchsoạn thảo hệ thống BTVL, tổ chức và hướng dẫn cho các em giải nhằm nângcao chất lượng nắm vững kiến thức và phát triển năng lực giải quyết vấn đề.

3 Giả thuyết khoa học.

Khi dạy học môn vật lí, nếu GV dựa trên cơ sở lí luận của BTVL, mục tiêudạy học các bài học để soạn thảo một hệ thống bài tập thích hợp nhằm hìnhthành KTM và coi trọng việc hướng dẫn HS tích cực, tự lực hoạt động tư duytrong quá trình giải bài tập thì chất lượng nắm vững kiến thức của HS sẽ đượcnâng cao, đồng thời góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho họ

4 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu.

- Các tiết học hình thành KTM trong chương trình SGK Vật lí THPT bằngcách giải bài tập

- Hoạt động của GV và HS trường THPT (Ban Cơ bản và Khoa học xã hội

và nhân văn) trong các tiết học ấy

5 Nhiệm vụ nghiên cứu.

5.1 Nghiên cứu lí luận về BTVL

5.2 Điều tra cơ bản thực trạng dạy học của GV và HS ở các tiết học hìnhthành KTM bằng giải BTVL

5.3 Nghiên cứu nội dung chương trình SGK Vật lí THPT, từ đó lựa chọn vàxác định mục tiêu dạy học một số tiết học hình thành KTM cho HS bằng cáchhướng dẫn cho HS giải BTVL

5.4 Soạn thảo và đề ra cách sử dụng hệ thống bài tập nhằm hình thành KTMtrong một số tiết học nghiên cứu tài liệu mới ( NCTLM)

5.5 Thử nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệthống bài tập, của việc tổ chức và hướng dẫn HS giải BTVL trong một tiếthọc hình thành KTM nhằm nâng cao lượng nắm vững kiến và phát triển nănglực giải quyết vấn đề cho HS

6 Phương pháp nghiên cứu.

Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu được sử dụng trong khóa luận làphân tích lí luận, nghiên cứu sản phẩm hoạt động học tập của HS kết hợp với

dự giờ, trò chuyện với GV, HS và thử nghiệm sư phạm

7 Cấu trúc của khóa luận.

Ngoài phần mở đầu, kết luận và 16 tài liệu tham khảo, khóa luận gồm bachương:

Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2 Tổ chức tiết học hình thành KTM bằng giải BTVL

Chương 3 Thử nghiệm sư phạm

NỘI DUNGCHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Quan niệm về BTVL.

Trong thực tiễn dạy học cũng như trong các tài liệu giảng dạy, các thuậtngữ “ bài tập”, “ bài tập vật lí” được sử dụng cùng các thuật ngữ “ bài toán”, “bài toán vật lí” Trong cuốn Đại từ điển tiếng Việt, “ bài tập” và “bài toán”được giải nghĩa khác hẳn nhau: Bài tập là bài ra để luyện tập, vận dụng kiếnthức đã học [15, tr.86]; bài toán là vấn đề cần giải quyết, tìm ra lời giải bằngcác quy tắc, định lí [15, tr.87] Cũng như vậy, một số ý kiến cho rằng cầnphân biệt hai thuật ngữ “ bài tập vật lí” và “ bài toán vật lí” BTVL có ý nghĩa

là bài tập vận dụng đơn giản kiến thức lí thuyết đã học về vật lí vào nhữngtrường hợp cụ thể Còn bài toán vật lí được sử dụng để hình thành KTM trongkhi giải quyết một vấn đề được đặt ra chưa có câu trả lời, hoặc đề ra một cáchgiải quyết, phương pháp hành động mới Nhưng bên cạnh đó, trong một số tàiliệu [1], [6], [7],…, các tác giả lại dùng hai thuật ngữ đó như một với cáchhiểu giải bài tập (bài toán) vật lí là vận dụng các khái niệm, quy tắc, định luậtvật lí,…đã được học vào giải quyết những vấn đề thực tế trong đời sống, laođộng

Hiện nay, do quan niệm bài tập chỉ đơn thuần là vận dụng kiến thức đãbiết nên nhiều GV đã sử dụng bài tập chủ yếu để rèn luyện kĩ năng vận dụngkiến thức cũ mà coi nhẹ chức năng tìm kiếm KTM, giải quyết vấn đề mới.Theo quan điểm hiện đại, việc NCTLM cũng là một bài tập đối với HS.Trong quá trình tìm kiếm KTM, HS không phải là thụ động tiếp thu cách giảiquyết vấn đề một cách máy móc mà chính họ cũng tập cách giải quyết vấn đề

đó HS cũng tập các hành động, các phương pháp hoạt động để chiếm lĩnhKTM như quan sát, phân tích hiện tượng, đo lường, so sánh, khái quát hóa,

tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng,… Điều đó có nghĩa là HSphải chủ động

chiếm lĩnh KTM thông qua chính các hoạt động của mình dưới sự hướng dẫncủa GV Khi ấy, họ không chỉ đơn thuần là vận dụng kiến thức cũ mà còn tậptìm ra KTM

Trong cuốn sách dùng cho GV “ Phương pháp giải bài tập vật lí”,X.E.Camenetki và V.P.Ôrêkhôv quan niệm: “ Trong thực tế dạy học, người tathường gọi bài tập vật lí là một vấn đề không lớn, được giải quyết nhờ nhữngsuy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật vàcác phương pháp vật lí Trong các tài liệu giáo khoa cũng như các tài liệuphương pháp bộ môn, người ta thường hiểu những bài tập luyện tập được lựachọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượngvật lí, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lí của học sinh và rènluyện kĩ năng vận dụng kiến thức của họ vào thực tiễn là bài tập vật lí”[4,tr.5] Đồng thời, các tác giả cũng nhấn mạnh rằng: Sự tư duy định hướngmột cách tích cực luôn là việc giải bài tập vật lí Về thực chất, mỗi vấn đềxuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các bài học vật lí đều là mộtbài tập đối với HS Định nghĩa BTVL như trên được nhiều nhà lí luận dạy học

bộ môn và các GV tán thành, chấp nhận Theo định nghĩa đó, BTVL có haichức năng chính là tập vận dụng những kiến thức cũ và tìm kiếm KTM Vìthế, theo chúng tôi, không nên phân biệt khái niệm BTVL hay bài toán vật lí

và gọi chung là BTVL

1.2 Tác dụng của BTVL trong dạy học.

BTVL với tư cách là một phương pháp dạy học giữ một vị trí quan trọngtrong việc hoàn thành các nhiệm vụ dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông.Giải BTVL là một bộ phận hợp thành của đa số các tiết học như NCTLM,luyện tập, ôn tập, kiểm tra đánh giá,… Nó có thể chiếm một phần hoặc toàn

bộ tiết học Tùy theo mục đích mà BTVL có thể phát huy tác dụng khác nhau,nhưng nói chung, BTVL có các tác dụng chủ yếu sau:

1.2.1 Hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thựctiễn

Một trong các nguyên tắc giáo dục là phải gắn liền giáo dục với thực tiễncuộc sống và lao động sản xuất Tức là, HS chỉ cần nắm được kiến thức trongcác giờ lên lớp là chưa đủ, mà ngoài các giờ luyện tập, ôn tập củng cố ra GVphải yêu cầu HS giải những bài tập được đặt ra trong cuộc sống hàng ngày.Khi đó, HS sẽ nắm vững hơn các kiến thức đã học, đồng thời tập cho họ làmquen với việc liên hệ kiến thức lí thuyết với thực tiễn, vận dụng kiến thức đãhọc vào giải quyết vấn đề đặt ra trọng cuộc sống hàng ngày Nhờ đó, việc giảibài tập góp phần nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho HS Có thể xâydựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu HS phải vậndụng kiến thức lí thuyết để giải thích hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy

ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

1.2.2 Hình thành KTM

BTVL có tác dụng rất lớn trong các tiết học NCTLM Đó là các tiết học

mà HS thu được cái họ chưa từng được biết hoặc chưa được biết một cách rõràng, chính xác Tức là, trong tiết học đó, HS có thể thu được KTM hoặckhông thu được KTM nhưng lại có cách hiểu mới về kiến thức đã học hoặcthấy rõ hơn giới hạn, phạm vi áp dụng của kiến thức

Đối với các tiết học NCTLM nhằm cung cấp cho HS cách hiểu mới vềkiến thức đã học hoặc thấy rõ hơn giới hạn, phạm vi áp dụng của kiến thức,thì BTVL được GV đưa ra sau khi HS đã nắm được nội hàm của kiến thức đó.Trong các tiết học loại này, BTVL giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức bằngcách đi sâu vào một khía cạnh của vấn đề Ví dụ: Sau khi HS nghiên cứu

xong định luật II Niutơn, yêu cầu HS giải thích hiện tượng: Khi xe ôtô phanhgấp, hành khách trên xe đều đổ về phía trước.

Cũng có thể sử dụng BTVL để giới thiệu cho HS những tài liệu mới cầnthiết cho việc nắm vững kiến thức, thậm chí cả những tài liệu vượt ra ngoàiphạm vi chương trình nhưng cần thiết và bổ ích đối với HS Nếu khéo chọnnội dung bài tập ra cho HS thì GV có thể làm cho họ thấy rõ hơn vai trò củavật lí đối với việc tìm hiểu thiên nhiên và kĩ thuật sản xuất

Với các tiết học nhằm cung cấp KTM cho HS thì HS được làm quen vớibản chất của các hiện tượng vật lí bằng nhiều cách khác nhau (thí nghiệmbiểu diễn, kể chuyện, làm bài thực nghiệm,…)Tính tích cực của HS, chiều sâu

và mức độ nắm vững kiến thức sẽ tốt nhất khi “tình huống có vấn đề” đượctạo ra Trong nhiều trường hợp, nhờ tình huống có vấn đề có thể xuất hiệnmột kiểu bài tập mà việc giải bài tập đó sẽ giúp HS phát hiện lại quy luật vật

lí chứ không phải tiếp thu quy luật đó dưới hình thức có sẵn Trong nhữngtrường hợp này, BTVL xuất hiện như một phương tiện để NCTLM Và vớimục đích đó, ta có thể sử dụng bài tập định tính, định lượng, bài tập thựcnghiệm và các bài tập khác

Trong quá trình giải bài tập, bằng cách dựa vào kiến thức đã có của HS cóthể cho họ phân tích các hiện tượng vật lí đang được nghiên cứu, hình thànhcho họ các khái niệm mới, các đại lượng vật lí Thông qua giải bài tập thựcnghiệm, có thể truyền thụ cho HS một số khái niệm về thí nghiệm vật lí vớitính cách là một phương pháp nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên dựa trênphép đo và khảo sát toán học sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng vật lí

Về mặt này có thể hình thành cho HS một định luật vật lí Ví dụ: Định luậtphản xạ, khúc xạ ánh sáng, định luật Húc

Cũng có khi việc hình thành cho HS một định luật vật lí chỉ cần ra bài tập

mà khi giải nó chỉ cần lập luận logic và biến đổi toán học cùng với việc sử

dụng các kiến thức đã có của HS Ví dụ: Trong bài “Động lượng Định luậtbảo toàn động lượng”, HS có thể rút ra định luật từ các định luật Niutơn HScũng có thể tìm lại định luật Ôm cho toàn mạch bằng cách rút ra định luật này

từ định luật Jun – Lenxơ, định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, kiếnthức về năng lượng do nguồn điện cung cấp

Như vậy, BTVL được xem là phương tiện NCTLM khi trang bị KTM cho

HS nhằm đảm bảo cho họ nắm được KTM một cách chăc chắn, vì kiến thức

mà các em thu được là qua hoạt động giải bài tập của các em Tuy nhiên đểđạt được hiệu quả cao thì BTVL đưa ra phải đảm bảo một số yêu cầu sau:1) Mỗi bài tập đưa ra phải chứa vấn đề học tập cần giải quyết và vừa sức vớiHS

2) Mỗi bài tập phải chứa đựng yếu tố mới mà để tìm ra lời giải, HS cần thựchiện các lập luận phức tạp hoặc phải “tìm câu trả lời từ thiên nhiên” (tức là

HS cần thực hiện các thí nghiệm vật lí, quan sát thực tế)

3) Các bài tập phải được chú ý tới các mặt như tình huống đưa ra bài tập, nộidụng bài tập (đề bài), cách giải và kết luận để từ đó rút ra KTM

4) Việc giải hệ thống bài tập phải đảm bảo thời gian mà chương trình quyđịnh, đảm bảo được mục đích chiếm lĩnh nội dung KTM của HS trong tiếthọc ấy

1.2.3.Ôn tập kiến thức đã học, củng cố kiến thức cơ bản của bài giảng

BTVL được sử dụng rất nhiều khi ôn tập củng cố Thông thường, trongcác tiết học NCTLM nhằm vận dụng kiến thức vừa học (bài tập thường đượcdùng ở cuối tiết học), hoạt động của GV như sau: GV nêu ra các bài tập cơbản về kiến thức vừa học và yêu cầu HS giải một vài bài tập cơ bản minh họacho từng dạng Sau đó GV ra bài tập về nhà, gợi ý cách giải quyết khó khăn,yêu cầu HS tự rút ra các bước giải từng loại, từng kiểu bài tập đã ra và mớigặp lần đầu

Với các tiết luyện tập giải bài tập, GV phải đưa cho HS các bài tập liênquan tới nhiều kiến thức đã biết mà để giải chúng, HS phải vận dụng mộtcách

tổng hợp các kiến thức đã học, thậm chí trong cả chương, phần Do đó, họ sẽhiểu rõ hơn, ghi nhớ vững chắc nội dụng kiến thức đã học Trong các tiết họcnày, hoạt động của GV sẽ như sau: Kiểm tra sự chuẩn bị về lí thuyết giải bàitập và việc nắm phương pháp giải từng kiểu bài tập của HS Sau đó, yêu cầu

HS phân tích cách giải các bài tập về nhà mà chủ yếu là bài tập phức hợp.Cuối cùng, GV ra bài tập về nhà cho HS mà thông thường là bài tập phức hợp

có một vài yếu tố mới lạ Khi cần, gợi ý giải quyết chỗ khó

1.2.4 Phát triển tư duy vật lí cho HS

Giải BTVL là một trong những hình thức làm việc tự lực căn bản của HS.Trong khi giải bài tập, HS phải phân tích các điều kiện của đề bài, tự xâydựng những lập luận, thực hiện tính toán, khi cần thiết phải sử dụng đến thínghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đạilượng, kiểm tra các kết luận của mình Khi đó, HS phải vận dụng các thao tác

tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa,… để tự lực tìm hiểuvấn đề, tìm ra cái cơ bản, chìa khóa để giải quyết vấn đề Trong những điềukiện đó, tư duy phân tích, tổng hợp, tư duy sáng tạo của HS được phát triển,năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao Bên cạnh đó, việc giảiquyết các BTVL còn có tác dụng bồi dưỡng cho HS phương pháp nghiên cứukhoa học

1.2.5 BTVL là phương tiện có hiệu quả trong kiểm tra đánh giá kết quả họctập về vật lí của HS Đặc biệt là giúp phát triển trí tuệ, làm bộc lộ những khókhăn chủ yếu và những sai lầm cơ bản của HS trong học tập Đồng thời gópphần giúp HS vượt qua khó khăn và khắc phục những sai lầm ấy BTVL còngiúp cho GV phát hiện trình độ phát triển trí tuệ, kĩ năng vận dụng kiến thức

của HS cũng như những khó khăn và sai lầm phổ biến của họ trong học tập.

Từ đó, GV có thể đề ra cách giúp đỡ các em vượt qua khó khăn, khắc phụcnhững sai lầm đó

1.2.6 BTVL có tác dụng giáo dục tư tưởng, đạo đức, kĩ thuật tổng hợp vàhướng nghiệp

BTVL có tác dụng giáo dục tư tưởng rất lớn, nhờ nó ta có thể giới thiệucho HS sự xuất hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến, hiện đại, nhữngphát minh lớn của nhân loại, có thể lưu ý HS những thành tựu của nền khoahọc nước nhà BTVL cũng là phương tiện hiệu quả để giáo dục đạo đức, tìnhyêu lao động, đức tính kiên trì, ý chí và tình cảm của HS Việc giải BTVL cóthể đem lại cho HS niềm vui sáng tạo đối với những thành công, tăng thêm sựyêu thích, hứng thú với môn học

Thông qua việc giải BTVL, GV cũng có thể thường xuyên theo dõi thànhtích học, tinh thần học tập của HS

Bên cạnh đó, các BTVL có nội dung kĩ thuật tổng hợp (hiện đại, gắn liềnvới chương trình)còn có tác dụng rất lớn đến việc giáo dục kĩ thuật tổng hợpcho HS Nó cũng là một phương tiện thuận lợi để HS liên hệ lí thuyết với thựchành, học tập với đời sống sản xuất Từ đó góp phần giáo dục hướng nghiệpcho HS

Các BTVL về các hiện tượng vật lí thường gặp trong sinh hoạt hàng ngàygiúp cho HS thấy khoa học vật lí ngay trong cuộc sống xung quanh, góp phầnbồi dưỡng cho HS khả năng quan sát, sáng tạo

1.3 Phân loại BTVL.

Trong nhiều tài liệu về phương pháp giảng dạy vật lí [7], [13], , các tácgiả đưa chia BTVL theo nhiều dấu hiệu khác nhau Có thể tổng kết các cáchphân loại ấy như sau:

1.3.1 Theo nội dung:

- Tài liệu vật lí

- Nội dung cụ thể, trừu tượng

- Nội dung kĩ thuật tổng hợp

- Nội dung lịch sử

1.3.2 Theo mục đích dạy học:

- Bài tập sáng tạo (bài tập nghiên cứu và bài tập thiết kế)

- Bài tập kiểm tra

1.3.4.Theo đặc điểm và phương pháp nghiên cứu đề:

- Bài tập định tính (bài tập đơn giản và bài tập phức tạp)

- Bài tập định lượng (bài tập tập tập dượt và bài tập tổng hợp)

1.3.5 Theo phương thức giải hay cho điều kiện:

- Bài tập định tính

- Bài tập định lượng

- Bài tập đồ thị

- Bài tập thí nghiệm

1.3.5 Theo hình thức lập luận logic:

- Bài tập dự đoán hiện tượng

- Bài tập giải thích hiện tượng

- Bài tập tổng hợp

Các cách trên chưa cho thấy sự thống nhất về tiêu chuẩn phân loại BTVL,

vì trong bất kì loại nào cũng chứa đựng một vài yếu tố của một hay một vàiloại khác Ví dụ trong cách gần như phổ biến nhất là phân loại theo phương

thức giải hay cho điều kiện thì để giải bài tập định lượng buộc phải lập luậnlogic; có bài tập thí nghiệm, đồ thị, định tính hoặc định lượng Đặc biệt làcách phân loại bài tập chỉ mang tính chất bề ngoài chưa đề cập gì đến chủ thểgiải BTVL là HS Để khắc phục tình trạng trên, TS Nguyễn Thế Khôi [9] đãđưa ra cách phân loại bài tập dựa vào mức độ phức tạp của hoạt động tư duytrong quá trình tìm kiếm lời giải:

1.3.7 Theo mức độ phức tạp của hoạt động tư duy trong tiến trình tìm kiếmlời giải:

- Bài tập cơ bản

- Bài tập phức hợp

1.4 Sử dụng BTVL trong các loại bài học.

Giải BTVL là một bộ phận của đa số các tiết học như NCTLM, luyện tập,

ôn tập, kiểm tra Nó có thể chiếm một phần hoặc toàn bộ tiết học Đồng thời

nó cũng được sử dụng trong cả chương trình ngoại khóa Trong các hình thức

ấy, BTVL được sử dụng nhiều hơn cả trong hai loại tiết học là NCTLM vàluyện tập giải bài tập

1.4.1 Tiết học NCTLM

Như đã nói ở trên, tiết học NCTLM là tiết học trong đó HS thu được cái

họ chưa biết từ trước hoặc chưa biết một cách rõ ràng, chính xác Trong cáctiết học này, BTVL được sử dụng ở một khâu đề xuất vấn đề, giải quyết vấn

đề, củng cố hoặc ở tất cả các khâu đó

Mỗi kiến thức khoa học đều là lời giải đáp cho một câu hỏi Nếu không cóviệc nảy sinh câu hỏi thì sẽ không có nhu cầu giải đáp câu hỏi Và vì thế sẽkhông có kiến thức khoa học để giải đáp câu hỏi đó Cho nên việc NCTLMthường được bắt đầu bằng việc đặt vấn đề Theo I.Ia.Lemer, vấn đề trong dạyhọc là một câu hỏi xuất hiện hay được đặt ra đối với người chưa hề biết trướccâu trả lời mà phải tìm tòi sáng tạo và để tìm ra câu trả lời đó, người ta phải

có những tài liệu nào đó làm cơ sở xuất phát [16, tr.5] Có nhiều cách để làmxuất hiện vấn đề cần nghiên cứu tìm cách giải quyết Một trong số đó là sửdụng bài tập đề xuất vấn đề Việc xây dựng các vấn đề trong dạy học bằng bàitập sẽ kích thích được hứng thú học tập của HS, tạo ra được khả năng củng cốkiến thức đã có và xây dựng mối quan hệ giữa kiến thức đã có và cả KTM.Bài tập đề xuất vấn đề được sử dụng ở đầu giờ học Nó không những có tácdụng xây dựng vấn đề dạy học mà còn có thể chuẩn bị cho việc nghiên cứuvấn đề.

Trong dạy học, có không ít vấn đề được giải quyết bằng bài tập Thôngthường, sau khi nêu vấn đề, GV sẽ đưa ra một bài tập phức hợp, chia nó thànhcác bài tập bộ phận mà qua việc giải các bài tập đó, HS sẽ thu được KTM.Dựa vào phương thức giải, có thể chia bài tập giải quyết vấn đề ra làm hailoại:

1) Giải bài tập bằng lập luận logic và các biến đổi toán học trên cơ sở các kiếnthức đã biết

2) Buộc phải quan sát, tiến hành thí nghiệm Tức là trong quá trình giải bàitập loại này, việc sử dụng các lập luận logic và biến đổi toán học không đưađến câu trả lời cuối cùng hoặc tuy dẫn đến kết quả cuối cùng nhưng không rõ

có phù hợp với thực tiễn hay không thì người giải buộc phải quan sát, làm thínghiệm mới thu được câu trả lời của bài tập

Ví dụ: Bài tập thuộc loại thứ nhất là bài tập rút ra định luật bảo toàn độnglượng từ định luật II, III Niutơn; bài tập rút ra định luật Ôm cho toàn mạch từđịnh luật Jun – Lenxơ, định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng và kiếnthức về năng lượng do nguồn cung cấp, năng lượng tiêu thụ trên máy thu.Bài tập thuộc loại thứ hai là bài tập xác định các đặc điểm (phương, chiều,

độ lớn) và điều kiện xuất hiện của lực đàn hồi của lò xo

Thông thường, GV sử dụng bài tập củng cố ở cuối tiết học hay cuối phầnhọc của mỗi bài giảng nhằm củng cố KTM, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho HStùy theo yêu cầu từng tiết học.

1.4.2 Tiết học luyện tập giải bài tập

Trong các tiết học này, có hai hình thức tổ chức làm việc chủ yếu của lớp:

GV hay một HS giải bài tập trên bảng để HS toàn lớp theo dõi; HS tự giải bàitập

Hình thức đầu được áp dụng khi GV hướng dẫn HS giải các bài tập loạimới gặp lần đầu hoặc khi cần giới thiệu định hướng giải bài tập mới Để cảlớp tập trung, chủ động theo dõi và tích cực tham gia vào tìm kiếm lời giải bàitập trên bảng, cần lưu ý: Khi giải thích sơ đồ định hướng, GV phải trình bàysao cho các em hiểu rõ từng thao tác, hành động và trật tự của chúng để tạođiều kiện giải các bài tập cùng loại

Hình thức sau thường dùng để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo và kiểm tra kếtquả học tập của HS Tính độc lập, tích cực của HS phụ thuộc rất nhiều vàomức độ phức tạp của bài tập Vì thế, bài tập đề ra phải vừa sức, đủ phức tạp

và gây được hứng thú cho HS Trong khi HS tự lực giải, GV theo dõi từng em

và nếu cần, giúp họ quy một bài tập phức tạp thành các bài tập cơ bản, ápdụng các sơ đồ định hướng đã biết để giải từng kiểu, phân kiểu bài tập

1.5 Hướng dẫn HS tìm kiếm lời giải BTVL nhằm hình thành KTM.

BTVL có hai chức năng chính là tập vận dụng kiến thức cũ và tìm raKTM Để BTVL có thể thực hiện chức năng thứ hai, GV phải làm xuất hiện ở

HS các vấn đề cần giải quyết hay cao hơn là cách thức giải quyết các vấn đề

ấy, từ đó hình thành KTM cho họ Đó là các bài tập mà sau khi giải, HS thuđược những tính chất, quy tắc, định luật mới,… của các sự vật, hiện tượng mà

họ chưa biết Trong quá trình HS tìm kiếm lời giải, GV tổ chức hoạt động tự

lực giải quyết vấn đề của HS nhằm rút ra kiến thức cần chiếm lĩnh Trong khiđưa ra hệ thống bài tập đó, GV cần phải phân tích và xuất phát từ mục đích sưphạm là hình thành KTM cho HS mà xác định kiểu hướng dẫn cho phù hợp.Theo lí luận dạy học, có thể xác định hai kiểu hướng dẫn HS tự lực giảibài tập:

1) Hướng dẫn tìm tòi (Ơrixtic) là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho

HS suy nghĩ tìm tòi để phát hiện cách giải quyết và tự xác định các hành độngcần thực hiện để thu được kết quả

2) Hướng dẫn định hướng khái quát chương trình hóa cũng là kiểu hướng dẫn

HS tìm tòi cách giải quyết nhưng GV định hướng hoạt động tư duy của HStheo lối khái quát của việc giải quyết vấn đề Ngay từ sự định hướng đầu tiên

đã đòi hỏi sự tự lực tìm tòi của HS Nếu họ không đáp ứng được, thì sự giúp

đỡ tiếp theo của GV là cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý cho họ đểthu hẹp phạm vi tìm tòi, giải quyết vừa sức HS Nếu họ vẫn không tìm tòi giảiquyết được thì sự hướng dẫn của GV chuyển dần sang hướng dẫn theo mẫu

để HS hoàn thành yêu cầu một bước Sau đó, tiếp tục yêu cầu HS tự lực tìmtòi cách giải quyết tiếp theo Nếu cần thì GV lại giúp đỡ Cứ như vậy cho đếnkhi giải được bài tập đặt ra

Đây là hai kiểu hướng dẫn có thể phát huy được tính tích cực, tự lực của

HS trong việc giải BTVL rút ra KTM

Để điều khiển tư duy của HS trong quá trình tổ chức hoạt động tự lực giảiquyết vấn đề của họ, GV cần phải dự đoán những khó khăn mà HS có thể gặptrong quá trình giải quyết vấn đề, những câu hỏi gợi ý giúp họ vượt quanhững khó khăn đó Những câu hỏi gợi ý này chính là phương tiện quan trọng

để GV định hướng tư duy HS Muốn cho các câu hỏi gợi ý có tác dụng địnhhướng đúng đắn tư duy HS, chúng phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Câu hỏi phải được diễn đạt một cách chính xác về ngữ pháp, nội dungkhoa học của điều muốn hỏi Có như vậy câu hỏi định hướng mới giúp HSphát hiện đúng vấn đề cần giải quyết.

- Câu hỏi phải vừa sức HS Chỉ có khi đó mới có thể hi vọng thu được câutrả lời có giá trị từ phía HS và việc điều khiển tư duy HS mới có hiệu quả

- Nội dung câu hỏi phải định hướng đúng đắn tư duy của HS trong tìnhhuống học tập cụ thể đang xét Nghĩa là, nội dung câu hỏi phải đảm bảo saocho khi HS suy nghĩ để tìm câu trả lời thì chính là sự suy nghĩ của họ đangđịnh hướng theo đường lối đúng đắn của việc giải quyết vấn đề Chỉ có khi đóthì câu hỏi gợi ý mới có tác dụng điều khiển tư duy HS

1.6 Mối quan hệ giữa giải BTVL với nắm vững kiến thức và phát triển năng lực giải quyết vấn đề.

1.6.1 Mối quan hệ giữa giải BTVL với nắm vững kiến thức

Theo lí luận dạy học, kiến thức được hiểu là kết quả của quá trình nhậnthức bao gồm “một tập hợp nhiều mặt về chất lượng và số lượng các biểutượng và khái niệm lĩnh hội được, được giữ lại trong trí nhớ và được tái tạokhi có đòi hỏi tương ứng” [14, tr.12] Kiến thức vật lí có thể được chia thànhcác nhóm cơ bản: 1) Khái niệm (hiện tượng, đại lượng); 2) Định luật, nguyênlí; 3) Thuyết; 4) Phương pháp nghiên cứu; 5) Ứng dụng trong đời sống, sảnxuất

Một trong những nhiệm vụ chủ yếu nhất của dạy học là đảm bảo cho HSnắm vững những kiến thức cơ bản ở nhà trường Nắm vững kiến thức khôngnhững là hiểu đúng nội hàm, ngoại diên của nó, xác định được vị trí, tác dụngcủa kiến thức ấy trong hệ thống kiến thức cơ bản đã tiếp thu từ trước, mà cònbiết quá trình hình thành nó và vận dụng được nó vào thực tiễn

Sự nắm vững kiến thức có thể được phân biệt ở ba mức độ: biết, hiểu, vậndụng được

- Biết một kiến thức nào đó có nghĩa là nhận ra được nó, phân biệt được nóvới các kiến thức khác, kể lại được nội hàm của nó một cách chính xác Đây

là mức tối thiểu HS cần đạt được trọng học tập

- Hiểu một kiến thức là gắn được kiến thức ấy vào các kiến thức đã biết,đưa được nó vào vốn kinh nghiệm của bản thân Tức là nêu đúng nội hàm vàngoại diên của nó, xác lập được mối quan hệ giữa nó và hệ thống các kiếnthức khác và vận dụng được kiến thức ấy vào tình huống quen thuộc dẫn đến

có khả năng vận dụng nó một cách linh hoạt, sáng tạo

- Vận dụng được kiến thức vào việc giải quyết các nhiệm vụ của thực tiễnnghĩa là phải tìm được kiến thức thích hợp trong vốn kiến thức đã có để giảiquyết một nhiệm vụ mới Nhờ vận dụng mà kiến thức được nắm vững mộtcách thật sự, sâu sắc

Để đảm bảo cho HS nắm vững kiến thức vật lí một cách chắc chắn, cầnphải hình thành cho họ kĩ năng, kĩ xảo không chỉ vận dụng mà còn chiếm lĩnhkiến thức thông qua nhiều hình thức luyện tập khác nhau Trong số đó, “việcgiải nhiều bài tập, nhiều loại bài tập được sắp xếp có hệ thống từ dễ đến khó

là hình thức luyện tập được tiến hành nhiều nhất, do đó có tác dụng quantrọng trong việc hình thành kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vật lí của họcsinh” [6, tr.22]

Hiểu theo nghĩa rộng, quá trình học tập là quá trình liên tiếp giải các bàitập Bởi vậy, kiến thức sẽ được HS hoàn toàn nắm vững nếu họ tự lực, tíchcực, vận dụng linh hoạt, thành thạo kiến thức ấy để giải quyết các nhiệm vụkhác nhau

Chất lượng nắm vững kiến thức bước đầu thể hiện ở chất lượng giải cácbài tập cơ bản về kiến thức ấy ở mức độ ghi nhớ và hiểu Còn chất lượng giải

hệ thống bài tập phức hợp về một đề tài, chương, phần của chương trình phảnánh chất lượng nắm vững kiến thức và mối quan hệ của chúng trong đề tài,

chương, phần đó với nhau và vận dụng chúng trong những tình huống phứctạp, mới.

1.6.2 Mối quan hệ giữa giải BTVL với phát triển năng lực giải quyết vấn đề.Theo Ph.N.Gônôbôlin: “Trong khoa học tâm lí, người ta coi năng lực lànhững thuộc tính tâm lí riêng lẻ của cá nhân, nhờ những thuộc tính ấy mà conngười hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó mà mặc dù bỏ ra ít sức laođộng vẫn đạt kết quả cao” [8, tr.61] P.A.Ruđich còn đưa ra định nghĩa:

“Năng lực – đó là tính chất tâm lí của con người chi phối trong quá trình tiếpthu kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hành độngnhất định” [11, tr.382]

Khi xem xét bản chất của năng lực, cần chú ý tới ba dấu hiệu chủ yếu củanó: 1) Là sự khác biện các thuộc tính tâm lí cá nhân, làm cho người này khácngười kia; 2) Chỉ là sự khác biệt có liên quan đến hiệu quả của việc thực hiệnmột hoạt động nào đó; 3) Được hình thành và phát triển trong quá trình hoạtđộng của cá nhân

Các nhà tâm lí học thường chia năng lực thành ba mức độ phát triển: nănglực, tài năng, thiên tài Trong đó năng lực vừa là danh từ chung nhất, vừa chỉmức độ nhất định biểu thị sự hoàn thành có kết quả một hoạt động nào đó vàchúng tôi chỉ quan tâm đến mức độ này trong hoạt động giải BTVL của HS.Năng lực được phân loại theo hai cách phổ biến: theo mức độ phản ánh (nănglực được chia thành năng lực tái tạo và năng lực sáng tạo), theo sự chuyênmôn hóa (năng lực được chia thành năng lực chung và năng lực riêng)

Mức độ phát triển của năng lực phụ thuộc vào mức độ nắm vững kiếnthức, kĩ năng, kĩ xảo Muốn phát triển năng lực, phải nắm vững và vận dụngmột cách sáng tạo những kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo đã tích lũy được về mộtlĩnh vực nhất định Mặt khác, năng lực giúp cho việc nắm vững kiến thức, kĩ

năng, kĩ xảo được dễ dàng và nhanh chóng hơn Tuy nhiên, năng lực khác với

kĩ năng,kĩ xảo ở chỗ kĩ năng, kĩ xảo là kết quả của sự luyện tập, học tập, còn

để phát triển năng lực, ngoài luyện tập, học tập cần phải có tư chất Vì vậy,không nên quy tất cả việc phát triển năng lực vào việc cung cấp kiến thức, kĩnăng,kĩ xảo

Giải bài tập là một hình thức tự lực giải quyết một vấn đề nào đó nêu ratrong đầu bài Ở trình độ thấp là nhận biết những điều kiện có thể áp dụngmột giải pháp đã biết vào một tình huống tương tự với các tình huống quenthuộc Ở trình độ cao hơn, phải thực hiện một loạt những phân tích và biếnđổi để có thể áp dụng được giải pháp cơ bản đã biết Và cuối cùng ở trình độsáng tạo, phải tìm ra giải pháp mới mà trước đây chưa biết Với đa số HS phổthông hiện nay, cần cố gắng đạt đến trình độ thứ hai

Năng lực giải quyết vấn đề của HS được hình thành và phát triển trong giảiBTVL Để đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS trong giảiBTVL, chúng tôi dựa vào các tiêu chuẩn sau:

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

- Nhanh chóng phát hiện ra cái quen thuộc đã biết, cái mới phải tìm trongkhi giải mỗi BTVL Hay nhanh chóng phát hiện ra các bài tập cơ bản trongmột bài tập phức hợp, quy một bài tập phức hợp về các bài tập cơ bản đã biết,

đã được giải thành thạo xuất hiện trong quá trình giải

- Phác thảo, dự kiến những con đường chung có thể có từ đầu đến cuốitrước khi tính toán, xây dựng lập luận cụ thể

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

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

- Chuyển tải được sơ đồ định hướng hành động giải các bài tập phức hợpthuộc loại nào đó sang sơ đồ định hướng giải các kiểu, phân kiểu bài tập phứchợp khác.

1.7 Điều tra cơ bản thực trạng dạy học giải BTVL ở trường THPT.

Việc điều tra được tiến hành trong năm học 2009 – 2010 Đối tượng điềutra là HS các khối lớp 10, 11, 12 (học chương trình chuẩn) và GV của trườngTHPT Khoái Châu (Hưng Yên)

1.7.1 Mục đích điều tra

Điều tra thực trạng giảng dạy của GV và nắm vững kiến thức của HStrường THPT Khoái Châu trong một số tiết học NCTLM về vật lí cần nghiêncứu Trên cơ sở kết quả của quá trình điều tra kết hợp với việc nghiên cứu líluận về BTVL, nội dụng chương trình SGK mà soạn thảo hệ thống bài tậpnhằm hình thành KTM cho HS trong một số tiết học NCTLM nhằm nâng caochất lượng nắm vững kiến thức và phát triển năng lực giải quyết vấn đề

1.7.2 Các biện pháp điều tra chính

- Dự giờ các tiết học NCTLM và các giờ dạy học bài tập có liên quan

- Trao đổi với GV và HS về tình hình dạy học các tiết học kể trên

- Xem xét vở bài tập và các bài kiểm tra của HS có liên quan đến KTMcần nghiên cứu

1.7.3 Kết quả

1) Tình hình dạy của GV

Các GV chủ yếu sử dụng phương pháp diễn giảng kết hợp với hình vẽ, thínghiệm minh họa Đôi khi, họ cũng sử dụng những câu hỏi gợi ý HS trongtiến trình bài học Tuy nhiên những câu hỏi đó chưa định hướng được tư duy

HS vào đúng tiến trình giải quyết vấn đề; chưa kích thích được sự chú ý, tíchcực, khả năng làm việc tự lực của HS trong tiến trình giải quyết vấn đề củabài học Việc sử dụng bài tập để hình thành KTM cho HS gần như không

được quan tâm Trong các tiết học NCTLM, GV chỉ thông báo và diễn giảngcho HS hiểu KTM mà không quan tâm đến việc tổ chức hoạt động tự lựcchiếm lĩnh KTM của họ BTVL chỉ được sử dụng ở khâu vận dụng, củng cố

và trong các tiết học luyện tập giải bài tập rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụngkiến thức đã học vào thực tiễn Các bài này chủ yếu là các bài tập trong SGK

và sách bài tập vật lí

2) Tình hình nắm vững kiến thức của HS

Qua điều tra chúng tôi nhận thấy trong quá trình học tập và giải bài tập,

HS gặp các khó khăn chủ yếu và các sai lầm phổ biến sau:

- Các em chưa nắm vững kiến thức đã học ở trên lớp và gặp nhiều khókhăn khi tiếp thu các khái niệm, định luật vật lí được xây dựng dựa vào cáckhái niệm, định luật đã biết Ví dụ, các em chưa nhận biết được đầy đủ cáctrường hợp áp dụng định luật bảo toàn động lượng, còn nhiều em không viếtphương trình của định luật dưới dạng vectơ Số đông HS không thể tự xâydựng lại KTM, chỉ có thể phát biểu được định nghĩa, nội dung định luật

- Các em chưa có kĩ năng vận dụng kiến thức, giải bài tập Các em còn gặpnhiều khó khăn trong việc lựa chọn kiến thức, công thức đã học để vận dụngtrong khi giải các bài tập cụ thể Khi giải bài tập vận dụng định luật bảo toànđộng lượng, các em không viết được phương trình vô hướng

Từ thực tế dạy học trên, chúng tôi rút ra kết luận: Để góp phần nâng caochất lượng học tập và khắc phục những khó khăn của HS, giúp GV kích thích,điều khiển hoạt động tự lực của HS, cần thiết phải xây dựng hệ thống bài tậpnhằm hình thành KTM dựa trên những cơ sở khoa học chặt chẽ, đồng thời chỉ

ra được cách sử dụng chúng trong tiến trình lên lớp mỗi tiết học vật lí

CHƯƠNG 2 TỔ CHỨC TIẾT HỌC HÌNH THÀNH KTM BẰNG GIẢI BTVL.

2.1 Mục tiêu dạy học một số bài học vật lí ở trường THPT.

2.1.1 Lực đàn hồi của lò xo

- Nêu được các đặc điểm về lực đàn hồi của lò xo: điểm đặt, hướng, điềukiện xuất hiện

- Phát biểu và viết được công thức của định luật Húc, nêu được ý nghĩacủa các đại lượng có trong công thức và đơn vị đo của chúng

- Nêu được định nghĩa giới hạn đàn hồi của lò xo cũng như các vật có khảnăng biến dạng đàn hồi

- Sử dụng được các dụng cụ thí nghiệm, đề xuất được các phương án tiếnhành các thí nghiệm để phát hiện ra mối quan hệ tỉ lệ giữa độ biến dạng của lò

xo và độ lớn của lực đàn hồi

- Biểu diễn được lực đàn hồi của lò xo khi bị giãn và khi bị nén

- Vận dụng được định luật Húc để giải các bài tập đơn giản

2.1.2 Động lượng Định luật bảo toàn động lượng

- Phát biểu được định nghĩa của động lượng, hệ cô lập

- Phát biểu và viết được biểu thức của định luật bảo toàn động lượng; biếtrút ra biểu thức của định luật từ các định luật Niutơn

- Nêu được các trường hợp áp dụng định luật

- Từ định luật II Niutơn rút ra được định lí biến thiên động lượng

- Vận dụng định luật bảo toàn động lượng để giải một số bài tập về vachạn mền, chuyển động bằng phản lực

2.1.3 Định luật Ôm đối với toàn mạch

- Xây dựng được biểu thức của định luật Ôm đối với toàn mạch, phát biểuđược định luật, quy ước dấu.

- Nêu được định nghĩa của độ giảm thế

- Nêu được mối quan hệ giữa suất điện động và độ giảm thế trên mạchngoài và mạch trong

- Nêu được định nghĩa về hiện tượng đoản mạch, tác dụng của điện trởtrong đối với cường độ dòng điện khi xảy ra đoản mạch, biết được một số hệquả của định luật

- Rèn luyện kĩ năng logic toán học để xây dựng các công thức vật lí

- Vận dụng định luật Ôm cho toàn mạch để giải một số bài tập dơn giản.2.1.4 Lực Lorenxơ

- Phát biểu được định nghĩa lực Lorenxơ Nêu được các đặc điểm vềphương, chiều, độ lớn của lực Lorenxơ của từ trường có cảm ứng từ B

tácdụng lên điện tích q chuyển động

- Xây dựng được công thức xác định được độ lớn của lực Lorenxơ từ biểuthức xác định độ lớn lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điệnđặt trong từ trường đều

- Nêu được các đặc trưng cơ bản về chuyển động của hạt mang điện tíchtrong từ trường đều; viết được công thức tính bán kính vòng tròn quỹ đạo

- Vận dụng kiến thức về lực Lorenxơ để giải một số bài tập đơn giản

- Nêu được các điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần

- Trình bày được cấu tạo và tác dụng dẫn sáng của sợi quang, cáp quang

- Giải được một số bài tập đơn giản về hiện tượng phản xạ toàn phần.

2.2 Sử dụng hệ thống bài tập trong một số tiết học hình thành KTM.

2.2.1 Lực đàn hồi của lò xo Định luật Húc [2, tr.71 – 74 ]

Sau khi ôn lại cho HS kiến thức về trọng lực (là lực do Trái Đất hút vật, cóđiểm đặt tại trọng tâm của vật, phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới,biểu thức xác định độ lớn P = mg), GV có thể đặt vấn đề vào bài bằng cáchyêu cầu HS giải bài tập 1:

“Có một lò xo nhẹ được giữ cố định một đầu, một vật nặng được móc vàođầu kia của nó Hãy xác định các lực tác dụng lên vật khi nó đứng yên Cáclực đó có cùng bản chất hay không?”

Vật đặt trong trọng trường nên phải chịu tác dụng của trọng lực P Do lò

xo nhẹ nên trọng lực tác dụng lên nó có thể bỏ qua Khi vật đứng yên, từ địnhluật I Niutơn suy ra phải có một lực hoặc hợp lực tác dụng lên vật cân bằngvới trọng lực tác dụng lên nó HS cần thực hiện lập luận logic: Ngoài TráiĐất, vật chỉ có thể tương tác với lò xo Do đó, lực tác dụng lên vật cân bằngvới trọng lực là lực do lò xo tác dụng lên nó và lực này không thuộc loại lựchấp dẫn nói chung, trọng lực nói riêng GV thông báo cho HS rằng: lực do lò

xo tác dụng lên vật như trên gọi là lực đàn hồi của lò xo

Lực đàn hồi là một loại lực mới Vậy nó được xác định như thế nào? Câuhỏi đó xuất hiện ở HS là một điều tất yếu Để giúp HS tìm hiểu các tính chất(điểm đặt, hướng) và điều kiện xuất hiện lực đàn hồi của lò xo, GV yêu cầu

HS giải bài tập 2:

“Dùng tay kéo hoặc nén một lò xo nhẹ Hãy xác định điểm đặt, hướng củalực đàn hồi.”

HS tiến hành thí nghiệm hoặc nhớ lại những quan sát trong thực tế để đưa

ra câu trả lời:

- Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện khi lò xo bị nén hoặc bị giãn

- Lực đàn hồi có điểm đặt lên các vật gắn với lò xo mà gây ra biến dạngcho lò xo

- Lực đàn hồi ngược hướng với lực gây ra biến dạng cho lò xo

GV đưa ra khái niệm: Lực xuất hiện khi vật bị biến dạng được gọi là lựcđàn hồi

Sau khi đưa ra cho HS khái niệm về độ biến dạng của lò xo, GV yêu cầu

HS tự rút ra các đặc điểm về độ lớn của lực đàn hồi trong các trường hợp cụthể ở bài tập 3:

“Có một lò xo nhẹ và các quả nặng có khối lượng khác nhau Hãy tìm cách

đo lực đàn hồi ứng với các độ biến dạng khác nhau của lò xo Từ đó rút ra kếtluận về mối quan hệ giữa độ biến dạng của lò xo và độ lớn của lực đàn hồi.”

Để giải được bài tập này, HS cần phải dựa vào những kinh nghiệm trongcuộc sống và lời giải bài tập 1: Treo lần lượt các quả nặng vào lò xo Khi quảnặng đứng yên, lực đàn hồi có độ lớn bằng trọng lực tác dụng lên nó(Fđh=P=mg) Việc đo trọng lực tác dụng lên quả nặng có thể dùng lực kế nếu

ta không biết rõ khối lượng của chúng Bằng cách đó ta sẽ xác định được độlớn của lực đàn hồi Hoặc ta cũng có thể đặt quả nặng lên trên các lò xo Xácđịnh độ lớn của lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo trong các trường hợptương ứng, ta sẽ xác định được mối quan hệ giữa độ lớn của lực đàn hồi và độbiến dạng của lò xo

Để tiết kiệm thời gian, GV có thể yêu cầu HS làm thí nghiệm với cáchtreo quả nặng vào lò xo để rút ra kết quả Fđh ~ l Sau đó, GV thông báo: Xétvới các lò xo khác nhau cũng được kết quả tương tự và kết quả đó đúng với cả

trường hợp lò xo bị nén Vì vậy có thể khái quát: Lực đàn hồi của lò xo tỉ lệthuận với độ biến dạng của nó.

Để xây dựng đầy đủ đặc điểm về độ lớn của lực đàn hồi, GV đưa ra cho

HS khái niệm giới hạn đàn hồi và phát biểu lại tính chất trên: Trong giới hạnđàn hồi, độ lớn lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo

GV thông báo: Có thể thay dấu “~” bằng dấu “=”, Fđh = k l , trong đó kđược gọi là độ cứng hay hệ số đàn hồi

Để giúp HS trả lời câu hỏi độ cứng k là một hằng số với mọi lò xo hay làmột hệ số đặc trưng riêng cho mỗi lò xo, GV yêu cầu HS giải bài tập 4:

“Cho một quả nặng và các lò xo nhẹ có kích thước và chất liệu khác nhau.Hãy đề xuất thí nghiệm đo độ cứng k của các lò xo Độ cứng k có phải là mộthằng số đối với mọi lò xo hay không?”

Lời giải là: Lần lượt treo vật vào các lò xo như các bài tập trên Trong thínghiệm này, độ lớn của lực đàn hồi là không đổi Do đó, để so sánh độ cứngcủa các lò xo ta chỉ cần so sánh độ biến dạng của chúng khi vật đứng yên Kếtquả: Độ cứng của lò xo không phải là một hằng số đối với mọi lò xo và phụthuộc vào kích thước, vật liệu làm lò xo GV yêu cầu HS tự rút ra đơn vị đocủa độ cứng của lò xo

Cuối cùng, GV thông báo: Khi nghiên cứu mối quan hệ giữa độ lớn củalực đàn hồi với độ biến dạng của lò xo, Rôbớt Húc đã phát hiện ra định luậtđược gọi là định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của

lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo Fđh = kl

Các kết quả trên không chỉ đúng cho lò xo mà còn đúng với các vật đànhồi khác như dây (dây cao su, dây thép) bị kéo dãn hoặc các mặt tiếp xúc bịbiến dạng khi ép vào nhau

2.2.2 Động lượng Định luật bảo toàn động lượng