Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên vật lý phần Cơ học vật rắn

Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý phần Cơ học vật rắn ở trường THPT chuyên 2.1 Phân tích mục tiêu dạy học thuộc phần Cơ học vật rắn trong chương trình nâng cao môn Vật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

-oOo -DƯƠNG ĐỨC TUẤN

XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ

BỒI DƯỠNG HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÝ

PHẦN CƠ HỌC VẬT RẮN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Chuyên ngành: Lý luận và PPDH Vật lí

Mã số: 60 14 01 11 Người hướng dẫn khoa học: PGS TS PHẠM THỊ PHÚ

Nghệ An, năm 2013

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin ghi nhận nơi đây lòng biết ơn sâu sắc đối với PGS.TS Phạm Thị Phú, người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian

nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng đào tạo Sau đại học, tổ bộ môn Phương pháp giảng dạy Vật lý Trường Đại học Vinh, các thầy giáo, cô giáo khoa Vật lí Trường Đại học Vinh đã tạo mọi điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Trường THPT chuyên Trần Hưng Đạo, tỉnh Bình Thuận đã tạo điều kiện cho tôi nghiên cứu, thực nghiệm và hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, tôi cảm ơn gia đình, những người thân yêu đã động viên, giúp

đỡ tôi hoàn thành luận văn

Nghệ An, tháng 08 năm 2013

Tác giả Dương Đức Tuấn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài 1

2. Mục đích nghiên cứu 2

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4. Giả thuyết khoa học 2

5. Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6. Phương pháp nghiên cứu 3

7. Những đóng góp mới của luận văn 3

8. Cấu trúc luận văn 4

Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý ở trường THPT chuyên 1.1 Mục tiêu giáo dục của hệ thống trường chuyên 5

1.2 Chương trình và kế hoạch giáo dục của trường chuyên 5

1.2.1 Chương trình và kế hoạch giáo dục của trường chuyên 5

1.2.2 Xây dựng tài liệu dạy học trong các trường THPT chuyên……… 6

1.3 Bồi dưỡng học sinh năng khiếu, học sinh giỏi 9

1.3.1 Khái niệm học sinh năng khiếu, học sinh giỏi 9

1.3.2 Một số biểu hiện của học sinh giỏi Vật lý 9

1.3.3 Khái niệm bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT 5

1.3.4 Mục đích của việc bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT 5

1.3.5 Thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở nước ta hiện nay 11

1.3.6 Thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở tỉnh Bình Thuận và tại trường THPT chuyên Trần Hưng Đạo 12

1.4 Chuyên đề Vật lý với việc bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý 13

1.4.1 Vị trí, chức năng của các chuyên đề bồi dưỡng trong chương trình chuyên sâu môn Vật lý THPT chuyên 13

1.4.2 Hệ thống lý thuyết trong chuyên đề bồi dưỡng 14

1.4.3 Bài tập Vật lý trong chuyên đề bồi dưỡng 14

1.4.4 Cấu trúc chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi 14

1.4.5 Quy trình xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý 15

1.4.6 Phương pháp, hình thức tổ chức dạy học chuyên đề bồi dưỡng HS chuyên 16

Kết luận chương 1 19

Chương 2 Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý phần Cơ học vật rắn ở trường THPT chuyên 2.1 Phân tích mục tiêu dạy học thuộc phần Cơ học vật rắn trong chương trình nâng cao môn Vật lý 20

2.2 Phân tích các dạng bài tập cơ học vật rắn và tần số xuất hiện trong

một số đề thi chọn học sinh giỏi các cấp từ năm 2008 đến 2012 … 21

2.2.1 Phân tích đề thi học sinh giỏi quốc gia môn Vật lý 21

2.2.2 Phân tích đề thi học sinh giỏi Olympic 30-4 khu vực phía Nam môn Vật lý 22

2.2.3 Phân tích đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lý (Bình Thuận) 23

2.3 Khảo sát đánh giá năng lực học sinh – đối tượng dạy học của chuyên đề 24

2.4 Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng phần Cơ học vật rắn cho học sinh chuyên Vật lý trường THPT Chuyên Trần Hưng Đạo – tỉnh Bình Thuận 25

2.4.1 Mục tiêu chung và cấu trúc của chuyên đề 25

2.4.2 Modun 1 Cân bằng của vật rắn 27

2.4.3 Modun 2 Động học vật rắn 37

2.4.4 Modun 3 Động lực học vật rắn 45

2.4.5 Modun 4 Các định luật bảo toàn và định lý biến thiên……… 55

2.5 Bộ đề thi khảo sát kiến thức và thi thử học sinh giỏi 63

2.5.1 Đề thi khảo sát kiến thức học sinh đầu vào 63

2.5.2 Đề thi thử Olympic 30/4- môn Vật lý 67

2.5.3 Đề thi thử quốc gia môn Vật lý 72

2.6. Phương án dạy học chuyên đề bồi dưỡng phần Cơ học vật rắn cho học sinh chuyên Vật lý 78

Kết luận chương 2 79

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm 3.1. Mục đích, nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 80

3.2. Nội dung của thực nghiệm sư phạm 80

3.3. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm 80

3.4. Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm 80

3.4.1. Xây dựng kế hoạch tiến hành thực nghiệm 80

3.4.2. Tiến hành giảng dạy chuyên đề bồi dưỡng để thực nghiệm……… 81

3.4.3. Kiểm tra đánh giá từng đối tượng 82

3.4.4. Kết quả thực nghiệm 82

3.4.5. Xử lý kết quả của quá trình thực nghiệm 83

3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm 84

3.5.1 Đánh giá định tính 84

3.5.2 Đánh giá định lượng 86 3.6 Rút kinh nghiệm về việc xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh

88

chuyên Vật lý phần Cơ học vật rắn

Kết luận chương 3 89

Kết luận chung 90

Tài liệu tham khảo 91 Phụ lục PL1

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Từ xưa đến nay, việc tuyển chọn, đào tạo và sử dụng nhân tài luôn là vấn

đề quan tâm hàng đầu của mỗi quốc gia Đảng ta khẳng định mục tiêu chung của ngành Giáo dục là: “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” Riêng đối với các loại hình trường năng khiếu, trường chuyên, lớp chọn, mục tiêu chung ấy được triển khai thành nhiệm vụ cụ thể: đẩy mạnh công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, học sinh năng khiếu nhằm tạo tiền đề cho công tác bồi dưỡng nhân tài, đáp ứng yêu cầu phát triển mới của đất nước ở mỗi tỉnh, thành phố…

Hiện nay, ở các địa phương trong toàn quốc, mạng lưới trường chuyên, trường năng khiếu được mở rộng, nhận sự quan tâm, đầu tư rất lớn của địa phương và nhà nước Xác định mục tiêu: “ phát hiện những học sinh có tư chất thông minh, đạt kết quả xuất sắc trong học tập và phát triển năng khiếu của các

em về một số môn học trên cơ sở đảm bảo giáo dục phổ thông toàn diện; có khả năng tự học, nghiên cứu khoa học và sáng tạo; có sức khỏe tốt để tiếp tục đào tạo các em có thể trở thành nguồn nhân lực bậc cao, những nhân tài của quốc

gia” (trích Quy chế tổ chức và hoạt động của trường trung học phổ thông

chuyên ban hành kèm theo thông tư 06/2012/TT-BGDĐT ngày 15/02/2012) các

trường năng khiếu, trường chuyên có trách nhiệm đào tạo ra những thế hệ học sinh phát triển toàn diện cả về trí lực lẫn thể lực, khả năng lý luận lẫn kĩ năng thực hành, đồng thời, phát hiện và bồi dưỡng những cá nhân xuất sắc làm nguồn nhân lực tương lai cho các ngành nghiên cứu khoa học Để thực hiện được nhiệm vụ đó, đối với tất cả các môn học, bên cạnh một chương trình giáo dục phổ thông hợp lí, chương trình bồi dưỡng chuyên sâu cho học sinh năng khiếu là

vô cùng quan trọng

Đối với đối tượng chuyên Vật lý ở bậc THPT, ngoài chương trình Vật lý nâng cao, Bộ Giáo dục – Đào tạo đã bổ sung chương trình chuyên sâu theo văn bản số 10803/BGDĐT-GDTrH ngày 16/12/2009 Trong đó, phần Cơ học vật rắn

là một trong những nội dung tương đối khó và rất quan trọng vì có nhiều ứng

dụng thực tiễn và tần số xuất hiện cao trong các đề thi học sinh giỏi các cấp Vì vậy, việc xây dựng một chuyên đề bồi dưỡng dựa trên cơ sở lý luận và phương pháp giảng dạy bộ môn Vật lý, đầy đủ cả về lí thuyết lẫn bài tập đối với phần kiến thức này là hết sức cần thiết và không thể thiếu trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi

Xuất phát từ nhiệm vụ của giáo viên trường chuyên và yêu cầu thực tiễn của việc giảng dạy môn Vật lý cho học sinh chuyên Vật lý ở trường THPT

chuyên, chúng tôi chọn đề tài Luận văn Thạc sĩ là: “Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý ở trường trung học phổ thông chuyên – Phần

Cơ học vật rắn”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý - phần Cơ học vật rắn nhằm mở rộng kiến thức, nâng cao kỹ năng, phát triển tư duy và năng lực tự học của học sinh Chuyên Vật lý ở trường THPT chuyên

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

+ Học sinh chuyên Vật lý ở trường THPT chuyên

+ Quá trình dạy học, bồi dưỡng môn Vật lý cho học sinh chuyên Vật lý

- Phạm vi nghiên cứu: phần Cơ học vật rắn thuộc chương trình nâng cao môn Vật lí lớp 12 và chương trình chuyên sâu môn Vật lý THPT Chuyên (theo văn bản số 10803/BGDĐT-GDTrH về việc Hướng dẫn thực hiện chương trình chuyên sâu các môn chuyên cấp THPT ngày 16 tháng 12 năm 2009 của Bộ Giáo dục–Đào tạo)

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý - phần

Cơ học vật rắn có nội dung lý thuyết bổ túc được kiến thức; xây dựng được hệ thống bài tập rèn luyện nâng cao kỹ năng, phát triển tư duy lô-gic, tư duy toán học, tư duy vật lý tiếp cận được với đề thi Olympic Vật lý phổ thông các cấp về

độ khó và mức sáng tạo; sử dụng chuyên đề theo hướng dạy – tự học – đánh giá

và tự đánh giá thường xuyên thì sẽ phát triển năng khiếu vật lý của học sinh và

nâng cao thành tích học tập của học sinh chuyên Vật lý ở trường THPT chuyên

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học và tâm lý học về dạy học phân hóa, bồi

dưỡng học sinh giỏi, học sinh năng khiếu

5.2 Tìm hiểu thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở nước ta và năng lực

học tập Vật lý của học sinh chuyên Vật lý

5.3 Nghiên cứu cơ sở lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý.

5.4 Nghiên cứu đề thi học sinh giỏi môn Vật lý trong nước, trong khu vực và

quốc tế những năm gần đây để xác định các dạng bài tập và tỉ lệ, tần số của phần

Cơ học vật rắn trong đề

5.5 Nghiên cứu nội dung dạy học chương “Cân bằng của vật rắn” (lớp 10) và

“Động lực học vật rắn” – Vật lý lớp 12 (chương trình nâng cao) và phần Cơ học vật rắn trong chương trình chuyên Vật lý THPT Chuyên

5.6 Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý phần Cơ học vật

rắn

5.7 Xây dựng các phương án giảng dạy chuyên đề Cơ học vật rắn đã xây dựng

để bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý

5.8 Thực nghiệm sư phạm.

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Phương pháp điều tra, khảo sát thực tiễn

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học dùng để xử lí số liệu

7 Những đóng góp mới của luận văn

- Đề tài: “Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý - phần

Cơ học vật rắn” sẽ đóng góp một tài liệu bồi dưỡng, học tập đúng trọng tâm chương trình chuyên sâu môn Vật lý THPT cho giáo viên và học sinh chuyên Vật lý

- Đề tài gồm các vấn đề lý thuyết và hệ thống 15 bài tập minh họa và bổ sung kiến thức tại lớp; 13 bài tập vận dụng kiến thức; 12 bài tập luyện tập nâng cao, bài tập sáng tạo, bài tập có nội dung thực tế, nội dung kỹ thuật để bồi dưỡng học sinh giỏi.

- Thiết kế các giáo án dạy học nội dung lý thuyết và bài tập đã xây dựng

để bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý

- Đề tài góp phần đổi mới nội dung và phương pháp trong công tác bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý theo hướng dạy – tự học – đánh giá – tự đánh giá

8 Cấu trúc của luận văn

Cấu trúc của luận văn, ngoài phần phụ lục, phần chính của luận văn gồm

93 trang:

- Nội dung luận văn gồm có 3 chương:

Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn xây dựng chuyên đề bồi

dưỡng học sinh chuyên Vật lý ở trường THPT chuyên (15 trang)

Chương 2 Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý phần Cơ học vật rắn ở trường THPT chuyên (60 trang)

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm (10 trang)

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT CHUYÊN 1.1 Mục tiêu giáo dục của hệ thống trường chuyên

Ngày 15/02/2012 Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành Thông tư số 06/2012/TT-BGDĐT về Quy chế tổ chức và hoạt động của trường trung học phổ thông chuyên (Sau đây gọi tắt là Quy chế 06) [27]Theo đó, mục tiêu của trường chuyên là phát hiện những HS có tư chất thông minh, đạt kết quả xuất sắc trong học tập và phát triển năng khiếu của các em về một số môn học trên cơ sở đảm bảo giáo dục phổ thông toàn diện; giáo dục các em thành người có lòng yêu nước, tinh thần vượt khó, tự hào, tự tôn dân tộc; có khả năng tự học, nghiên cứu khoa học và sáng tạo; có sức khỏe tốt để tiếp tục đào tạo thành nhân tài đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước

Hệ thống trường chuyên gồm: Trường chuyên thuộc tỉnh và trường chuyên thuộc cơ sở giáo dục đại học

Mỗi tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương có thể có ít nhất một trường chuyên với tổng số HS các lớp chuyên chiếm tối thiểu 2% số HS THPT của tỉnh, thành phố đó

1.2 Chương trình và kế hoạch giáo dục của trường chuyên

1.2.1 Chương trình và kế hoạch giáo dục của trường chuyên

Chương trình và kế hoạch giáo dục của trường chuyên được quy định tại Thông tư số 06/2012/TT-BGDĐT, ngày 15/02/2012 của Bộ Giáo dục và Đào tạo như sau:

“1 Chương trình, nội dung giáo dục của trường chuyên

a) Đối với các lớp chuyên:

- Môn chuyên: Do giáo viên bộ môn quyết định Căn cứ kế hoạch giáo dục của nhà trường, tham khảo nội dung dạy học chuyên sâu do Bộ Giáo dục và Đào tạo hướng dẫn, giáo viên bộ môn xây dựng kế hoạch, nội dung dạy học, báo cáo để tổ chuyên môn góp ý và hiệu trưởng phê duyệt trước khi thực hiện;

- Các môn còn lại: Thực hiện như các lớp không chuyên.

Tùy điều kiện thực tế, hiệu trưởng trường chuyên quyết định việc tổ chức dạy học theo một số chương trình giáo dục tiên tiến của nước ngoài; dạy học

một số môn hoặc nội dung môn học khoa học tự nhiên bằng ngoại ngữ, báo cáo

sở giáo dục và đào tạo trước khi thực hiện.

b) Đối với các lớp không chuyên: Thực hiện chương trình như đối với các trường THPT không chuyên.

2 Kế hoạch giáo dục của trường chuyên

a) Các lớp chuyên bố trí kế hoạch giáo dục nhiều hơn 6 buổi và không quá 42 tiết mỗi tuần;

b) Kế hoạch giáo dục phải bảo đảm việc thực hiện đầy đủ kế hoạch giáo dục chung theo quy định và dành thời gian tăng cường dạy học nâng cao chất lượng các môn chuyên, ngoại ngữ, tin học và tăng cường rèn luyện kỹ năng sống, kỹ năng hoạt động xã hội của học sinh.

3 Hoạt động giáo dục của trường chuyên

Trường chuyên tổ chức các hoạt động giáo dục quy định tại Điều lệ trường trung học và tăng cường tổ chức các hoạt động hướng dẫn học sinh làm quen với nghiên cứu khoa học, sáng tạo kỹ thuật, giáo dục giá trị sống, kỹ năng sống, kỹ năng hoạt động xã hội, rèn luyện sức khỏe của học sinh.”[27;14]

Ngoài ra, ngày 16 tháng 12 năm 2009, Bộ Giáo dục – Đào tạo có công văn số 10803/BGDĐT-GDTrH về việc hướng dẫn thực hiện chương trình chuyên sâu các môn chuyên cấp THPT [5]Theo đó, mục tiêu của Chương trình chuyên sâu gồm các nội dung kiến thức, kỹ năng nhằm phát triển năng khiếu của

HS đối với từng môn chuyên Về chương trình, thời lượng giảng dạy đối với các môn chuyên Vật lí thực hiện theo chương trình nâng cao với thời lượng tăng thêm 50% số tiết theo quy định để thực hiện chương trình chuyên sâu Về tài liệu dạy học đối với mỗi môn chuyên sử dụng sách giáo khoa theo chương trình quy định và tài liệu tham khảo được hướng dẫn cụ thể trong chương trình chuyên sâu

Căn cứ các văn bản nêu trên, GV dạy môn chuyên được quyền tự xây dựng kế hoạch dạy môn chuyên và thống nhất trong tổ bộ môn, trình hiệu trưởng phê duyệt

1.2.2 Xây dựng tài liệu dạy học trong các trường THPT chuyên

1.2.2.1 Sự cần thiết phải xây dựng tài liệu dạy học ở các trường THPT chuyên

Các trường THPT chuyên đã và đang thực hiện chương trình GDPT chung và được bổ sung một hệ thống chuyên đề chuyên sâu nhằm phân hóa trình

độ HS Để tạo ra sự đa dạng và phong phú hơn về nội dung, phương pháp, phương tiện, đáp ứng được nhiều mức độ và yêu cầu khác nhau trong dạy học ở các nhà trường THPT, nhất là các trường chuyên, chúng ta cần xây dựng tài liệu dạy học dành cho các môn chuyên theo các hướng sau:

 Triển khai, mở rộng, đào sâu các nội dung dạy học nhằm phân hóa

trình độ người học

 Biên soạn nội dung dạy học chuyên sâu cho HSG.

 Tìm kiếm, phát hiện các TLDH, sách tham khảo chuyên ngành phục

vụ cho dạy học môn chuyên

 Cập nhật, khai thác và trao đổi tài nguyên bằng công nghệ thong tin

và truyền thông

 Sưu tầm và tự làm, tự thiết kế các đồ dùng, tư liệu thiết bị dạy học phù hợp và có hiệu quả.

 Vận dụng sáng tạo các phương pháp và hình thức dạy học một cách

linh hoạt, sáng tạo nhằm kích thích được HS say mê, hiếu kì, suy nghĩ, tìm tòi; tạo ra hiệu quả dạy học…

1.2.2.2 Giáo viên trường THPT chuyên cần có năng lực xây dựng TLDH

Trước tiên, GV trường THPT chuyên cần có năng lực xây dựng TLDH là

xuất phát từ yêu cầu dạy học phân hóa cho HS ở trường chuyên Trong một lớp học, đối tượng HS tuy cùng lứa tuổi nhưng mỗi em là một thế giới thu nhỏ; với những phẩm chất và tính cách khác nhau, các chỉ số IQ, EQ và CQ rất khác nhau; nhu cầu và hứng thú học tập cũng khác nhau; thiên hướng và năng lực cũng khác nhau… Như vậy trong dạy học rất cần có sự phân hóa để đáp ứng các nhu cầu và sở thích, những nguyện vọng cá nhân mỗi HS Muốn được như thế hoặc gần như thế không thể chỉ bám sát cac yêu cầu chung của CT và TLDH mà phải biết cụ thể hóa, bổ sung thêm bớt sao cho phù hợp với các đối tưởng khác nhau như đã nêu

Thứ hai, nhiệm vụ của dạy học môn chuyên là góp phần đào tạo và bồi

dưỡng nhân tài cho đất nước; vì thế nội dung dạy học chuyên không thể chỉ bình thường như HS phổ thông Đối tượng HS chuyên là những HSG , ham hiểu biết, sức học cao, tốc độ lớn vì thế nếu chỉ dựa vào CT và TLDH thông thường thì không thể đủ vốn liếng dạy HS chuyên Và vì thế cần biết xây dựng, mở rộng, đào sâu, tìm kiếm thêm rất nhiều các TLDH khác nhau … mới đủ sức, đủ tầm đáp ứng sức học của HS chuyên

Thứ ba, như đã nêu ở phần mở đầu, thực tiễn ở Việt Nam chưa có CT và

SGK cũng như các TLDH riêng cho HS các môn chuyên trong trường chuyên; thêm vào đó TLDH cũng rất nghèo nàn, đơn điệu về cả nội dung và hình thức, dạng loại… Nếu không biết xây dựng TLDH theo tinh thần vừa nêu thì không chỉ không có gì để dạy mà phương pháp và kết quả dạy học cũng rất hạn chế

1.2.2.3 Biện pháp xây dựng TLDH ở trường THPT chuyên

Cách thức xây dựng TLDH được thực hiện là :

a) Phân hóa vi mô ở mỗi bài học: trong mỗi bài có cách thức (câu hỏi,

bài tập, yêu cầu) khác nhau nhằm đáp ứng các trình độ, sở thích và năng lực khác nhau của HS

b) Sử dụng nhiều nguồn TLDH: những kiến thức trong SGK là rất cơ

bản, nhưng không phải duy nhất; GV dạy cho HS tiếp cận một vấn đề từ nhiều nguồn thông tin khác nhau; từ đó hình thành thói quen, kĩ năng so sánh, đối chiếu để rút ra kết luận đúng cho mình

c) Tiếp cận vấn đề từ nhiều mặt: cùng một vấn đề nhưng soi sáng từ

nhiều góc độ, nhiều phương diện; khuyến khích HS nêu những phản đề, phát hiện các ý nghĩa đa chiều, những khám phá và nhìn nhận một cách thấu đáo và

biện chứng Các nước gọi dây là năng lực tư duy phê phán.

d) Mở rộng tăng độ phức tạp: đây là cách tăng khối lượng kiến thức và

độ khó của vấn đề nhằm phân hóa và kích thích suy nghĩ HS Trong một đơn vị thời gian có thể ra nhiều bài tập, yêu cầu HS thực hiện nhiều nhiệm vụ với các mức độ khác nhau

e) Yêu cần tư duy cao, nhanh: cách này chú trọng tốc độ suy nghĩ hơn là

khối lượng Trong cùng một đơn vị thời gian ai làm xong trước, hoàn thành công việc/ nhiệm vụ sớm hơn

f) Tăng cường vấn đề mở: tạo ra nhiều tình huống vấn đề với nhiều

phương án và cách thức giải quyết khác nhau để HS phân tích, nhìn nhận một cách toàn diện trên cơ sở đó lựa chon cách tốt nhất

g) Tăng khái niệm trừu tượng: kiến thức khoa học được kết tinh ở hệ

thống thuật ngữ, khái niệm; vì thế với HSG rất cần tăng cường cung cấp các khái niệm, thuật ngữ thuộc lĩnh vực mà các em đang quan tâm, có năng khiếu

h) Tập trung vào phân tích, lí giải, tổng hợp và đánh giá: trong các mức

độ nhận thức (Bloom/ Niko) nhận biết là mức thấp Với HSG cần hạn chế các yêu cầu nhận biết tăng cường yêu cầu lí giải, phân tích, tổng hợp và đánh giá, vì đây là các mức độ để đo năng lực và trí tuệ phù hợp với HSG

1.3 Bồi dưỡng học sinh năng khiếu, học sinh giỏi

1.3.1 Khái niệm học sinh năng khiếu, học sinh giỏi

Theo từ điển Tâm lý học của Vũ Dũng [7]: năng khiếu là tập hợp những tư

chất bẩm sinh, nét đặc trưng và tính chất đặc thù làm tiền đề bẩm sinh cho năng lực

Mỗi người bình thường đều có thể có một năng khiếu ở một lĩnh vực nhất định nào đó Năng khiếu tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành năng lực và tài năng Tuy nhiên không phải một HS nào có năng khiếu đối với hoạt động nào

đó nhất thiết sẽ trở thành tài năng trong lĩnh vực ấy và ngược lại

Thuật ngữ “giỏi” – là “một mức độ cao của năng lực chỉ sự lành nghề, sự

thành thạo những kỹ xảo hoàn hảo, sự uyên thâm kinh nghiệm đến mức điêu luyện” Như vậy, giỏi là cái con người tự tạo ra cho mình mà không phải là cái

được trời phú như năng khiếu Những HS có năng khiếu trong một lĩnh vực thì trở thành giỏi trong lĩnh vực ấy dễ dàng hơn Tuy nhiên, một người không có năng khiếu đặc biệt nhưng luyện tập chăm chỉ với lòng say mê cao độ, trong điều kiện thuận lợi cũng có thể trở nên giỏi

Học sinh năng khiếu là HS có năng lực tiềm tàng về một hoạt động nào

đó, nhưng chưa bộc lộ ở thành tích cao vì chưa qua tập dượt, rèn luyện nên còn thiếu hiểu biết và chưa thành thạo trong lĩnh vực hoạt động đó Biểu hiện của

HS có năng khiếu là có chỉ số IQ ở mức cao, có tư duy lôgic tốt thể hiện năng lực vận hành các thao tác tư duy nhanh, chính xác và bộc lộ được những ưu điểm về phẩm chất tư duy, về năng lực hoạt động sáng tạo

Học sinh giỏi một môn học nào đó là HS đạt và vượt chuẩn kiến thức kỹ

năng của môn học đó Đối với môn Vật lý, HSG phải là HS nắm kiến thức kỹ năng của môn học ở mức độ phân tích, tổng hợp, đánh giá; Có tư duy logic, tư duy toán học, tư duy vật lý tốt; Có niềm đam mê Vật lý học, tự học và tìm tòi sáng tạo

1.3.2 Một số biểu hiện của học sinh giỏi Vật lý

Trong quá trình học tập bộ môn, có những HS trình độ kiến thức, kỹ năng

và tư duy vượt trội lên trên các HS khác, có khả năng hoàn thành nhiệm vụ môn học một cách dễ dàng, đó là những HSG bộ môn đó

Đối với HSG Vật lý phải có những biểu hiện sau đây :

1- Có năng lực tư duy tốt, tiếp thu nhanh, nhớ lâu, có khả năng suy diễn,

khái quát hóa, hiểu khá sâu về bản chất và hiện tượng, sự kiện, biết vận dụng

kiến thức đã học để đưa bài toán phức tạp thành bài toán đơn giản, có khả năng giải quyết vấn đề nhanh, có cách giải hay, ngắn gọn và sáng tạo

2- Có kiến thức tích hợp giữa vật lý học với các khoa học khác, đặc biệt

là Vật lý – Toán Học sinh biết sử dụng công cụ toán học trong học tập Vật lý (như phép tính véctơ, khảo sát hàm số, đồ thị, đạo hàm, vi phân, tích phân, lượng giác…)

3- Có kĩ năng thực hành vật lý, Trong đề thi HSG cấp quốc gia, khu vực,

quốc tế hiện nay luôn có một bài tập về lập phương án thí nghiệm Đây là vấn đề mới và cũng là một điểm hạn chế của HS chúng ta hiện nay Học sinh phải nắm được cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm cơ bản, biết chọn dụng cụ cần thiết cho yêu cầu của phép đo, nắm được nguyên tắc, nội dung lý thuyết để thiết kế phương pháp đo Ngoài ra HS cũng phải biết cách đánh giá sai số của phép đo

4- Có thói quen tự học, tự nghiên cứu qua tài liệu sách, tạp chí bộ môn

Nếu HS chỉ học và biết những gì GV dạy mà không mày mò nghiên cứu thêm qua tài liệu, sách báo thì thực sự còn nhiều thiếu sót, khó có thể trở thành một HSG thực thụ

5- Có năng lực tự kiểm tra, đánh giá kiến thức kỹ năng của bản thân 6- Có tình cảm và thái độ tốt đối với hoạt động BDHSG rất say mê tò

mò, ham hiểu biết, biết vượt khó, lao vào cái mới, có ý chí phấn đấu vươn lên

Thông qua quá trình dạy học, trao đổi thông tin GV có thể phát hiện HS

có năng khiếu vật lý dựa vào các biểu hiện nêu trên

1.3.3 Khái niệm bồi dưỡng học sinh giỏi

Theo Từ điển Giáo dục học 2001, [9]bồi dưỡng được định nghĩa như

sau:“Bồi dưỡng là quá trình trang bị thêm kiến thức, kỹ năng nhằm mục đích

nâng cao và hoàn thiện năng lực hoạt động trong các lĩnh vực cụ thể”

- Bồi dưỡng HSG là chủ động tạo ra môi trường và những điều kiện thích hợp cho người học phát huy cao độ nội lực của mình, đi đôi với việc tiếp nhận một cách thông minh, hiệu quả ngoại lực (người thầy có vai trò quan trọng hàng đầu trong môi trường có tính ngoại lực); mà cốt lõi là giúp cho người học về phương pháp, biết cách học, cách nghiên cứu, cách tư duy, cách tự đánh giá, tận dụng phương tiện hiện đại nhất để tìm kiếm, thu thập và xử lý thông tin để tự học, tự bồi dưỡng

1.3.4 Mục đích của việc bồi dưỡng học sinh giỏi

Việc bồi dưỡng HSG tại các trường THPT chuyên nhằm mục tiêu đáp ứng

yêu cầu của các kỳ thi HSG Mục đích, yêu cầu thi chọn HSG nói chung và thi

chọn HSG quốc gia nói riêng “nhằm động viên, khuyến khích người dạy và

người học phát huy năng lực sáng tạo, dạy giỏi, học giỏi; góp phần thúc đẩy việc cải tiến, nâng cao chất lượng dạy và học, chất lượng công tác quản lý, chỉ đạo của các cấp quản lý giáo dục; đồng thời phát hiện người học có năng khiếu

về môn học để tạo nguồn bồi dưỡng, thực hiện mục tiêu đào tạo nhân tài cho đất nước.” [26;1] (Trích Quy chế thi chọn học sinh giỏi cấp quốc gia ban hành kèm theo Thông tư số 56 /2011/TT-BGDĐT ngày 25/11/2011 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo)

1.3.5 Thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý nước ta

Hiện nay ở các tỉnh, thành trên cả nước đều có trường chuyên và các lớp chuyên Vật lý Việc bồi dưỡng HSG nói chung và bồi dưỡng HSG Vật lý nói riêng đều do các trường tự chủ động Đa số các trường vẫn giảng dạy tgheo chương trình Vật lý phổ thông nâng cao và các chuyên đề bồi dưỡng HS do Bộ ban hành Ngoài ra, tùy điều kiện của từng trường có tổ chức bồi dưỡng cho đội tuyển, có mời thỉnh giảng các giáo sư, chuyên gia bồi dưỡng cho đội tuyển

Hàng năm Bộ và các địa phương tổ chức các kỳ thi HSG vật lý ở các cấp khác nhau, như: cấp tỉnh, Olympic 30-4 khu vực phía Nam, quốc gia, Olympic Vật lý Châu Á (AphO) , Olympic Vật lý Quốc tế (IphO) Đoàn HSG của Việt nam tham gia thi HSG vật lý quốc tế hàng năm có điểm số cao, nhiều em đạt giải huy chương vàng, huy chương bạc hoặc đồng

Bên cạnh những thành tích không nhỏ, những tồn tại của vấn đề bồi dưỡng HSG cũng bộc lộ khá rõ:

Trước hết là có sự đánh đồng giữa mục đích bồi dưỡng HSG để đào tạo nhân tài với mục tiêu nuôi dưỡng một số “gà chọi” để tranh giải trong các kì thi cấp tỉnh thành, quốc gia và quốc tế; bồi dưỡng HSG bằng cách nhồi nhét những kiến thức quá xa ngoài chương trình, nhồi nhét các thủ thuật làm các dạng bài, biến các em thành thợ làm bài tập vật lý

Ở rất nhiều trường, đầu tư hết sức lực, thời gian vào môn thi HSG, mà không mấy quan tâm đến các môn học khác; đặc biệt là các môn KHXH và rèn luyện thể chất Mặt khác, cũng do cách hiểu mục đích, mục tiêu bồi dưỡng HSG còn hạn hẹp mà chạy theo thành tích, vì thế mà HS, GV, phụ huynh và cả các cấp quản lí đã đầu tư bằng mọi cách, mọi thủ thuật khả dĩ đáp ứng được yêu cầu đoạt giải; còn những đòi hỏi về trang bị năng lực tư duy sáng tạo, về những

phương pháp nhận thức khoa học của môn học, phương pháp tự học, tự nghiên cứu đang còn coi nhẹ trong quá trình bồi dưỡng HSG

Việc phát hiện không đúng HS năng khiếu cũng làm cho hoạt động bồi dưỡng HSG thêm khó khăn Kết quả học tập của những HS đó về môn vật lý khó đạt kết quả cao, do dồn hết sức lực và thời gian để hoàn thành nhiệm vụ mà

GV giao cho, nên các môn học khác các em không có điều kiện học nữa; nhiều

em không đạt chuẩn kiến thức các môn học trong chương trình

Cũng không ít trường phổ thông, đặc biệt ở vùng kinh tế khó khăn có thể nói HS, phụ huynh, các nhà quản lí chỉ quan tâm đến mục tiêu kết quả thi tốt nghiệp, thi đại học là chính còn hoạt động bồi dưỡng HSG vật lý đang coi nhẹ

1.3.6 Thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở tỉnh Bình Thuận và tại trường THPT chuyên Trần Hưng Đạo

Bình Thuận là một trong những tỉnh thuộc khu vực Nam Trung bộ nhìn chung về giáo dục hiện nay được xem là tỉnh có nền giáo dục đang phát triển như một số tỉnh trong khu vực Sở GD-ĐT Bình Thuận trong những năm gần đây đã có những kế hoạch chú trọng hơn về việc bồi dưỡng HSG trong tỉnh và đầu tư cơ sở vật chất, nguồn nhân lực cho trường THPT Chuyên Trần Hưng Đạo tỉnh Bình Thuận và một số trường trọng điểm trong tỉnh

Tại trường THPT chuyên Trần Hưng Đạo công tác bồi dưỡng HSG là thường xuyên suốt năm học Vào cuối năm học, nhà trường xây dựng kế hoạch bồi dưỡng HSG cho năm học sau Mỗi tổ bộ môn được phân khai số tiết cho lớp chuyên Ví dụ trong năm học 2012-2013 môn Vật lý gồm có 420 tiết cho các lớp chuyên cả 3 khối và 270 tiết cho bồi dưỡng đội tuyển HSG tỉnh, Olympic Việc bồi dưỡng HSG quốc gia do Sở Giáo dục – Đào tạo đảm nhận

Nhà trường tổ chức dạy cho các lớp chuyên Vật lý chương trình nâng cao môn vật lý, chương trình chuyên sâu của Bộ và chuyên đề bồi dưỡng HSG do

GV dạy chuyên biên soạn

Về đội ngũ GV bồi dưỡng HSG Vật lý của tỉnh ở trường THPT Chuyên

và các trường THPT trong tỉnh hiện nay nhìn chung còn nhiều hạn chế về năng lực chuyên môn cũng như phương pháp giảng dạy Kết quả thi HSG của trường THPT chuyên Trần Hưng Đạo cũng chưa được đồng đều Năm 2012 – 2013 trường được Ban tổ chức kỳ thi Olympic xếp hạng thứ 14/114 trường dự thi, nhưng kết quả HSG quốc gia thì còn rất thấp

Về tài liệu bồi dưỡng HSG Vật lý mà GV sử dụng đa số là các sách được xuất bản từ NXB Giáo dục, một số chuyên đề bồi dưỡng HSG, một số chuyên đề nâng cao cho HS phổ thông Hiện nay tài liệu về thực hành và thí nghiệm dùng

để bồi dưỡng HSG còn thiếu, chỉ tập chung vào các dạng bài tập có mức độ khó

và nâng cao và cũng chưa chú trọng vào dạng bài tập sáng tạo Một số tài liệu

GV tham khảo trong quá trình bồi dưỡng như bộ sách Chuyên đề bồi dưỡng HSG Vật lý gồm 5 tập của các tác giả Dương Trọng Bái, Vũ Thanh Khiết, Phạm Quý Tư – NXBGD 2002; Tuyển tập đề thi Olympic 30 tháng 4 hằng năm của Ban tổ chức kỳ thi; bộ sách Cơ sở Vật lý gồm 5 tập của David Halliday – NXBGD 1998

1.4 Các chuyên đề Vật lý với việc bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý

1.4.1 Vị trí, chức năng của các chuyên đề bồi dưỡng trong chương trình chuyên sâu môn Vật lý THPT chuyên

Tự xây dựng TLDH dành cho bồi dưỡng HSG, tài liệu phù hợp với đối tượng hs được bồi dưỡng (theo điều kiện vùng miền) sao cho bám sát được, tiếp cận được chương trình chuyên sâu của Bộ Đó là yêu cầu tất yếu của dạy học phân hóa Bồi dưỡng HSG là một hình thức dạy học phân hóa

Ngày 16 tháng 12 năm 2009, Bộ Giáo dục – Đào tạo có công văn số 10803/BGDĐT-GDTrH về việc hướng dẫn thực hiện chương trình chuyên sâu các môn chuyên cấp THPT [5]Hệ thống chuyên đề ấy là những gợi ý khái quát, bước đầu một số vấn đề đã được gợi mở và tháo gỡ

Đối với bộ môn Vật lý, các chuyên đề chuyên sâu gồm các nội dung kiến thức, kỹ năng nhằm phát triển năng khiếu vật lý của học sinh Về thời lượng dạy học được quy định bằng 50% so với chương trình Vật lý nâng cao Với nội dung

và thời lượng như trên các chuyên đề chuyên sâu đã đáp ứng được việc Xây dựng tài liệu dạy học trong các trường THPT chuyên

Chuyên đề bồi dưỡng trong chương trình chuyên sâu môn Vật lý thực chất

là chương trình – tài liệu theo yêu cầu phân hoá Tư tưởng chỉ đạo ở đây là: trên nền tảng chương trình nâng cao của bộ môn Vật lý, người thầy cần biết dạy phân hoá cho đối tượng HSG Vật lý như thế nào để tạo ra sự phát triển phù hợp cho các đối tượng này nhằm phát triển năng khiếu vật lý của HS và nâng cao thành tích học tập của HS chuyên Vật lý ở trường THPT chuyên

1.4.2 Hệ thống lý thuyết trong chuyên đề bồi dưỡng

Chuyên đề bồi dưỡng phải có nội dung giáo khoa bổ sung được những kiến thức nằm ngoài chuẩn kiến thức kỹ năng chương trình chuyên sâu nhưng trong phạm vi mà các đề thi HSG các cấp tương ứng đề cập đến

Học sinh phải được trang bị các kiến thức toán học đủ để tiếp thu được các kiến thức vật lý trong chuyên đề

Hệ thống lý thuyết trong chuyên đề phải được biên soạn một cách cô đọng

dễ vận dụng

1.4.3 Hệ thống bài tập Vật lý trong chuyên đề bồi dưỡng.

Ngoài các yêu cầu chung của hệ thống bài tập dùng trong dạy học một chương, một phần thì bài tập trong chuyên đề bồi dưỡng HSG phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 Hệ thống bài tập được chọn theo chủ đề, từ dễ đến khó, có tính chọn lọc và điển hình

 Hệ thống bài tập trong cùng một chủ đề phải gồm bài tập tại lớp để minh họa, bổ sung kiến thức mới và bài tập tự giải Đảm bảo bài tập tự giải đủ 3 loại: bài tập vận dụng kiến thức; bài tập luyện tập nâng cao và bài tập sáng tạo

 Bài tập luyện tập nâng cao phải là những bài tập tổng hợp, rèn luyện kỹ năng, phát triển tư duy lô-gic, tư duy toán học, tư duy vật lý tiếp cận được với đề thi Olympic Vật lý phổ thông các cấp về độ khó và mức sáng tạo

 Chú ý các bài tập sáng tạo là những bài tập gắn với tình huống thực tế nhằm bồi dưỡng cho HS năng lực sáng tạo và niềm đam mê yêu thích vật lý học

1.4.4 Cấu trúc chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi

Chuyên đề bồi dưỡng HSG là kế hoạch dạy học của GV dành cho đối tượng HS cụ thể cần phải được thiết kế theo cấu trúc sau:

I Mục tiêu dạy học:

- Kiến thức

- Kỹ năng

- Thái độ

II Đối tượng dạy

III Phương tiện dạy học

IV Nội dung và phương pháp dạy học: được chia thành các mođun nhằm

đạt mục tiêu kiến thức:

- Bổ túc kiến thức ngoài chuẩn, bổ túc kiến thức toán;

- Bài tập vận dụng tập dượt kiến thức ngoài chuẩn;

- Bài tập luyện tập nâng cao rèn luyện phát triển kỹ năng;

- Bài tập sáng tạo

1.4.5 Quy trình xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh chuyên Vật lý

Để xây dựng chuyên đề bồi dưỡng HSG của một phần, một chương, một phân môn chúng tôi sử dụng qui trình xây dựng theo sơ đồ như hình 1 :

và NLTD của HSG

Khảo sát

đề thi HSG cấp tương ứng

Xây dựng mục tiêu dạy học của chuyên đề

Xây dựng chuyên

đề bồi dưỡng HSG

Xây dựng phương

án sử dụng chuyên

đề

Thực nghiệm các phương án

Xây dựng phương

án sử dụng chuyên

đề

Có thể điều chỉnh nội dung chuyên đề để đạt mục tiêu

Có thể điều chỉnh phương án sử dụng chuyên đề để đạt mục tiêu

chuẩn này ở mức độ khá trở lên).

2 Khảo sát đề thi HSG cấp tương ứng trong 5 năm gần đây

Việc khảo sát đề thi HSG nhằm:

- Xác định phổ kiến thức của chủ đề được sử dụng trong các đề thi, mức

độ vượt khỏi chuẩn của kiến thức và kỹ năng làm cơ sở xác định kiến thức cần

bổ túc cho HSG thông qua bài tập nâng cao kiến thức

- Xác định mức độ phức tạp của bài tập luyện tập nâng cao làm cơ sở thiết

kế các kỹ năng cần rèn luyện cho HS trong các bài tập luyện tập nâng cao

- Xác định tần suất và dấu hiệu mới của đề thi được sử dụng

3 Đánh giá kiến thức kỹ năng và năng lực tư duy của đội tuyển HSG (Xác định trình độ hiện thời, đầu vào của đối tượng HSG) nhằm xây dựng chuyên đề phù hợp với vùng phát triển gần nhất của HS được bồi dưỡng

4 Xây dựng mục tiêu dạy học của chuyên đề bồi dưỡng bồi dưỡng HSG trên cơ sở các kết quả của các bước 1,2,3 trong quá trình

5 Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng HSG để đáp ứng mục tiêu của kỳ thi HSG cấp tỉnh, Olympic hoặc quốc gia

6 Xây dựng phương án sử dụng chuyên đề bồi dưỡng đã xây dựng

7 Thực nghiệm các phương án, đánh giá hiệu quả chuyên đề bồi dưỡng

đã xây dựng

8 Điều chỉnh, bổ sung chuyên đề bồi dưỡng qua từng đợt bồi dưỡng

1.4.6 Phương pháp và hình thức dạy học chuyên đề bồi dưỡng HS chuyên.

Những kết quả nghiên cứu tâm lý học khẳng định, HS năng khiếu có thể học tập bằng nhiều cách khác nhau, học với tốc độ nhanh hơn, học dồn, học tắt, học tích hợp hoặc ghép các nội dung khác nhau so với HS bình thường

Chuyên đề bồi dưỡng sẽ được dạy tách rời cho đội tuyển theo kế hoạch bồi dưỡng HSG của tổ bộ môn và của trường Hình thức dạy học bao gồm :

1.4.6.1 Dạy chuyên đề tại lớp chuyên

Đây là khâu quan trọng nhất trong quá trình bồi dưỡng Chuyên đề được chia thành các modun, mỗi modun gồm:

- Nội dung lý thuyết trọng tâm để bổ sung phần kiến thức HS không được

học chung tại lớp chuyên mà trong đề thi có đầ cập đến.

- Bài tập minh họa kiến thức và bổ sung kiến thức: qua các bài tập ở lớp

HS được bồi dưỡng hầu hết các kỹ năng để giải các dạng bài tập và xử lý các phép toán phức tạp, kỹ năng thực hành ở những bài tập thiết kế chế tạo… Bài tập được GV sử dụng giảng dạy tại lớp là những bài tập có tính đa dạng, độ khó cao, mang tính sáng tạo đồng thời cũng có những bài tập tổng quát có angôrit giải Dưới sự hướng dẫn của GV thông qua các CH định hướng và khả năng tự lực HS tiến hành giải bài tập tìm kết quả

- Bài tập tự giải – tự kiểm tra : bao gồm bài tập vận dung kiến thức đã học

và bài tập luyện tập nâng cao, bài tập sáng tạo

1.4.6.2 Luyện tập giải bài tập cá nhân tại nhà

Trong lúc học ở nhà, GV cho HS những bài tập luyện tập nội dung các bài tập này có thể nâng cao nhưng ngược lại HS đã được cung cấp tài liệu, angôrit giải hoặc hệ thống CH định hướng tư duy Trên cơ sở đó HS với năng lực tự học kết hợp cùng với các thao tác tư duy để hoàn thành bài tập được giao

Để giải bài tập cá nhân ở nhà HS vận dụng một số bước như sau:

- Vận dụng các bước định hướng chung của việc giải BTVL

- Tổng hợp nguồn tài liêu mà HS sẵn có

- Dựa vào hệ thống CH định hướng tư duy và các kỹ năng để tìm kết quả.Trong hoạt động này không có sự hướng dẫn trực tiếp và giám sát của GV nên HS phải phát huy hết năng lực tự học của mình, vì vậy qua hoạt động này

HS được rèn luyện năng lực tự học rất cao, cho nên trong quá trình bồi dưỡng

GV không nên xem nhẹ GV định thời gian để hoàn thành bài tập có thể trong ngày, trong tuần, sau khi HS giải bài tập xong thì GV kiểm tra và chỉnh sửa cho hoàn chỉnh

Hai hoạt động có tính chất quyết định chất lượng giải bài tập ở nhà là:

- Phân tích bài toán hoặc CH hướng dẫn sau mỗi bài tập

- Kiểm tra và đánh giá việc giải bài tập ở nhà của học sinh

Câu hỏi hướng dẫn hoặc phân tích bài toán giúp định hướng tư duy HS về phía trả lời đúng, hạn chế việc HS bế tắt không giải được bài tập

Bài tập luyện tập ở nhà phải đạt được mục tiêu:

- Thành thạo kỹ năng giải bài tập theo phương pháp đã biết (giải bài tập tương tự ở mức độ phức tạp ngày càng tăng)

- Bồi dưỡng phát triển óc quan sát tìm tòi khám phá niềm vui sáng tạo yêu thích vật lý học

1.4.6.3 Luyện tập giải đề thi thử tuyển chọn học sinh giỏi Vật lý

Qua khảo sát các đề thi HSG các cấp trong nước, khu vực, quốc tế thì có thể nói rằng đề thi luôn có hướng mới hiện đại, sáng tạo và chia 2 phần lý thuyết

và thực nghiệm, liên hệ với những vấn đề hay gặp trong thực tế đời sống có liên quan các hiện tượng được mô hình hóa một cách hợp lý và đơn giản Những năm gần đây đề thi HSG trong nước chú trọng phần thí nghiệm và yêu cầu HS phải tư duy sáng tạo để tìm ra các bước thí nghiệm trung gian và phương pháp giải

Đề thi tuyển chọn HSG phải đạt những yêu cầu sau:

- Bài tập của đề thi phải đảm bảo độ khó nhưng không vượt ra ngoài nội dung của chương trình đã nêu trong quy chế của kỳ thi

- Bài tập của đề thi luôn mang tính sáng tạo

- Mức độ phân hóa cao

- Đề thi phải có bài tập thí nghiệm, đề cập đến những vấn đề thường gặp trong thực tế hoặc bài tập thiết kế, chế tạo

Kết quả thi thử HSG của mỗi HS qua mỗi đợt là thước đo kết quả bồi dưỡng trong từng đợt đó

Kết luận chương 1

Công tác bồi dưỡng HSG là một công tác mũi nhọn trong việc nâng cao dân trí, đào tạo nguồn lực, bồi dưỡng nhân tài cho nhà trường nói riêng, cho địa phương nói chung Tại các trường THPT chuyên công tác bồi dưỡng HSG là hoạt động chuyên môn có tính chất mũi nhọn, sống còn của nhà trường, đòi hỏi nhiều công sức của thầy và trò

Hiện nay, ở nhiều trường đại học và các tỉnh, thành trong cả nước đều có trường chuyên Trong gần nửa thế kỷ vừa qua, bồi dưỡng HSG vật lí đã đạt được những thành tích đáng kể và được đồng nghiệp quốc tế đánh giá cao về trí tuệ HS phổ thông Việt nam

Bên cạnh những thành tích không nhỏ, những tồn tại của vấn đề bồi dưỡng HSG cũng bộc lộ khá rõ mà đặc biệt là bồi dưỡng HSG bằng cách nhồi nhét kiến thức, thủ thuật làm các dạng bài, biến các em thành thợ làm bài tập vật

lí mà không quan tâm việc trang bị năng lực tư duy sáng tạo, về những phương pháp nhận thức khoa học của môn học trong quá trình bồi dưỡng HSG

Vì thế, việc xây dựng tài liệu dạy học trong công tác bồi dưỡng HSG thực chất là xây dựng TLDH theo yêu cầu phân hóa, phải chú ý phát triển được các thuộc tính của nhân cách là trí thông minh, sự sáng tạo, kích thích sự đam mê, yêu thích bộ môn và các năng lực tư duy

Chúng tôi nghĩ rằng trong công tác quản lý phải động viên, khuyến khích

GV xây dựng TLDH cho HSG Trên cơ sở đánh giá chính xác năng lực HS ở từng địa phương để tổ chức cho GV các môn chuyên xây dựng TLDH bồi dưỡng HSG cho phù hợp

Chương 2 XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH CHUYÊN VẬT LÝ

PHẦN CƠ HỌC VẬT RẮN Ở TRƯỜNG THPT CHUYÊN

2.1 Phân tích mục tiêu dạy học thuộc phần Cơ học vật rắn trong chương trình nâng cao môn Vật lý

Phần Cơ học vật rắn trong chương trình nâng cao môn Vật lý bao gồm 2 chương:

- Chương III Tĩnh học vật rắn (8tiết).Vật lý lớp 10

Bồi dưỡng tư duy linh hoạt sáng tạo thông qua giải bài tập bằng một số phương pháp khác nhau, giải được bài tập có nội dung thực tế (dưới dạng bài tập có vấn đề)

 Theo chuẩn KTKN Vật lý lớp 10 chương trình nâng cao, [12] mục tiêu dạy học chương “Tĩnh học vật rắn” có thể tóm tắt như sau:

Phát biểu được điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của hai lực, của ba lực (đồng quy và song song), dưới tác dụng của trọng lực và có giá đỡ nằm ngang, có trục quay cố định Nêu được quy tắc hợp hai lực đồng quy, song song, khái niệm momen của lực, ngẫu lực, trọng tâm và cách xác định trọng tâm của một vật phẳng

Vận dụng được những kiến thức trên để lí giải một số hiện tượng cân

bằng và giải một số bài toán về cân bằng

2.2 Phân tích các dạng bài tập cơ học vật rắn và tần số xuất hiện trong một

số đề thi chọn học sinh giỏi các cấp từ năm 2008 đến 2012.

2.2.1 Phân tích đề thi học sinh giỏi quốc gia môn Vật lý

Kỳ thi HSG quốc gia tuyển chọn những HS tài năng và có năng khiếu thực sự, chính vì vậy đề thi của các kỳ thi này phải đảm bảo độ khó và tính sáng tạo cao

Qua tìm hiểu và nghiên cứu các đề thi HSG quốc gia môn vật lý từ năm

2008 đến năm 2012 (Xem phụ lục 3 Đề thi HSG quốc gia môn Vật lý từ 2008 đến 2012), chúng tôi nhận thấy rằng:

- Về cấu trúc: Từ năm 2008 đến năm 2010 đề thi có 7 câu với thời gian

làm bài 180 phút Năm 2011 và năm 2012 thi hai ngày; mỗi ngày thi một đề không quá 5 câu

- Về nội dung: Các đề thi HSG quốc gia gồm toàn bộ nội dung các phần

của vật lý: Cơ, Nhiệt, Điện, Quang, Vật lý hiện đại và bài tập có thí nghiệm

Để đánh giá tần suất bài tập Cơ học vật rắn trong đề thi HSG quốc gia chúng tôi căn cứ vào tỷ trọng bài tập có liên quan đến phần Cơ học vật rắn: Tỷ

số giữa điểm dành cho bài tập có kiến thức phần Cơ học vật rắn so với tổng số điểm bài thi

Bảng 1 Tỷ trọng và tần suất bài tập Cơ học vật rắn trong đề thi HSG quốc gia

Năm ngày thiSố trong đềSố câu Bài tập có liên quan đến phần Cơ học vật rắn

Số câu Tổng điểmSố điểm/ Tỷ lệ

Trong các bài tập Cơ học vật rắn, kiến thức vượt chuẩn Vật lý phổ thông chương trình nâng cao trong đề thi HSG quốc gia 2008-2012 gồm:

+ Một số đại lượng vật lý trong chương trình phổ thông không được định nghĩa đầy đủ thông qua công cụ toán học như tích véctơ (định nghĩa momen động lượng), tích phân (định nghĩa momen quán tính) Hơn nữa, đến thời điểm

dự thi (thường là cuối học kỳ I năm học lớp 12) HS chưa được học kiến thức toán về tích phân, tích véctơ nếu giáo viên Vật lý không bổ túc kiến thức toán cho các em

+ Một số công thức không có trong chương trình phổ thông như: liên hệ giữa vận tốc, gia tốc của hai điểm trong một vật rắn chuyển động song phẳng

+ Một số khái niệm không có trong chương trình phổ thông như: tâm quay tức thời, tâm va chạm, tâm quay gia tốc

+ Một số định lý không được học trong chương trình phổ thông như: định

lý Huyghens – Steiner, định lí Köenig, định lí biến thiên momen động lượng

2.2.2 Phân tích đề thi học sinh giỏi Olympic 30-4 môn Vật lý

Kỳ thi Olympic HSG lớp 10 và 11 các tỉnh miền Nam, miền Trung và Tây nguyên nhằm phát hiện các HS năng khiếu giúp cho các tỉnh, thành phố tiếp tục bồi dưỡng tạo nguồn cho các kỳ thi HSG cấp Quốc gia, khu vực và các yêu cầu phát triển nhân tài cho các địa phương và đất nước

Hàng năm, trường THPT đăng cai sẽ quy định nội dung và quy cách ra đề thi các bộ môn và gửi đến các đơn vị tham gia Đề thi ra theo kiểu tự luận, được chọn ra từ ngân hàng đề thi đề nghị do các đoàn tham gia gửi đến Mỗi địa phương chỉ được chọn tối đa một câu, tương đương với tối đa là 1/6 tổng kiến thức của toàn bộ đề thi

Nội dung và quy cách ra đề thi Olympic 30-4 môn Vật lý từ năm 2008 đến năm 2012 (Xem phụ lục 4 Đề thi HSG Olympic môn Vật lý từ 2008 đến 2012), như sau :

Đề thi gồm 6 câu bao gồm các kiến thức trong nội dung chương trình thi:

- Câu 1: Cơ học vật rắn

- Câu 2: Cơ học chất điểm –Dao động cơ & Sóng cơ

- Câu 3: Điện học – Điện từ học

- Câu 4: Dòng điện xoay chiều

- Câu 5: Quang hình học

- Câu 6: Nhiệt học

Tổng điểm tối đa của bài thi là 30 điểm Thang điểm cho mỗi câu là 5

điểm, cho điểm lẻ đến 0,25

Để đánh giá tần suất bài tập Cơ học vật rắn trong đề thi Olympic 30-4 chúng tôi căn cứ vào tỷ trọng bài tập có liên quan đến phần Cơ học vật rắn: Tỷ

số giữa điểm dành cho bài tập có kiến thức phần Cơ học vật rắn so với tổng số điểm bài thi

Bảng 2 Tỷ trọng và tần suất bài tập Cơ học vật rắn trong đề thi Olympic 30-4

trong đề

Bài tập có liên quan đến phần Cơ học vật rắn

Số câu Tổng điểmSố điểm/ Tỷ lệ

- Về phổ kiến thức đề thi vượt khỏi chuẩn KTKN của chương trình nâng cao môn Vật lý : giống như đề thi HSG quốc gia

Tuy nhiên, đề thi Olympic được ra theo ngân hàng đề do các đoàn tham

dự gửi đến nên các bài toán có đôi khi sao chép từ đề thi HSG quốc gia Nhìn chung độ khó, mức sáng tạo và tính mới thấp hơn yêu cầu đề thi HSG quốc gia

2.2.3 Phân tích đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lý (Bình Thuận)

(Xem phụ lục 4 Một số đề thi HSG môn Vật lý tỉnh Bình Thuận)

Hàng năm Sở Giáo dục – Đào tạo Bình Thuận tổ chức kỳ thi chọn HSG lớp 12 THPT cấp tỉnh (vòng 1) và chọn đội tuyển dự thi HSG cấp quốc gia (vòng 2) Thời gian làm bài: 180 phút/01 môn/1 vòng

- Về nội dung : Nội dung đề thi tuyển chọn HSG cấp tỉnh (vòng 1): Theo

chương trình Trung học phổ thông đang học đến thời điểm dự thi; Nội dung đề thi chọn đội tuyển dự thi HSG cấp quốc gia (vòng 2) là nội dung dạy học các môn chuyên của trường THPT chuyên (Ban hành kèm theo Công văn số 8968/THPT ngày 22/8/2001 của Bộ Giáo dục và Đào tạo)

- Về cấu trúc: đề thi HSG cấp tỉnh vòng 1 và vòng 2 thường không quá 5

câu, tổng số điểm đề thi là 20 điểm Thời gian làm bài: 180 phút/1 vòng

Thông thường thì trong kỳ thi này số lượng bài tập Cơ học vật rắn chiếm

từ 1 trong tổng số 5 câu của đề, tỉ lệ điểm từ 16% - 20% trong tổng điểm

-Về nội dung: Đề thi HSG tỉnh các năm có nội dung gồm các phần: Cơ,

Nhiệt, Điện, Quang các phần có tỷ lệ điểm bằng nhau (5 điểm/20%)

Nhìn chung đề thi chọn HSG cấp tỉnh Bình Thuận có độ khó vừa phải, đảm bảo được khuyến khích, động viên HS tham gia phong trào thi HSG, đồng thời đảm bảo tuyển chọn đủ số lượng HS tham gia đội tuyển dự thi HSG quốc gia Tuy nhiên, “tính mới” và độ khó còn khá thấp so với đề thi HSG quốc gia

2.3 Khảo sát đánh giá năng lực học sinh - đối tượng dạy học của chuyên đề.

Để xây dựng chuyên đề bồi dưỡng đội tuyển HSG phù hợp đối tượng, đạt mục tiêu và mục đích nghiên cứu trong qui trình đã nêu trên, sau khi xác định kiến thức cần bổ túc nâng cao, bước tiếp theo là khảo sát trình độ đội tuyển HSG

Trường THPT chuyên Trần Hưng Đạo hàng năm có:

+ Đội tuyển dự thi HSG cấp tỉnh môn Vật lý gồm HS các khối lớp 11 và

12, số lượng khoảng 12 đến 15 học sinh

+ Đội tuyển dự thi HSG Olympic môn Vật lý khối 10 có 03 em, khối 11

có 03 em

+ Đội tuyển dự thi HSG quốc gia môn Vật lý do Sở tổ chức thi và tuyển

chọn, với số lượng 06 em, nhưng những năm gần đây cả 06 HS được chọn vào đội tuyển HSG dự thi quốc gia môn Vật lý của tỉnh Bình Thuận đều thuộc về HS trường THPT chuyên Trần Hưng Đạo

Vì có nhiều kỳ thi như thế nên nhà trường thành lập một đội tuyển chung cho khối 11 và 12 để bồi dưỡng, trong đó số HS lớp 11 khoảng 6 đến 10 em

Mục tiêu bồi dưỡng cho đội tuyển HSG lớp 11 này là đạt giải trong kỳ thi HSG cấp tỉnh; đạt huy chương trong kỳ thi HSG Olympic 30-4; được chọn vào đội tuyển dự thi HSG quốc gia và tiếp tục tham gia kỳ thi HSG quốc gia năm học lớp 12 đạt giải

Qua kết qua học tập và các kỳ thi HSG Vật lý ở lớp 10 có thể đánh giá kiến thức đầu vào đội tuyển HSG lớp 11 năm học 2012-2013 như sau:

+ Về kiến thức: có kiến thức cơ bản môn vật lý ở mức độ giỏi

+ Kỹ năng: suy luận lôgic, có khả năng tập trung và tư duy vật lý tốt

+ Thái độ: đa phần là HS có say mê môn học, yêu thích bộ môn

Bảng 3 Danh sách đội tuyển HSG môn Vật lý lớp 11

Trường THPT chuyên Trần Hưng Đạo tỉnh Bình Thuận - Năm học 2012-2013.

TT Họ và tên học sinh

ĐTB môn Vật lý cuối năm lớp 10

ĐTB các môn học cuối năm lớp 10

Điểm thi chọn đội tuyển Olympic năm lớp 10

2.4 Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng phần Cơ học vật rắn cho học sinh chuyên Vật lý trường THPT Chuyên Trần Hưng Đạo – tỉnh Bình Thuận 2.4.1 Mục tiêu chung và cấu trúc của chuyên đề

2.4.1.1 Mục tiêu chung của chuyên đề

- Vận dụng được các công thức, các định luật, các định lý để giải bài tập

- Vận dụng được kiến thức đã học để xây dựng các phương án thí nghiệm và giải thích các hiện tượng vật lý trong thực tiễn cuộc sống và kỹ thuật

 Về thái độ

- Yêu thích bộ môn, có đam mê tìm tòi nghiên cứu vật lý

- Phát triển các kĩ năng, phương pháp và thái độ tự học

2.4.1.2 Cấu trúc của chuyên đề

- Cơ sở để xây dựng và lựa chọn các modun kiến thức dựa vào

+ Mục tiêu bồi dưỡng HSG là cần đạt được về kiến thức, kỹ năng để giải quyết các bài tập có độ khó cao, có tính sáng tạo; trong từng modun và biên soạn nội dung giáo khoa, hệ thông bài tập bám sát mục tiêu

+ Nội dung phần Cơ học vật rắn theo chuẩn KT-KN chương trình THPT nâng cao, chương trình chuyên sâu của Bộ GD-ĐT và nội dung vượt chuẩn thường có trong các đề thi HSG các cấp

+ Cấu trúc phần Cơ học vật rắn bao gồm 4 modun:

Modun 1 Cân bằng của vật rắn

Modun 2 Động học vật rắn

Modun 3 Động lực học vật rắn

Modun 4 Năng lượng vật rắn (bảo toàn và biến thiên các đại lượng vật lý)

- Mỗi modun kiến thức gồm

§1 Nội dung kiến thức trọng tâm

§2 Bài tập minh họa và bổ sung kiến thức tại lớp

§3 Bài tập vận dụng kiến thức

§4 Bài tập luyện tập nâng cao và bài tập sáng tạo

Sau đây là các modun kiến thức

2.4.2 Modun 1 CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN.

I Ý tưởng sư phạm

Cân bằng vật rắn là một nội dung gắn liền với thực tiễn khoa học kỹ thuật

và có nhiều ứng dụng Nội dung này, HS được học trong Vật lý lớp 10 ở chương

“Tĩnh học vật rắn”

Với kiến thức đã được học ở lớp 10, HS có thể giải được các bài toán cân bằng vật rắn Tuy nhiên, kỹ năng và phương pháp giải các bài toán cân bằng hệ vật còn hạn chế Thông qua dạy học modun này sẽ bổ sung kiến thức và các phương pháp giải bài toán cân bằng, giúp HS củng cố, đào sâu kiến thức đã học

II Mục tiêu dạy học

1 Về kiến thức

- Nêu được khối tâm vật rắn

- Nêu được phản lực của liên kết trong một số trường hợp

- Nêu được điều kiện tổng quát của cân bằng

2 Về kĩ năng

- Xác định được khối tâm bằng nhiều phương pháp khác nhau

- Xác định được phản lực của liên kết trong một số trường hợp

- Vận dụng được điều kiện tổng quát của cân bằng vào các bài toán cân bằng

- Xác định được trục quay để tính momen lực sao cho hệ phương trình cần giải được đơn giản

- Xác định được các trục toạ độ sao cho các phương trình về hình chiếu của các lực trở nên đơn giản

III Nội dung dạy học

§1 Nội dung kiến thức trọng tâm

1 Khối tâm của vật rắn

- Khối tâm G của vật rắn gồm các chất điểm có khối lượng m ,m , , m 1 2 ixác định bởi vectơ bán kính r , r , rr r1 2 ri được xác định bởi công thức:

i 1

i vat ran

i 1

ydm

m yy

dmm

i 1

i vat ran

i 1

zdm

m zz

dmm

2 Liên kết và phản lực của liên kết.

 Vật rắn tự do: Vật rắn có thể di chuyển theo mọi phía quanh vị trí đang xét Nếu nó bị ngăn cản một hay nhiều chiều ta có vật rắn không tự do, bài toán tĩnh học thường có đối tượng khảo sát là loại vật rắn này

 Những điều kiện ràng buộc vật rắn không tự do gọi là liên kết, trong tĩnh học chỉ xét liên kết giữa các vật rắn với nhau, lực tương tác giữa vật khảo sát và vật liên kết gọi là phản lực liên kết

 Phương của phản lực liên kết: vật chịu liên kết sẽ bị vật khác tác dụng phản lực liên kết Rur Rur có độ lớn không biết trước và phụ thuộc vào các lực trực tiếp (trọng lực, tải trọng ) Nếu bỏ qua ma sát, Rur sẽ hướng theo phương mà liên kết ngăn cản chuyển động của vật thể và vuông góc với phương mà liên kết cho phép vật thể chuyển động

Tùy loại liên kết có loại có thể xác định được ngay phương của phản lực liên kết Rur

- Mặt nhẵn không ma sát : Rur có phương của pháp tuyến

- Dây mềm : Rur có phương của dây

- Bản lề hình trụ : giả sử vật quay không ma sát quang trục và không dịch chuyển dọc theo trục thì Rur có phương vuông góc với trục

- Khớp hình cầu và cối đỡ : Rur có phương bất kỳ qua tâm khớp và cối

- Đầu thanh A chôn chặt vào tường, nền: liên kết gồm Rurđặt vào A và momen lực

3 Điều kiện tổng quát của cân bằng.

Điều kiện để vật rắn đứng cân bằng là tổng véctơ các lực tác dụng và tổng momen lực đối với một tâm bất kỳ O bằng không

Sr = 0r và MuuurO = 0r

§2 Bài tập minh họa và bổ sung kiến thức tại lớp

1 Bài tập xác định trọng tâm của một số vật rắn.

Bài tập 1 Bản mỏng đồng chất cấu tạo từ hình vuông ABCD và tam giác đều

CDE có cạnh bằng a như hình 1.1 Xác định khối tâm của bản mỏng bằng các cách có thể

Hình 2

 Câu hỏi định hướng tư duy:

CH1 Bản mỏng có thể chia thành 2 phần mà khối tâm mỗi phần được xác

định dễ dàng Đó là những phần nào, chỉ rõ trọng tâm mỗi phần?

CH2 Làm thế nào để xác định khối tâm của vật khi đã biết khối tâm của

mỗi phần và khối lượng tương ứng của chúng?

CH3 Có thể chỉ ra khối tâm của vật bằng thí nghiệm như thế nào?

CH4 Hãy so sánh vị trí khối tâm của vật tìm được bằng hai phương pháp.

 Lời giải tóm tắt

- Bản mỏng gồm: hình vuông ABCD và tam giác đều CDE

- Chọn gốc tọa độ tại tâm O của hình vuông

- Tọa độ khối tâm ABCD: G1 = (0 ; 0), m1 =ρa2

- Tọa độ khối tâm CDE : G2 = (a

3.2

a

a

D A

E

Bài tập 2 Bản mỏng đồng chất là hình tròn tâm O, bán kính R bị khoét một lỗ

hình tròn bán kính R/2 như hình 1.2 Xác định khối tâm của bản mỏng bằng các cách có thể

Hình 3

 Câu hỏi định hướng tư duy:

CH1 Bản mỏng cần xác định trọng tâm được tạo thành từ bản mỏng hình

tròn nguyên vẹn, sau đó bị khoét đi một mẩu Hãy chỉ rõ trọng tâm của hình tròn nguyên vẹn và hình bị khoét đi?

CH2 Làm thế nào để xác định khối tâm của vật khi đã biết khối tâm của

hình nguyên vẹn và một mẩu bị khoét ra?

m x m x

R6

- Do đó G(R

6 ; 0)

Bài tập 3 Tìm trọng tâm của bản mỏng có dạng nửa hình tròn.

 Phân tích bài toán:

- Phương pháp chia vật tuy khá hiệu quả trong số trường hợp nhưng không phải là phương pháp tổng quát nhất

- Với những vật có hình khối liên tục, ta chia nó thành các vi phân

xy

O R

dV(hoặc dS, dL với vật dảng bản mỏng hoặc dây)

- Tọa độ khối tâm được xác định như sau :

1 2

3u

S

2 0

|R

=

3 2

2

R R

43

R

π

 Qua các bài toán trên có thể khái quát các phương pháp tìm trọng tâm:

- Phương pháp ghép vật : chia vật thành nhiều phần nhỏ có khối lượng

mi đã xác định rõ khối tâm Gi(xi ; yi; zi) Đặt vật vào hệ trục tọa độ Oxy (vật rắn dạng bản mỏng) hoặc Oxyz (vật rắn dạng khối) Tọa độ khối tâm của cả vật được xác định theo công thức:

xG = i i

i

m x m

∑

∑ ; yG = i i

i

m y m

∑

∑ ; zG = i i

i

m z m

∑

∑

- Phương pháp khối lượng âm Khi vật bị khoét nhiều lỗ có hình thù

khác nhau mà trọng tâm của các lỗ khoét có thể tìm được, thì ta có thể áp dụng phương pháp phân ghép vật, nhưng các lỗ khoét đi có khối lượng mang dấu âm

- Phương pháp dùng tích phân.

Bài tập 4: Một chiếc thang AB có chiều dài l dựa vào tường thẳng đứng và hợp

với sàn nằm ngang góc α Khối tâm G của thang ở cách A một đoạn

3l

a) Chứng minh rằng thang không thể đứng cân bằng nếu không có ma sát.

b) Gọi k là hệ số ma sát giữa thang và sàn và tường Biết α = 600 Tính giá trị nhỏ nhất của k để thang đứng cân bằng

c) k = kmin Một người có khối lượng bằng khối lượng của thang đứng ở điểm G Hỏi thang có trượt không?

 Phân tích bài toán:

Ở đây ta chỉ xét hệ lực đồng phẳng Các bước cơ bản để giải bài toán :

- Chọn vật rắn khảo sát

- Giải phóng vật rắn khỏi liên kết và thay vào đó là các phản lực liên kết

- Thiết lập điều kiện cân bằng của vật rắn dựa vào các lực đã cho và phản lực liên kết Thường các phương trình cân bằng gồm 2 phương trình chiếu, 1 phương trình momen Một số bài toán ta dùng phương pháp hình học (đa giác lực tự khép kín)

- Giải hệ phương trình cân bằng, tìm điều kiện cân bằng cho vật, hoặc tính phản lực…

- Nhận xét hoặc biện luận… tùy yêu cầu đề

bên) Hai vật có khối lượng m1 = 0,1kg, m2 = 0,3kg,

có thể trượt không ma sát dọc theo các cạnh của

khung và được nối với nhau bằng sợi dây nhẹ, không

giãn Khi hai vật cân bằng lực căng dây nối và góc β

là bao nhiêu? Cân bằng là bền hay không bền?

Hình 6

 Phân tích bài toán:

Để giải bài toán hệ vật cân bằng người ta thường dùng phương pháp hóa rắn (coi toàn bộ hệ vật như một vật rắn) và phương pháp tách vật (tách hệ

thành các vật riêng rẽ để khảo sát)

Khi xét hệ hóa rắn hay xét từng vật riêng rẽ ta vẫn áp dụng quy tắc momen, phương pháp hình học (đa giác lực tự khép kín) và phương pháp giải tích hình chiếu

cos sin

) 90 sin(

) 1 ( cos

) 90 sin(

sin

2 2

1 1

β α

β α

β β

α

P T

P T

P P

) ( 7 , 2 cos

§3 Bài tập vận dụng kiến thức

Bài tập 6 Tìm khối tâm của các vật sau đây:

a) Nửa quả cầu đồng chất, bán kính R

b) Khối hình nón, bán kính đáy là R, chiều cao h

có thể quay quanh trục nằm ngang A

Thanh được điều khiển nhờ kéo dây

BC vắt qua ròng rọc C Ròng rọc C

(có kích thước nhỏ) và điểm A cùng

nằm trên một đường thẳng đứng

Trọng lượng của thanh đặt tại trung

điểm AB Biết AB = AC và bỏ qua

ma sát

Hình 9

Hãy tìm sự phụ thuộc của lực căng dây T theo góc α tạo bởi thanh AB

và đường nằm ngang AH Tính giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của lực căng này

ĐS : Tmax khi α = 0 : Tmax≈ 707 (N) ; Tmin khi α = 900 : Tmin = 0

Bài tập 8 Hai trụ nhẵn đồng chất m1 = 10kg, m2 =

30kg, tâm O1, O2 đặt tiếp xúc nhau giữa hai mặt

nghiêng trơn vuông góc, α = 600 Tìm góc tạo bởi

O1O2 và phương ngang áp lực của các khối trụ lên

mặt phẳng và lực tương tác giữa hai trụ

ĐS: 00; 200N; 346N; 173N

Hình 10

Bài tập 9 Hai thanh Ox và Oy hợp với

nhau một góc xOy= 90 0nằm trong mặt

α

m1 m2



