Nghiên cứu dạy học bài tập chương Sóng cơ và sóng âm vật lý 12 trung học phổ thông theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý

Lý thuyết phát triển bài tập vật lí với tinh thần cơ bản là từ một BTCB biếnđổi theo các hướng khác nhau để BT phức tạp dần, huy động các kiến thức tổng hợpđể nội dung BT phong phú, tính

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN THỊ XUÂN THU

NGHIÊN CỨU DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM”

VẬT LÝ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HỌC

NGHỆ AN, năm 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN THỊ XUÂN THU

NGHIÊN CỨU DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM”

VẬT LÝ 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HỌC Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

Mã số: 60 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học:

PGS TS PHẠM THỊ PHÚ

NGHỆ AN, năm 2013

LỜI CẢM ƠNTác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với cô giáo - PGS.TS Phạm ThịPhú, người đã định hướng đề tài, hướng dẫn khoa học và tận tình giúp đỡ tác giả trongsuốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau đại học,thầy cô giáo khoa Vật lý Trường Đại học Vinh Ban giám hiệu, thầy cô giáo tổ Vật

Lí – Hóa Học, trường THPT Phạm Hồng Thái – Hưng Nguyên – Nghệ An đã tạođiều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian học tập, nghiên cứu

Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, những người thânyêu đã động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này

Nghệ an, tháng 05 năm 2013

Tác giảNguyễn Thị Xuân Thu

Chương 1 Dạy học bài tập theo lí thuyết phát triển bài tập Vật lí 5

theo lý thuyết phát triển bài tập Vật lí 24

Chương 2 Dạy học bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” theo

lý thuyết phát triển BTVL

272.1

Vị trí, đặc điểm của chương “Sóng cơ và sóng âm” 27

Vị trí của chương “Sóng cơ và sóng âm” 272.1.2 Đặc điểm của chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 THPT 28

2.3 Nội dung dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” 302.4 Thực trạng dạy học BTVL chương “Sóng cơ và sóng âm” ở một

số trường THPT huyện Hưng Nguyên, Nghệ An 332.5 Xây dựng hệ thống BTVL chương “Sóng cơ và sóng âm” theo lý

thuyết phát triển bài tập

35

2.5.2 Phát triển bài tập cơ bản theo lí thuyết phát triển bài tập 372.6 Sử dụng hệ thống bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” theo lý

2.6.1 Giáo án 1(tiết 15) Bài tập về các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ

và giao thoa sóng

562.6.2 Giáo án 2( tiết 19) Bài tập về sóng dừng và sóng âm 62

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm 69

CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong dạy học vật lí, bài tập là một phương tiện, phương pháp có hiệu quả thựchiện các nhiệm vụ giáo dưỡng, giáo dục, phát triển tư duy và nhiệm vụ giáo dục kỹthuật tổng hợp Mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật lý là làm sao cho họcsinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lý, biết phân tích và vận dụng những quiluật ấy vào thực tiễn, vào kĩ thuật và cuối cùng phát triển được năng lực tư duy,năng lực giải quyết vấn đề Bài tập vật lý có giá trị rất lớn về mặt phát triển tính tíchcực, tự học của HS, giáo dục cho học sinh ý chí, tinh thần vượt khó, rèn luyệnphong cách nghiên cứu khoa học, yêu thích khoa học

Tuy nhiên dạy học bài tập vật lý như thế nào để phát huy hết vai trò của bài tậpvật lý trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học? Thực tế dạy học ở trường phổthông hiện nay, thời lượng để giáo viên dạy học bài tập vật lý trên lớp rất ít so vớithời lượng dạy lí thuyết, trong khi đó số lượng bài tập vật lý rất nhiều và rất đadạng Nếu như bài học xây dựng kiến thức mới các mục tiêu, nội dung đã được nêutường minh trong SGV, SGK thì bài học bài tập vật lí hoàn toàn do GV tự xác định

từ mục tiêu, nội dung đến phương pháp, phương tiện Do đó trong các buổi sinhhoạt chuyên môn ở trường THPT bàn về tiết dạy bài tập vật lý như thế nào luôn làvấn đề gây nhiều tranh cãi Thông thường giáo viên chỉ bám sát phân phối chươngtrình và bài tập sách giáo khoa để ra bài tập cho học sinh, hướng dẫn học sinh giảibài tập đó sao cho ra kết quả rồi chuyển sang bài tập khác Chính vì vậy mà họcsinh học một cách thụ động, không tích cực Một số học sinh mặc dù giải nhiều bàitập nhưng vẫn lúng túng khi gặp những dạng bài tập mà trước đó học sinh chưađược giải Vì vậy đòi hỏi người GV phải có kĩ thuật dạy học bài tập để trang bị chohọc sinh phương pháp giải bài tập để từ một bài tập học sinh có thể giải được nhữngbài tập khác Qua đó học sinh có thể nắm kiến thức chắc chắn, sâu sắc và chủ động,rút ngắn thời gian học, phát huy mạnh tính sáng tạo của học sinh, phát triển tư duycho học sinh đồng thời khiến cho học sinh ham mê hơn trong học tập vật lý

Lý thuyết phát triển bài tập vật lí với tinh thần cơ bản là từ một BTCB biếnđổi theo các hướng khác nhau để BT phức tạp dần, huy động các kiến thức tổng hợp

để nội dung BT phong phú, tính thực tiễn ứng dụng tăng lên; quá trình phát triển BT

là quá trình xây dựng hệ thống BT từ đơn giản đến phức tạp, từ lý thuyết đến thựctiễn; GV xây dựng BT và dạy cho HS cũng xây dựng BT; phân tích BT tổng hợpthành các BT cơ bản; việc HS giải hệ thống BT là quá trình củng cố vận dụng kiếnthức lý thuyết từ rời rạc đến hệ thống; HS từ chỗ thụ động giải BT do GV yêu cầuthành chủ động đặt BT để giải theo mục tiêu cho trước; vừa biết phương pháp giảiBT; đó là một cách cụ thể thực hiện chiến lược dạy học tập trung vào người học

Chương “Sóng cơ và sóng âm” là chương quan trọng trong chương trìnhVật lí 12 THPT Lượng bài tập ở chương này rất nhiều và khó có nhiều ứng dụngthực tiễn, nhiều học sinh cảm thấy rất khó khăn không biết giải quyết bài tập nhưthế nào

Với những lí do trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu dạy học bài tập

chương “Sóng cơ và sóng âm ” Vật lí 12 THPT theo lý thuyết phát triển bài tập vật lí’’

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng được hệ thống bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm”(Vật lí 12THPT) và đề xuất các phương án dạy học bài tập vật lí theo lý thuyết phát triển bàitập vật lí nhằm phát huy các chức năng lý luận dạy học của bài tập từ đó góp phầnnâng cao chất lượng dạy học

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài

- Bài tập vật lí, lý thuyết phát triển bài tập vật lí

- Quá trình dạy học vật lí

Phạm vi nghiên cứu

Chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí lớp 12 THPT.

4 Giả thuyết khoa học

Có thể vận dụng lý thuyết phát triển bài tập vật lý xây dựng được hệ thống bàitập chương “Sóng cơ và sóng âm” từ đơn giản đến phức tạp, phủ kín nội dungchương bao gồm các bài tập giáo khoa, bài tập có nội dung thực tế, nội dung kỹ

thuật, nội dung lịch sử và sử dụng dạy học phát huy các chức năng LLDH của bàitập, từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu LLDH bài tập vật lí ở trường phổ thông

- Nghiên cứu, tìm hiểu lý thuyết phát triển bài tập vật lí

- Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập vật lí ở một số trường THPT tỉnh Nghệ An

- Tìm hiểu mục tiêu dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí 12 THPT, nội

dung dạy học chương - cơ sở Vật lí cho việc xây dựng hệ thống bài tập vật lí theo lýthuyết phát triển bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm”

- Xây dựng hệ thống bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” theo lý thuyết phát triểnbài tập vật lý, bám sát các chức năng giáo dưỡng, phát triển tư duy và giáo dục kỹthuật tổng hợp của BTVL

- Đề xuất các phương án dạy học sử dụng hệ thống BTVL theo lý thuyết phát triểnbài tập đã xây dựng nhằm phát huy hiệu quả các chức năng LLDH của BTVL

- Thực nghiệm sư phạm các phương án dạy học đã thiết kế

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp thống kê toán học

7 Đóng góp mới của luận văn

- Xây dựng được hệ thống gồm 4 BTCB, 30 bài tập điển hình minh hoạ dùng cho

dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm” vật lí lớp 12 THPT theo lý thuyết phát triển

bài tập Vật lí

- Xây dựng các tiến trình dạy học gồm: hai bài học luyện tập giải BTVL; hai bàihọc kiểm tra đánh giá theo lý thuyết phát triển BT phát huy chức năng LLDH củaBTVL

8 Cấu trúc luận văn

Mở đầu (4 trang)

Nội dung chính: gồm 3 chương

Chương 1 Dạy học bài tập theo lí thuyết phát triển bài tập vật lí (22 trang)

Chương 2 Dạy học bài tập chương “Sóng cơ và sóng âm” theo lý thuyết phát triểnBTVL (42 trang)

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm (10 trang)

Tài liệu tham khảo (2 trang)

Phụ lục (19 trang)

Chương 1 DẠY HỌC BÀI TẬP THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN

BÀI TẬP VẬT LÍ 1.1 Chức năng lý luận dạy học BTVL

1.1.1 Khái niệm bài tập vật lí [16]

Bài tập vật lí được hiểu là vấn đề không lớn được đặt ra đòi hỏi phải giảiquyết nhờ những suy lý logic, những phép toán và những thí nghiệm dựa trên cơ sởcác định luật các phương pháp vật lí Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi một vấn đề xuấthiện trong nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học sinh

Sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải BTVL

1.1.2 Chức năng của BTVL [15]

Trong quá trình dạy học vật lí các BTVL có tầm quan trọng đặc biệt, chúngđược sử dụng với các chức năng khác nhau

Xét theo chức năng lí luận dạy học:

- Bài tập là phương tiện sử dụng trong tất cả các yếu tố của quá trình dạy học

- Bài tập là phương tiện thực hiện có hiệu quả các nhiệm vụ dạy học Vật lý

- BTVL có chức năng đặt vấn đề

Có thể xây dựng rất nhiều loại BT thực hiện chức năng đặt vấn đề như BT nghịch

lý và ngụy biện, BT thí nghiệm, BT vật lí vui, BT-câu hỏi thực tế,…trước khi vàobài học, nghiên cứu một vấn đề mới, GV có thể đặt ra cho HS các BT liên quan đếnhiện tượng, quá trình VL sắp được nghiên cứu, vừa tạo cho HS cảm giác hưng phấn,kích thích tính tò mò, ham học, vừa xác định mục tiêu bài học cho các em Các embiết mình đang làm gì? Mình phải làm gì? Mình sẽ làm gi? Cho bài học mới

- BTVL là phương tiện hình thành tri thức, kỹ năng mới cho HS

Nhiều khi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn HS đến những suynghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiệntượng đó do bài tập phát hiện ra Một số bài tập thực hiện được chức năng nàynhưng không phải nhiều Có lúc trong dạy học một số đề tài mà việc hình thành trithức mới thực chất là hệ thống hóa nhiều vấn đề riêng lẻ đã học để khái quát hóaquy nạp mà có Kết quả của những BT loại này sẽ được khái quát hóa lại thành địnhluật, hệ quả, tri thức mới cho HS Cũng có trường hợp ngược lại, có những đề tài,bài học mà nội dung của nó chính là sự diễn dịch-vận dụng trường hợp tổng quátcho từng trường hợp cụ thể

- BTVL là phương tiện tổng kết, hệ thống hóa kiến thức của từng chương,từng phần và cả chương trình môn học

Các bài học có nhiệm vụ củng cố tri thức lý thuyết đơn thuần, nhưng BTVLvẫn có thể được sử dụng rất có hiệu quả trong nhiều trường hợp: Thứ nhất, GV rabài tập theo một chuỗi liên kết với nhau Để giải được loại bài tập đó, HS sẽ phảilần lượt sử dụng đến tất cả các tri thức đã học của chương hoặc phần tri thức lýthuyết định tổng kết và hệ thống hóa Thứ hai, qua từng phần nhỏ tri thức đã tổngkết, GV đưa ra những bài tập điển hình mà phải nhờ vào những tri thức ấy mới giảiquyết được Làm như vậy vừa đỡ nhàm chán vừa giúp các em ghi nhớ được lâuhơn, hiểu rõ bản chất vật lí hơn là việc bắt HS nhắc đi nhắc lại lý thuyết

- BTVL là một phương tiện rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lí thuyết vàothực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn Khi giải các bài tập đó họcsinh không những nắm vững hơn các kiến thức đã học, mà còn tập cho học sinhquen việc liên hệ lí thuyết với thực tế, vận dụng kiến thức đã học để giải quyếtnhững vấn đề đặt ra trong cuộc sống, dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trongthực tiễn ở những điều kiện cho trước

- BTVL có chức năng kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS

BTVL giúp GV kiểm tra được trình độ lĩnh hội kiến thức của HS, kỹ năng thựchành, kỹ năng tính toán, kỹ năng vận dụng lý thuyết để giải quyết những tình huống

cụ thể của thực tiễn Ngoài ra khi dùng BTVL dưới dạng tự luận nó còn giúp GVkiểm tra và đánh giá được năng lực tư duy và kỹ năng sử dụng ngôn ngữ của HS

Xét theo chức năng thực hiện nhiệm vụ dạy học:

- Bài tập là phương tiện thực hiện nhiệm vụ giáo dưỡng: BTVL là mộtphương tiện, phương pháp có hiệu quả trong việc thực hiện nhiệm vụ giáo dưỡng.BTVL giúp HS khắc sâu nội dung kiến thức, giúp họ đào sâu và xây dựng các mốiliên hệ giữa các bộ phận kiến thức với nhau Nhờ đó mà kiến thức trở nên sốngđộng, có ý nghĩa trong việc giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra BTVL gópphần đào tạo HS thành những người biết nhận thức thực tiễn và cải tạo thực tiễn.

- Bài tập là phương tiện thực hiện nhiệm vụ giáo dục tư tưởng, đạo đức vànhân cách cho HS

BTVL cũng là phương tiện giúp HS rèn luyện được những phẩm chất đạođức tốt và tác phong làm việc khoa học; như tính cần cù, cẩn thận, tính kiên trì vượtkhó, nhẫn nại, rèn luyện tính tự lực, tự giác cao, tính hợp tác, tính khiêm tốn học hỏitrong hoạt động học tập

- Bài tập là phương tiện thực hiện nhiệm vụ phát triển tư duy, năng lực nhậnthức: Giải bài tập vật lí là hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh Trong khigiải bài tập HS phải phân tích các điều kiện của đề bài, tự xây dựng những lập luận,phải huy động các thao tác tư duy để xây dựng những lập luận, thực hiện việc tínhtoán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ thuộchàm số giữa các đại lượng, kiểm tra các kết luận của mình Trong những điều kiện

đó tư duy logic, tư duy sáng tạo của học sinh được phát triển, năng lực giải quyếtvấn đề, năng lực làm việc độc lập được nâng cao Thông qua việc giải BTVL, HS

có được khả năng hình thành và phát triển các thao tác tư duy như so sánh, phântích, tổng hợp và khái quát hóa, biết lập kế hoạch giải quyết một vấn đề, kể cảnhững vấn đề có tính kỹ thuật, sáng tạo Nhờ đó mà BTVL góp phần đào tạo HSthành những người biết nhận thức thực tiễn và cải tạo thực tiễn

- Bài tập là phương tiện thực hiện nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp vàhướng nghiệp

Nhiều BTVL có nội dung kỹ thuật, nhiều bài gắn với thực tế và nhiều bài tậpthí nghiệm có tác dụng giúp cho HS củng cố được những kỹ năng thực hành, nhữnghiểu biết cần thiết theo nội dung của giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp

Qua hoạt động giải bài tập giáo dục cho HS ý chí, tinh thần tự lực, rèn luyệnphong cách nghiên cứu khoa học, yêu thích môn học vật lý

1.2 Phân loại bài tập vật lí [14]

Bài tập vật lí đa dạng, phong phú Người ta phân loại bài tập vật lí bằng nhiều cáchkhác nhau theo nhiều đặc điểm: theo nội dung, theo ý nghĩa mục đích, theo chiềusâu của việc nghiên cứu vấn đề, theo phương thức giải, theo phương thức cho giảthiết, theo mức độ khó của nhận thức

1.2.1 Phân loại theo nội dung

-Các bài tập được sắp xếp theo các đề tài của tài liệu vật lí: Bài tập về cơ học, bàitập về vật lí phân tử, về điện học,…

- Các bài tập có nội dung trừu tượng, bài tập có nội dung cụ thể

- Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp

- Bài tập có nội dung lịch sử

- Bài tập vật lí vui

1.2.2 Phân loại theo phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải

a Bài tập định tính

- Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải, HS không cần phải thực hiện

các phép tính phức tạp hay chỉ phải làm các phép tính đơn giản, có thể tính nhẩmđược Muốn giải những bài tập định tính, HS phải thực hiện những phép suy luậnlogic, do đó phải hiểu rõ bản chất (Nội hàm) của các khái niệm, định luật vật lí vànhận biết về những biểu hiện của chúng trong các trường hợp cụ thể Đa số các bàitập định tính yêu cầu HS giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trong nhữngđiều kiện xác định

- Bài tập định tính có rất nhiều ưu điểm về phương pháp học Nhờ đưa được

lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh, các bài tập này làm tăng thêm ở

HS hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển khả năng quan sát của HS Vìphương pháp giải bài tập này bao gồm việc xây dựng những suy lý logic dựa trêncác định luật vật lí nên chúng là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy của HS.Việc giải bài tập đó rèn luyện cho HS hiểu rõ được bản chất của các hiện tượng vật

lí và những quy luật của chúng, dạy cho HS biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn.Việc giải các bài tập định tính này rèn luyện cho HS chú ý đến việc phân tích nộidung vật lí của các bài tập tính toán

- Do tác dụng về nhiều mặt như trên nên bài tập định tính được ưu tiên hàngđầu sau khi học xong lý thuyết và trong khi luyện tập, ôn tập về vật lí

- Bài tập định tính có thể là bài tập đơn giản, trong đó chỉ áp dụng một địnhluật, một quy tắc, một phép suy luận logic

Có 3 mức độ về bài tập định tính: bài tập định tính đơn giản, bài tập định tínhtổng hợp, bài tập định tính sáng tạo

Bài tập định tính thường có 2 dạng: BT giải thích hiện tượng và BT dự đoánhiện tượng

b Bài tập tính toán

- Bài tập tính toán là những bài tập mà muốn giải chúng, ta phải thực hiệnmột loạt phép tính và kết quả là thu được một đáp số định lượng, tìm giá trị một sốđại lượng vật lí Có thể chia bài tập tính toán ra làm hai loại: bài tập tập dượt và bàitập tổng hợp

- Bài tập tính toán tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ đềcập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản.Những bài tập này có tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm cho HS hiểu

rõ ý nghĩa định luật và các công thức biểu diễn chúng, sử dụng các đơn vị vật lí vàthói quen cần thiết để giải những bài tập phức tạp hơn

- Bài tập tính toán tổng hợp là bài tập mà muốn giải nó thì phải vận dụngnhiều khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức Những kiến thức cần sử dụngtrong việc giải bài tập tổng hợp có thể là những kiến thức đã học trong nhiều bàitrước Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức,thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các phần của chương trình vật lí, tập cho

HS biết phân tích những hiện tượng thực tế phức tạp ra thành những phần đơn giảntuân theo một định luật xác định

c Bài tập thí nghiệm

- Bài tập thí nghiệm là loại BT yêu cầu xác định một đại lượng vật lí, cho

biết dụng cụ và vật liệu để sử dụng, yêu cầu HS giải bài tập hoàn toàn theo conđường thực nghiệm hoặc là BT đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chúng lời giải

lí thuyết hoặc tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập Những thí nghiệmnày thường là những thí nghiệm đơn giản, có thể làm ở nhà, với những dụng cụ đơngiản dễ tìm hoặc tự làm được Để giải các bài tập thí nghiệm, đôi khi cũng cần đếnnhững thí nghiệm đơn giản Bài tập thí nhiệm cũng có thể có dạng định tính hoặcđịnh lượng”

- Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục

và giáo dục kỹ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết

và thực tiễn

- Cần chú ý rằng: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các sốliệu để giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng xảy ra như thế Cho nênphần vận dụng các định luật vật lí để lý giải các hiện tượng mới là nội dung chínhcủa bài tập thí nghiệm

d Bài tập đồ thị

- Bài tập đồ thị là những bài tập trong đó đối tượng nghiên cứu là những đồ thị

biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng vật lí Đòi hỏi HS phải biểu diễn quátrình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị

` - Ta đã biết: Đồ thị là một hình thức để biểu đạt mối quan hệ giữa hai đạilượng vật lí, tương đương với cách biểu đạt bằng lời hay công thức Nhiều khi nhờ

vẽ được chính xác đồ thị biểu diễn các số liệu thực nghiệm mà ta có thể tìm đượcđịnh luật vật lí mới Bởi vậy, các bài tập luyện tập sử dụng đồ thị có vị trí ngày càngquan trọng trong dạy học vật lí

e Bài tập nghịch lí và ngụy biện

Nghịch lí và ngụy biện trong vật lí học đã tồn tại từ lâu trong lịch sử khoa học Chẳng hạn như trước khi khoa học khẳng định được định luật bảo toàn và chuyểnhóa năng lượng đã có vô số những đồ án động cơ vĩnh cửu ra đời trên những ngụybiện khác nhau về cơ chế hoạt động của chúng

Các bài toán nghịch lí và ngụy biện về vật lí là những bài toán loại đặc biệt

mà phương pháp giải chung nhất là phân tích và tìm ra nguyên nhân của sự hiểu saicác khái niệm, định luật và lí thuyết vật lí Các bài toán ngụy biện có tác dụng tíchcực rèn luyện năng lực tự đánh giá và kiểm tra mức lĩnh hội tri thức vật lí, còn cácbài tập nghịch lí có giá trị lớn phát triển sự khám phá, tìm tòi tri thức

1.2.3 Phân loại bài tập theo mức độ nhận thức

Ta có thể chia BTVL làm hai loại: BT luyện tập và BT sáng tạo Các BTluyện tập thường dùng để luyện tập cho HS những kiến thức để giải các BT theomẫu, không đòi hỏi tư duy sáng tạo của HS mà chủ yếu giúp HS rèn luyện để nắmvững phương pháp giải đối với một loại BT nhất định đã được chỉ dẫn Các bài tậpsáng tạo, khi giải chúng đòi hỏi ở HS tư duy sáng tạo, có tác dụng hình thành vàphát triển năng lực sáng tạo cho HS

1.2.4 Phân loại theo mức độ phức tạp (hay theo số lượng KTCB được sử dụng)

Bài tập cơ bản (BTCB) và bài tập tổng hợp (BTTH) BTCB chỉ nhằm củng

cố, vận dụng những kiến thức, kĩ năng đã học ở mức độ đơn giản, khi giải HS sửdụng một đơn vị kiến thức cơ bản, loại bài tập này phù hợp với HS có học lực trungbình và học lực yếu trở xuống BTTH được biên soạn dựa trên cơ sở mở rộng hệ thốngkiến thức, kỹ năng cơ bản, khi giải BTTH HS cần phải nhận ra các KTCB trong BTTHhay nhận ra nhiều BTCB phối hợp với nhau trong BTTH, loại bài tập này phù hợp với

HS có học lực trung bình trở lên

Nhìn từ góc độ lý luận và phương pháp dạy học thì việc phân loại bài tập vật lí cònnhiều quan điểm khác nhau, các cách phân loại ở trên cũng chỉ có tính tương đối Trong luận văn này, chọn cách phân loại BT dựa vào mức độ phức tạp

Như vậy, bài tập trong DHVL rất đa dạng, phong phú, phát huy chức năng ở tất cảcác nhiệm vụ của DHVL và được sử dụng trong tất cả các yếu tố cấu trúc của quátrình dạy học Vì vậy, trong thực tiễn dạy học đôi khi dạy học BT bị tuyệt đối hóa;rất nhiều tài liệu về bài tập; HS và phụ huynh hoang mang trước một số lượng lớn

sách bài tập, làm sao giải cho hết dạng để thi cử đạt yêu cầu; giải BTVL trở thànhgánh nặng đối với HS Đối với GV dạy BTVL đảm bảo phát huy chức năng lí luận

DH của BT là rất khó, GV phải tự xác định mục tiêu, lựa chọn BT, phương phápdạy học BT; lý thuyết phát triển BTVL ra đời nhằm giải quyết khó khăn nêu trên

1.3 Các cách hướng dẫn HS giải BTVL [16]

Mục tiêu cần đạt tới khi giải một BTVL là tìm được câu trả lời đúng đắn, giảiquyết được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học Cũng khó có thể đưa ra mộtphương pháp chung để giải BTVL có tính vạn năng để áp dụng cho việc giải một

BT cụ thể Xuất phát từ tư duy giải bài tập và mục đích sư phạm ta đưa ra sơ đồ 1

Sơ đồ 1: Phương pháp chung để giải BTVL

Tư duy giải bài tập

Mục đích sư phạm

Phân tích phương pháp giải BT cụ thể

Xác định kiểu hướng

dẫn

Phương pháp hướng dẫn giải

BT cụ thể

Sau đây chúng ta sẽ đề cập đến các kiểu hướng dẫn giải bài tập vật lí theo cácmục đích sư phạm khác nhau.

a Hướng dẫn giải theo mẫu (hướng dẫn Algorit)

- Sự hướng dẫn hành động theo mẫu thường được gọi là hướng dẫn Algorit

Ở đây hướng dẫn algorit được dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành động hay mộtchương trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, chỉcần thực hiện theo trình tự mà quy tắc đã chỉ ra thì chắc chắn sẽ đạt kết quả

- Hướng dẫn Algorit là hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh hành động cụ thể cầnthực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn Nhữnghành động này được coi là hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu một cách đơngiản và học sinh đã nắm vững

- Kiểu hướng dẫn Algorit không đòi hỏi HS tự mình tìm tòi xác định cáchành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi HS chấp hànhcác hành động mà GV chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ giải được các bài tập đã cho.Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việc giải bài toán

để xác định một trình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giảicác bài toán Cần đảm bảo cho các hành động đó là hành động sơ cấp đối với HS,nghĩa là kiểu hướng dẫn này đòi hỏi phải xây dựng được Algorit bài toán

- Kiểu hướng dẫn Algorit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinhphương pháp giải một bài tập điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kỹnăng giải một bài toán xác định Người ta xây dựng các Algorit giải cho từng loạibài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kỹ năng giải các bài toán đódựa trên việc làm cho học sinh được các Algôrit giải

- Kiểu hướng dẫn Algorit có ưu điểm là bảo đảm cho học sinh giải bài toán

đã cho một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài toán củahọc sinh có hiệu quả Tuy nhiên, nếu chỉ hướng dẫn học sinh luôn luôn áp dụngkiểu Algorit để giải bài toán thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đãđược chỉ dẫn theo mẫu đã có sẵn, do vậy ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khảnăng tìm tòi, sáng tạo và sự phát triển tư duy bị hạn chế

b Hướng dẫn tìm tòi (ơrixtic)

- Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suynghĩ, tìm tòi, phát hiện cách giải quyết vấn đề Ở đây không phải là giáo viên chỉdẫn cho học sinh chấp hành các hành động theo hướng đã có để đi đến kết quả, màgiáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cầnthực hiện để đạt kết quả

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

- Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tính trạng giáo viên làmthay cho học sinh trong việc giải bài tập Nhưng vì kiểu hướng dẫn này đòi hỏi họcsinh phải tự lực tìm cách giải quyết chứ không chỉ chấp hành theo mẫu nhất định đãđược chỉ ra nên không phải bao giờ cũng bảo đảm cho học sinh giải được bài toánmột cách chắc chắn Khó khăn của kiểu hướng dẫn này chính là ở chỗ hướng dẫncủa giáo viên phải làm sao không đưa học sinh đến chỗ thừa Sự hướng dẫn như vậynhằm giúp học sinh trong việc định hướng suy nghĩ vào phạm vi cần tìm tòi, chứkhông thể ghi nhận tái tạo cái có sẵn

c Định hướng khái quát chương trình hóa

- Định hướng khái quát chương trình hoá cũng là sự hướng dẫn cho học sinh tự

tìm tòi cách giải quyết vấn đề Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là giáo viênhướng dẫn hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giảiquyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề củahọc sinh Nếu học sinh không đáp ứng được thì giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sựđịnh hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bước bằng cách gợi ý thêm chohọc sinh để thu hẹp phạm vi tìm tòi, giải quyết cho vừa sức với học sinh Nếu họcsinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi giải quyết thì sự hướng dẫn của giáo viêntrở thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầumột bước, sau đó yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo Nếu cầngiáo viên giúp đỡ thêm cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra Kiểu hướng dẫnnày được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài toán củahọc sinh, nhằm giúp học sinh tự giải được bài toán đã cho, đồng thời dạy cho họcsinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài toán

- Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm kết hợp được việc thực hiện các yêucầu:Rèn luyện tư duy của học sinh trong quá trình giải toán,đảm bảo để học sinhgiải được bài toán đã cho.

- Để làm tốt thì yêu cầu giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giải toán

và có sự điều chỉnh thích hợp với từng đối tượng học sinh

Trong ba kiểu hướng dẫn trên thì mỗi kiểu đều có ưu khuyết điểm nhất định,tuy nhiên trong dạy học BTVL điều quan trọng là người giáo viên phải biết phốihợp cả ba kiểu hướng dẫn đó sao cho có hiệu quả nhất

1.4 Các hình thức dạy học bài tập vật lí [14]

1.4.1 Dạy học bài tập vật lí trong tiết học tài liệu mới

Vào đầu tiết học, các bài tập được đưa ra cho học sinh nhằm đặt vấn đề nghiêncứu tài liệu mới Giáo viên thường sử dụng các biện pháp sau:

- Cho học sinh lên bảng và yêu cầu học sinh giải bài tập do giáo viên đưa ra

- Cho học sinh giải bài tập mà giáo viên đưa ra vào giấy nháp, sau đó trình bày

- Sử dụng các bài tập nhằm mục đích khái quát hóa kiến thức đã cho, nêu đượcvấn đề sắp được nghiên cứu trong tiết học Khi nghiên cứu tài liệu mới, tuỳ theo nộidung của tài liệu và phương pháp giảng dạy, các bài tập có thể là một phương tiệnđóng vai trò minh họa cho kiến thức mới hoặc là một phương tiện để rút ra kiến thứcmới Ở giai đoạn củng cố tài liệu mới, các bài tập được được đưa ra yêu cầu học sinhphải vận dụng kiến thức mới để giải quyết với thời lượng khoảng 10 phút Ở đây, tốthơn cả là giáo viên phân tích bài tập tạo cho được không khí hứng khởi đối với họcsinh để giải quyết vấn đề bài tập đặt ra

1.4.2 Dạy học bài tập trong tiết thực hành giải bài tập vật lí

Cấu trúc tiết học giải bài tập trong tiết thực hành giải bài tập vật lí được bố trínhư sau:

1 Học sinh giải bài tập cơ bản (15 phút) để học sinh rèn luyện kĩ năng giảiBTCB Giáo viên tường minh đề bài qua sơ đồ, hướng dẫn học sinh tự làm bài tậptrên bảng vào vở

2 Giải bài tập tổng hợp (25 phút)

Giáo viên đưa ra bài tập mẫu, hướng dẫn cách giải để các em cóphương pháp giải Sau đó học sinh giải bài tập tương tự Khi trình bày phương phápgiải những bài tập loại mới, giáo viên phải giải thích cho học sinh nguyên tắc giải,sau đó phân tích một bài tập mẫu làm cho học sinh hiểu rõ lôgic giải để từ đó vậndụng vào làm bài thực hành.

Có thể vận dụng các biện pháp như:

- Nêu ý nghĩa, mục đích của việc giải bài tập làm cho học sinh thấy được tầmquan trọng của việc luyện tập

- Tổ chức đàm thoại giữa giáo viên và học sinh, hoặc giữa các học sinh với nhau

về nội dung bài tập để đưa ra một giả thuyết hoặc một vài giả định có thể mâu thuẫnnhau làm cho học sinh xem xét, nghiên cứu hiện tượng từ nhiều góc độ khác nhau,chống thói quen suy nghĩ rập khuôn, máy móc

- Sử dụng các bài tập vui, các bài tập nghịch lí và ngụy biện

- Sử dụng các tài liệu trực quan (tranh ảnh, mô hình, các video clip…) và các thínghiệm vật lí

- Kết hợp làm việc tập thể và cá nhân một cách có hiệu quả

Trước khi giải một bài tập nào đó phải hướng dẫn cho học sinh dự kiến các cáchgiải theo khả năng tư duy của các em và để cho các em suy nghĩ vài phút Trong quátrình giải bài tập, giáo viên phải luôn lưu ý tới những học sinh còn yếu, nhắc nhở,động viên, khích lệ và đặt ra những câu hỏi nhằm giúp các em gỡ bỏ được nhữngkhúc mắc mà do tâm lí e ngại không dám thể hiện ra

3 Tổng kết ra bài tập về nhà (5 phút)

1.4.3 Dạy học bài tập trong tiết ôn tập tổng kết hệ thống hoá kiến thức

Trong tiết ôn tập, loại bài tập thường sử dụng là các bài tập có tính phát triển,cho phép khái quát hoá nội dung các bài tập tạo điều kiện đi sâu vào giải thích cáchiện tượng vật lí Đặc biệt là các bài tập có tính chất tổng hợp giúp học sinh liên hệrộng tới các đơn vị kiến thức đã học, khắc sâu thêm kiến thức, hệ thống hoá các kháiniệm, các định luật, các công thức cần nắm để vận dụng chúng

Cấu trúc của tiết học theo qui trình:

1 Học sinh giải bài tập cơ bản (15 phút)

2 Giải bài tập tổng hợp (25 phút)

3 Tổng kết ra bài tập về nhà (5 phút)

1.4.4 Bài tập trong kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh

Bài tập kiểm tra là một phương tiện để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức,khả năng vận dụng kiến thức của học sinh Khi giải bài tập, học sinh phải làm việchoàn toàn độc lập Tuỳ theo việc đánh giá mà giáo viên có thể vận dụng một tronghai hình thức sau đây:

- Kiểm tra nhanh: Hình thức này thường dùng để tìm hiểu trình độ, khả năng xuấtphát của học sinh để làm cơ sở cho việc nghiên cứu, chọn lựa nội dung cũng nhưphương pháp giảng dạy cho phù hợp, sát đúng với đối tượng học sinh Hoặc cũngnhằm để đánh giá khả năng nhận thức của học sinh về một khía cạnh của một đề tàinào đó Các bài tập được chọn là những bài để học sinh làm trong thời gian ngắn (từ

10 - 15 phút) Ở đây nên lựa chọn các câu hỏi và các bài tập có nhiều đáp án, buộchọc sinh phải tư duy nhiều hơn để phân tích chọn lựa được phương án đúng (câu hỏi

có nhiều lựa chọn)

- Kiểm tra tổng kết: Hình thức này cho phép giáo viên đánh giá nhận thức củahọc sinh không phải chỉ một vài khía cạnh mà là cả một đề tài nào đó, hoặc cả mộtphần bài nào đó của tài liệu Các BT được chọn là những bài kiểm tra tổng kếtphức tạp hơn, đòi hỏi học sinh phải hiểu và vận dụng kiến thức ở phạm vi rộng,hoặc phải phân tích BT để nhận ra được những đặc điểm tinh tế ở trong bài Tuynhiên, để có tác dụng tốt hơn các bài tập kiểm tra tổng kết phải chọn lựa sao chovừa sức với học sinh Loại BT được sử dụng phải là BT tổng hợp và BT sáng tạo

1.4.5 Bài tập để phát hiện học sinh năng khiếu về vật lí

Hình thức này nhằm mục đích đích để phát hiện và tuyển chọn được những họcsinh khá giỏi về vật lí Các bài tập lựa chọn cho mục đích này phải là những bài tậpkhó đòi hỏi tư duy mức độ cao, buộc học sinh phải đề xuất ra được phương án giảihay hoặc có nhiều phương án trả lời và phải thực hiện các phương án đó

1.4.6 Dạy học bài tập trong bài học ngoại khoá

Giải bài tập vật lí theo nhóm là một hình thức phổ biến của công tác ngoạikhoá về vật lí, nhóm giải bài tập thường là những học sinh có năng lực và rất yêuthích môn vật lí Bằng kinh nghiệm và sự sáng tạo của mình, giáo viên có thể tổchức được việc giải bài tập theo nhóm với nội dung phong phú một cách hào hứng.Đây là một môi trường học tập hết sức thuận lợi cho cá nhân học sinh, trong cácbuổi ngoại khoá học sinh được rèn luyện các kĩ năng giải quyết các bài tập khó,được cung cấp những thông tin hấp dẫn về bộ môn từ phía giáo viên hoặc từ nhữngthành viên khác của nhóm như các bản tổng kết, các báo cáo nêu lên ý nghĩa của cáchiện tượng vật lí đã được nghiên cứu, được thực hành về vật lí nhiều hơn…

Như vậy, giải bài tập vật lí theo nhóm có tác dụng tích cực và trực tiếp đến kếtquả học tập của học sinh, phát triển thế giới quan, bồi dưỡng được phương phápnhận thức khoa học vật lí, trang bị các kĩ năng cả về tính toán cho các em

Các cuộc thi học sinh giỏi vật lí của chúng ta hiện tại là một dạng của ngoạikhoá vật lí Vì đề thi chưa thể hiện được phần thực hành của học sinh, nên tác dụnggiáo dục bộ môn này còn hạn chế

Vì vậy, để công tác ngoại khoá vật lí đúng nghĩa của nó, giáo viên nên lậpnhóm học sinh yêu thích môn vật lí, tổ chức cho các em làm việc với bài tập hay vàkhó tuyển chọn từ nhiều nguồn, trong đó phải lưu ý tới các bài tập hay thì mới có thểthực hiện được mục đích của công tác ngoại khoá vật lí

BTVL rất đa dạng và phong phú, mang đầy đủ ý nghĩa giáo dục, phát triển tưduy, giáo dưỡng và giáo dục kĩ thuật tổng hợp Giải BTVL đòi hỏi ở học sinh hoạtđộng trí tuệ tích cực, tự lập và sáng tạo

Dạy học bài tập vật lí phát huy được các chức năng lí luận dạy học của bài tập

và khai thác ở các hình thức dạy học khác nhau như đã trình bày ở mục 1.1 đòi hỏi

tự nghiên cứu và trải nghiệm Có nhiều con đường xây dựng BT dùng cho dạy họcsong việc tổng kết thành lí thuyết thì còn chưa được công bố nhiều

Tác giả Phạm Thị Phú sau nhiều năm nghiên cứu, tổng kết, thực nghiệm quamột số đề tài luận văn cao học đã công bố lý thuyết phát triển BTVL Lý thuyết nàycho phép vận dụng dạy học BTVL khá thành công trong nhiều chương của giáo trìnhvật lí phổ thông Trong khuôn khổ đề tài luận văn chúng tôi sẽ vận dụng lý thuyếtnày thực nghiệm dạy học BTVL ở khía cạnh mới: Lý thuyết phát triển bài tập vớiviệc thực hiện các chức năng LLDH của BTVL Sau đây giới thiệu lý thuyết pháttriển BTVL làm cơ sở lí luận cho đề tài.

1.5 Lý thuyết phát triển bài tập vật lí [10]

1.5.1 Khái niệm lý thuyết phát triển bài tập vật lí

BTCB: là bài tập mà khi giải chỉ cần sử dụng một đơn vị kiến thức cơ bản(Một khái niệm hoặc một định luật vật lý), ta có sơ đồ 2

Sơ đồ 2 Sơ đồ hóa bài tập cơ bản

BTTH: là bài tập mà khi giải cần sử dụng từ hai đơn vị kiến thức trở lên.Như vậy, BTTH là tổ hợp các bài tập cơ bản Thực chất của việc giải BTTH là việcnhận ra các BTCB trong các bài tập cơ bản đó

Phát triển BT là biến đổi một BTCB thành các BTTH theo các PA khác nhau

1.5.2 Nội dung của lý thuyết phát triển bài tập vật lí

Theo tác giả Phạm Thị Phú, việc phát triển BTVL cần phải trải qua các hoạtđộng: Chọn BTCB, phân tích cấu trúc của BTCB, mô hình hoá BTCB, phát triểnBTCB theo 5 phương án khác nhau

Việc chọn BTCB là hành động có tính quyết định cho việc củng cố kiếnthức, kỹ năng nào? Hành động này bao gồm việc:

- Xác định mục tiêu: cần củng cố kiến thức cơ bản nào? Nội dung của kiếnthức đó, phương trình liên hệ các đại lượng, công thức biểu diễn,

- Chọn hoặc đặt đề bài tập

- Xác định dữ kiện, ẩn số

- Mô hình hoá đề bài và hướng giải

Từ BTCB, có thể phát triển thành những BTTH muôn hình, muôn vẻ Vềmặt lý luận, có thể khái quát thành năm hướng phát triển bài tập như sau:

Phương án 1: Hoán vị giả thiết và kết luận của BTCB để được BTCB khác

có độ khó tương đương.(Sơ đồ 3)

Sơ đồ 3 Phát triển bài tập cơ bản theo PA1

Phương án 2: Phát triển giả thiết BTCB

- Dữ kiện bài toán không liên hệ trực tiếp với ẩn số bằng phương trình biểudiễn kiến thức cơ bản mà liên hệ gián tiếp thông qua cái chưa biết trung gian a, b, nhờ phương trình biểu diễn kiến thức cơ bản khác Phát triển giả thiết BTCB là thaygiả thiết của bài tập đó bằng một số BTCB khác buộc tìm các đại lượng trung gian

là cái chưa biết liên hệ dữ kiện với ẩn số ( Sơ đồ 4)

Sơ đồ 4 Phát triển bài tập cơ bản theo PA2

- Mức độ phức tạp phụ thuộc vào số bài toán trung gian (số cái chưa biết) Tuỳ thuộc vào đối tượng học sinh mà tăng hoặc giảm số bài toán trung gian

Phương án 3: Phát triển kết luận BTCB

- Cái cần tìm (ẩn số) không liên hệ trực tiếp với dữ kiện bằng một kiến thức cơ bản mà thông qua các ẩn số trung gian Phát triển kết luận là thay kết

f (a, b, c, x)

Giả thiết a, b, c

Cho a, b, x

Cho a, c, x Cho b, c, x

Tìm c

Tìm a Tìm b

Tìm x

luận của BTCB bằng một số BTCB trung gian để tìm ẩn số trung gian X, Y, liên kết dữ liệu a, b, c và các ẩn số x 1 , y 1 (Sơ đồ 5)

Sơ đồ 5 Phát triển BT theo PA 3

- Mức độ phức tạp phụ thuộc số bài toán trung gian (số ẩn số trong bài toán trung gian)

Phương án 4: Đồng thời phát triển giả thiết và kết luận của BTCB (kết hợp PA1,2).

Sơ đồ 6 Phát triển BTVL theo PA 4

Phương án 5: Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán vị giả thiết kết luận

Cho

a, b, x1Tìm c

Cho

a, c, x2Tìm b

b1, b2Chưa biết bx

bx1, bx2

Chưa biết b

Chưa biết ax

Sơ đồ 7 Phát triển BTVL theo PA 5

1.5.3 Quy trình dạy học BTVL theo lý thuyết phát triển BT [10]

Có thể khái quát hóa quy trình dạy học BTVL theo lý thuyết phát triển BT theo

HS phát triển BTCB theo PA1

GV phát triển BTCBtheo các PA khác

HS phát triển BTCB theo các PA khác

Xác định nội dung kiến thức cơ bản của chương

Các phương trình biểu diễn

Lựa chọn BTCB

Mô hình hóa bài tập

Sơ đồ 8 Quy trình dạy học BTVL theo lý thuyết phát triển BT

1.5.4 Quy trình thiết kế bài học BTVL theo lý thuyết phát triển BT

Thiết kế BTVL theo lý thuyết phát triển BT thực hiện theo các quy trình sau:

+ Hoạt động 1: Yêu cầu học sinh giải các bài tập cơ bản; phân tích các bàitập cơ bản Sau đó mô hình hoá bài tập cơ bản để xác định dữ kiện, ẩn số phát triểnbài tập theo phướng án 1(hoán vị BT) Học sinh tự đặt BT theo phương án 1và giảicác BT theo phương án 1.

+ Hoạt động 2: GV phát triển BT theo phương án 2 và tường minh quá trìnhgiải BT Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo PA2 và giải BT mới GVcho HS làm tương tự đối với đối với BTCB khác theo PA 2

+ Hoạt động 3: Giáo viên phát triển BT theo phương án 3 và tường minh quátrình giải và yêu cầu HS phát triển BT theo phương án 3 và giải BT Cho HS làmtương tự thêm một số bài tập khác

+ Hoạt động 4: Với một số HS khá có thể phát triển BT theo phương án 4 Vớimỗi hoạt động giáo viên phát triển BT, tường minh quá trình giải HS đặt bài tập vàphát triển BT theo phương án tương ứng và giải BT

+ Hoạt động 5: Tổng kết bài học

Bài học BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL cần chú ý:

- Nội dung kiến thức cơ bản

- Kỹ năng giải BT

- Kĩ năng xây dựng BT mới từ BT đã cho

1.5.5 Cấu trúc bài học BTVL theo lý thuyết phát triển BT [10]

Mục tiêu:

- HS nắm vững kiến thức cơ bản cần củng cố

- Kỹ năng giải BT từ đơn giản đến phức tạp

- Làm quen với việc phát triển BT của GV

- Bước đầu xây dựng BT mới theo một số PA phát triển BTCB

Cấu trúc bài học về BTVL có thể:

+ HS về nhà biện luận và giải BT mới theo PA5.

(Tùy vào đối tượng HS mà giáo viên có thể không đưa ra BT 5)

1.5.6 Các hình thức dạy học BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL

-Bài học luyện tập giải bài tập

GV đưa ra BTCB, yêu cầu học sinh giải các bài tập cơ GV phân tích, mô hình hoáBTCB cơ bản để xác định dữ kiện, ẩn số và phát triển BT theo phướng án 1(hoán vịBT) Học sinh tự đặt BT theo phương án 1 và giải các BT theo phương án 1

Sau đó GV phát triển BT theo phương án 2 và tường minh quá trình giải BT Học

sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 2 và giải BT mới GV cho

HS làm tương tự đối với đối với BTCB khác theo phương án 2

-Bài học ôn tập tổng kết

Trong tiết ôn tập tổng kết giải bài tập cần sử dụng các bài tập cho phép khái quáthoá nội dung các bài tập giúp học sinh nắm vững kiến thức đã học, khắc sâu thêmkiến thức, hệ thống hoá các khái niệm, các công thức, các định luật để từ đó ápdụng chúng

Các bước tiến hành tương tự như hình thức luyện tập giải bài tập nhưng ở đâykhông chỉ dừng lại ở việc phát triển BT đến phương án 2 mà có thể phát triển BTtheo phương án 3, phương án 4, phương án 5 Đặc biệt lưu ý từ BT cơ bản lớn saukhi phát triển BT thì tổng hợp được một chuỗi các BTCB khác trong chương

- Bài học kiểm tra, đánh giá

Bài học kiểm tra đánh giá là hình thức để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức, khảnăng vận dụng kiến thức của học sinh Thông qua các bài tập cơ bản và phát triểnBTCB theo lý thuyết phát triển DHVL có thể kiểm tra được: mức độ nắm vững kiếnthức; kiểm tra được kĩ năng phát triển BT; kĩ năng thiết kế BT

- Tự học ở nhà

Thông các bài tập luyện tập ở lớp, học sinh có thể tự học ở nhà để củng cố thêmkiến thức đã học Các em về nhà có thể giải BT tương tự như mà giáo viên đãhướng dẫn Đồng thời về nhà các em tự đặt bài tập: tự đặt BTCB, sau đó đặt các BTtheo hướng phát triển bài tập lần lượt theo các phương án 1, phương án 2, phương

án 3, phương án 4, phương án 5 và tự giải BT

- Bài học tự chọn (bồi dưỡng HS khá giỏi, phụ đạo HS yếu)

Dạy học BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL là hình thức hữu hiệu để pháthiện và tuyển trọn các học sinh khá giỏi về Vật lí để bồi dưỡng học sinh khá giỏi.Thông qua giải BTCB và phát triển bài tập theo các phương án của lý thuyết pháttriển bài tập có thể phụ đạo thêm cho học sinh yếu kém thông qua PA1, phát triểnbài tập theo PA3, PA4, PA5 có mức độ khó tăng dần lên, bồi dưỡng học sinh khágiỏi Để giải bài tập đòi hỏi học sinh phải đề xuất các phương án giải hay, hoặcnhiều cách giải và thực hiện các phương án đó

Bồi dưỡng học sinh giỏi theo quy trình sau:

GV đưa ra mô hình BTCB, yêu cầu học sinh đặt đề bài tập cho BTCB và giảibài tập đó

GV phân tích, mô hình hoá BTCB cơ bản để xác định dự kiện, ẩn số và pháttriển bài tập theo phương án 3, tường minh quá trình giải BT Học sinh đặt BT và

HS phát triển đề bài tập theo phương án 3 để được BT mới ở mức độ khó và giải BTmới

Sau đó, GV phát triển BT theo phương án 4 và tường minh quá trình giải BT.Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 4 và giải BT mới Cuối cùng GV phát triển BT theo phương án 5 và tường minh quá trình giải

BT Học sinh đặt BT và HS phát triển đề bài tập theo phương án 5 và giải BT mới

1.6 Vai trò của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học Vật lý theo

lý thuyết phát triển bài tập Vật lí.

- Vai trò của giáo viên trong quá trình dạy học Vật lý theo lý thuyết phát triểnbài tập Vật lí

Trong quá trình dạy học Vật lý theo lý thuyết phát triển bài tập Vật lí GV

có vai trò phát triển tư duy logic, sáng tạo cho HS, phát huy tính tích cực học tậpcủa HS góp phần tạo cho HS có những phẩm chất của người lao động mới: tự

Có thể phân biệt 3 cấp độ biểu hiện tính cực cực từ thấp lên cao:

+ Bắt chước: Học sinh bắt chước thao tác hoạt động của giáo viên

+ Tìm tòi: Học sinh tự lực, đặt đề bài tập cho BTCB và giải bài tập đó + Sáng tạo: Học sinh phải đề xuất các phương án giải hay, hoặc nhiều cáchgiải và thực hiện các phương án đó Dĩ nhiên, mức sáng tạo của học sinh có hạnnhưng đó là dấu hiệu của sự sáng tạo sau này

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Kết quả chính của chương 1 có thể tóm tắt như sau:

- Bài tập là một phương tiện dạy học truyền thống phát huy có hiệu quả chứcnăng giáo dưỡng, giáo dục, phát triển và giáo dục kỹ thuật tổng hợp Chính vì vậy,dạy học bài tập vật lý giữ vị trí đặc biệt quan trọng Trong chương này chúng tôi hệthống hóa những cơ sở lí luận về BTVL và giới thiệu lý thuyết phát triển BT đượcdùng trong dạy học BTVL đang được nghiên cứu, triển khai gần đây nhằm khaithác hiệu quả hơn các chức năng lí luận dạy học của BTVL, đặc biệt là nâng caotính chủ động học tập của HS trong hoạt động giải BTVL, biến học thành tự học

- Bài tập trong DHVL rất đa dạng, phong phú, phát huy chức năng ở tất cảcác nhiệm vụ của DHVL và được sử dụng trong tất cả các yếu tố của quá trình dạyhọc Vì vậy, trong thực tiễn dạy học đôi khi dạy học BT bị tuyệt đối hóa đến cựcđoan; tài liệu về bài tập rất nhiều HS và phụ huynh hoang mang trước một số lượnglớn sách bài tập, làm sao giải cho hết dạng để thi cử đạt yêu cầu; giải BTVL trởthành gánh nặng đối với HS Đối với GV dạy BTVL đảm bảo phát huy chức năng líluận DH của BT là rất khó, GV phải tự xác định mục tiêu, lựa chọn BT, phươngpháp dạy học BT; lý thuyết phát triển BTVL ra đời nhằm giải quyết khó khăn nêutrên

- Phát triển BT vật lý vừa thực hiện tốt chức năng giáo dưỡng (ôn tập, củng

cố, hệ thống hoá kiến thức) vừa góp phần tăng cường hoạt động tự chủ chiếm lĩnhkiến thức kỹ năng của HS, vừa phát triển năng lực diễn đạt ngôn ngữ của HS Ở đâymọi HS đều tham gia giải BT để chiếm lĩnh kiến thức, kỹ năng, không còn thụ độngtìm các đề bài để giải mà vai trò của họ còn lớn hơn đó là đặt các đề bài và hiểnnhiên việc giải quyết chúng nằm trong tầm tay của các em

- Vậy thông qua việc phát triển BT vật lý không những kiến thức của HSđược rèn luyện và nâng cao mà tính tích cực chủ động đề xuất các vấn đề giải quyết

cũng được nâng lên biến học thành tự học, hạn chế việc HS đến các lớp học thêm,

lò luyện thi vừa tốn công tốn tiền vừa không phát huy năng lực tự học của học sinh

Trong chương 2 của luận văn, chúng tôi sẽ vận dụng lí thuyết phát triểnBTVL để xây dựng và sử dụng hệ thống BT khi dạy học chương ”Sóng cơ và sóngâm” ở vật lý lớp 12 chương trình chuẩn

Chương 2 DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM”

THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BTVL2.1 Vị trí, đặc điểm của chương “Sóng cơ và sóng âm”

2.1.1 Vị trí của chương “Sóng cơ và sóng âm”

Trong chương trình Vật lý phổ thông, chương “ Sóng cơ và sóng âm” được bố trí ở chương trình lớp 12 Vị trí của chương trong chương trình vật lý phổ thông thể hiện ở sơ đồ 9

DĐ&

Sóng điện

Từ

vi

mô đến

SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

Sơ đồ 9 Grap chương trình Vật lý phổ thông

Chương “Sóng cơ và sóng âm” là chương thứ 2 sau chương “Dao động cơ”của vật lí 12 chương trình chuẩn Chiếm 9 tiết trong tổng số 70 tiết Vật lý 12 (6 tiết

lí thuyết, 2 tiết bài tập và 1 tiết kiểm tra) Việc sắp xếp này là hợp lý, thuận tiện cho

giáo viên và đảm bảo được việc tận dụng tối đa những kiến thức về dao động cơ

để khảo sát sóng cơ và sóng âm Đó là những kiến thức nền tảng để HS họcchương “Sóng cơ và sóng âm”

Những kiến thức cơ bản của chương “Sóng cơ và sóng âm”có nhiều ứng dụngtrong khoa học kỹ thuật và thực tiễn đời sống Trong kỹ thuật dựa vào các hiệntượng giao thoa, nhiễu xạ, phản xạ, sự tạo thành sóng dừng, sự truyền năng lượng…

mà ngành kỹ thuật chế tạo ra nhiều loại máy để phục vụ cho khoa học và đời sống

Vì thế khi giảng dạy chương này cần phải tổ chức cho học sinh biết liên hệ tớinội dung liên quan ở các bài học khác, không nên độc lập tách rời nội dung của cáctiết dạy và phải làm cho các em hiểu được những ứng dụng quan trọng của nó trongđời sống Điều này góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh

2.1.2 Đặc điểm của chương “Sóng cơ và sóng âm” Vật lí 12 THPT

Chương “Sóng cơ và sóng âm” là một chương quan trọng trong chương

trình vật lý 12 THPT Kiến thức trong chương là mới mẻ đối với học sinh nhưngcác hiện tượng vật lý xảy ra rất gần gũi với đời sống hàng ngày của các em nhưsóng nước, sóng âm, âm phát ra từ sáo, kèn…

Những quy luật rút ra từ việc nghiên cứu nội dung sóng cơ học được vậndụng để khảo sát sóng điện từ và sóng ánh sáng Việc học sinh nắm vững nhữngquy luật ở chương sóng cơ và sóng âm là điều hết sức cần thiết để học được cácchương tiếp theo liên quan đến lý thuyết về sóng

Đây là chương có nhiều vấn đề khó và liên quan đến toán học Học sinhcần nắm chắc kiến thức toán học, có năng lực ghi nhớ, khả năng làm việc sángtạo, làm việc cá nhân, làm việc nhóm mới tìm ra kết quả và hiểu rõ hơn về ý

nghĩa vật lí của hiện tượng Ví dụ như lập phương trình sóng, giải thích hiệntượng giao thoa bằng lí thuyết Các thí nghiệm của chương hầu hết là các thínghiệm kiểm chứng, cách trình bày của sách giáo khoa tạo điều kiện phát triểnnăng lực tìm tòi nghiên cứu của HS

Chương “Sóng cơ và sóng âm” là một trong những chương trọng tâm củachương trình Vật lí 12 THPT Kiến thức của chương này sự kế thừa và kếthợp những kiến thức cơ bản của “Dao động cơ học” và “Âm học”.Vì vậy, nộidung kiến thức của chương rất trừu tượng Để tiếp thu tốt những kiến thứcchương đòi hỏi HS phải có những hiểu biết cơ bản về dao động cơ học, âm học, đặcbiệt là dao động điều hòa, bên cạnh đó HS cần ôn tập lại một số kiến thức toán học,đặc biệt là kiến thức về lượng giác

Nội dung kiến thức cơ bản của chương có thể chia làm bốn nhóm: nhóm kiếnthức về các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ và sự truyền sóng cơ Nhóm kiến thức

về hiện tượng giao thoa sóng (cực đại, cực tiểu, điều kiện giao thoa, sóng kết hợp).Nhóm kiến thức về sóng dừng và nhóm kiến thức về sóng âm (nguồn âm, âm ngheđược, hạ âm, siêu âm, sự truyền âm)

Tuy kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm” có tính trừu tượng caonhưng nó lại hết sức gần gũi, sát với thực tế đời sống, có nhiều ứng dụng

trong khoa học-kỹ thuật và mang lại những hỗ trợ tích cực cho cuộc sống

Khi dạy chương này, bên cạnh việc hướng dẫn các em tiếp thu kiếnthức thật tốt thì mặt khác luôn có biện pháp kích thích hứng thú học tập, luôngắn bài học với thực tiễn cuộc sống xung quanh Từ đó phát huy tính sáng tạo,phát triển tư duy cho HS, giúp các em trở thành người năng động trong thờiđại mới, đáp ứng được những yêu cầu của cuộc sống hiện tại và tương lai

2.2 Mục tiêu dạy học theo chuẩn

- Nêu được cường độ âm và mức cường độ âm là gì và đơn vị đo mức cường độ âm.

- Nêu được ví dụ minh họa cho khái niệm âm sắc Trình bày được sơ lược

về âm cơ bản và các họa âm

- Nêu được các đặc trưng sinh lý ( độ cao, độ to, âm sắc) và các đặc trưng vật

lý (tần số âm, mức cường độ âm và các họa âm) của âm

- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng

- Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện

c Về thái độ

HS có hứng thú học vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, có thái độ kháchquan, trung thực, tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác trong học tập; HS nỗ lực phấn đấu vìthành tích học tập của cá nhân và của nhóm, có tinh thần hợp tác

* Ngoài mục tiêu theo chuẩn, trong đề tài này chúng tôi dạy học BTVL còn hướng

tới mục tiêu giáo dưỡng, giáo dục, phát triển tư duy, năng lực nhận thức và giáo dục

kỹ thuật tổng hợp cho học sinh

2.3 Nội dung dạy học chương “Sóng cơ và sóng âm”

Nội dung cơ bản của chương có thể phân thành 4 nhóm

* Nhóm kiến thức về các đại lượng đặc trưng của sóng cơ.

Độ lệch pha:  2 x



 

* Nhóm kiến thức về giao thoa sóng

KTCB 3: Vị trí cực đại giao thoa

Amax = 2A  d 2 - d 1 = k (với k   0, 1, 2, ) Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu đường đi của hai sóng tới đóbằng một số nguyên lần bước sóng

KTCB 4: Vị trí cực tiểu giao thoa