Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm dạy học chương dòng điện không đổi vật lí 11 cơ bản luận văn thạc sỹ giáo dục học

Việc khai thác những thế mạnh của BT vật lý, và lựachọn những bài tập vật lý phù hợp trong các tình huống dạy học vật lí là hoạtđộng sáng tạo và linh hoạt của GV, nó luôn gắn liền với vi

LÊ VĂN THÊM

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM

DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” VẬT LÍ 11 CƠ BẢN

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

VINH, NĂM 2011

LÊ VĂN THÊM

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM

DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI” VẬT LÍ 11 CƠ BẢN

Chuyên ngành: LL & PP Dạy học bộ môn vật lý

Mã số : 60.14.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC

Cán bộ hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Đình Thước

VINH , NĂM 2011

CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 5

MỞ ĐẦU 6

NỘI DUNG 10

1.1 Hoạt động nhận thức vật lí 10

1.2 Tư duy trong quá trình dạy học vật lý 13

1.4 Bài tập thí nghiệm vật lý 26

1.5 Kết luận chương 1 33

Chương 2 Xây dựng hệ thống bài tập thí ngiệm dạy học chương “Dòng điện không đổi”- vật lí 11 cơ bản 34

2.1 Nội dung kiến thức của chương Dòng điện không đổi 34

2.2 Mục tiêu dạy học chương “Dòng điện không đổi” - vật lí 11 chương trình cơ bản 40

Kiến thức: 40

2.3 Cấu trúc lôgic chương “Dòng điện không đổi” chương trình cơ bản 42

2.4 Thực trạng sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lý hiện nay ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Hoằng Hóa, tỉnh Thanh Hóa 42

2.5 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm vật lí 45

2.6 Các hình thức sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí 57

Kết luận chương 2 77

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm 78

3.1 Mục đích thực nghiệm 78

3.2 Đối tượng thực nghiệm 78

3.3 Tiến hành thực nghiệm 78

3.4 Nội dung thực nghiệm 78

3.5 Kết quả thực nghiệm 80

Kết luận chương 3 87

KẾT LUẬN CHUNG 88

Hướng phát triển của đề tài: 88

Kiến nghị đề xuất 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

Phụ lục 1

Lời cảm ơn

Trong quá trình tiến hành thực hiện luận văn này tác giả đã nhận được

sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, các bạn bè, đồng nghiệp và người thân Luận văn đã hoàn thành, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người đã giúp đỡ tác giả trong thời gian vừa qua.

Trước hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Đình Thước, người trực tiếp hướng dẫn tác giả thực hiện luận văn này.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong Khoa Vật lý, chuyên ngành lý luận và PPDH bộ môn vật lí đã giúp đỡ tác giả học tập, nghiên cứu trong khóa học.

Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban giám hiệu, các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp Trường THPT Lương Đắc Bằng, Huyện Hoằng Hóa, Tỉnh Thanh Hóa, đã giúp đỡ tác giả trong quá trình tác giả học tập và nghiên cứu.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến những người thân đã động viên, chia sẻ những khó khăn trong quá trình làm luận văn.

Vinh, tháng 11 năm 2011 Tác giả

Lê Văn Thêm

CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Bài tập vật lí ở trường phổ thông có ý nghĩa quan trọng trong việc cũng

cố, đào sâu, mở rộng, hoàn thiện kiến thức lý thuyết và rèn luyện cho học sinhkhả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần giáo dục kĩ thuật vàhướng nghiệp

Giải bài tập vật lí đòi hỏi HS phải hoạt động trí tuệ tích cực, độc lập vàsáng tạo Vì vậy, có tác dụng lớn đối với việc phát triển tư duy và năng lựcsáng tạo của học sinh Việc khai thác những thế mạnh của BT vật lý, và lựachọn những bài tập vật lý phù hợp trong các tình huống dạy học vật lí là hoạtđộng sáng tạo và linh hoạt của GV, nó luôn gắn liền với việc củng cố, khắcsâu, hoàn thiện tri thức và rèn luyện kĩ năng vận dụng cho HS Việc dạy họcvật lý ở trường phổ thông hiện nay vẫn chưa phát huy được vai trò của bài tậpvật lí trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học

Trong các loại bài tập vật lí thì bài tập thí nghiệm có nhiều lợi thế thựchiện nhiệm vụ giáo dưỡng, giáo dục, phát huy tư duy và giáo dục kĩ thuật tổnghợp Tuy vậy, trong nhà trường phổ thông ở nước ta giáo viên không quan tâmtới loại bài tập này

Trong đổi mới phương pháp dạy học vật lí, một trong những vấn đề đặt

ra là phải phát huy tính tích cực hoạt động học tập của học sinh Đối với dạyhọc bài tập vật lí như thế nào để góp phần đổi mới phương pháp dạy học trongnhà trường cần phải được quan tâm

Xuất phát từ những lí do trên trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm dạy học chương “Dòng điện không đổi” vật lý 11 cơ bản

- Bài tập vật lí trong quá trình dạy học.

- Quá trình dạy học chương “Dòng điện không đổi” – Vật lí 11 cơ bản

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Quá trình dạy học sử dụng bài tập thí nghiệm chương “Dòng điện không

đổi” Vật lí 11 chương trình cơ bản.

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng và sử dụng một hệ thống bài tập thí nghiệm bảo đảm tínhkhoa học, đáp ứng được mục tiêu dạy học chương “Dòng điên không đổi” –vật lý 11 thì có thể góp phần phát triển tư duy và năng lực sáng tạo, nâng caochất lượng học tập vật lí của học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu lí luận dạy học vật lí, phương pháp dạy học vật lí vàphương pháp dạy học BTVL ở trường phổ thông

5.2 Nghiên cứu cơ sở lý luận về BTTN vật lý trong dạy học ở trườngtrung học phổ thông

5.3 Tìm hiểu thực trạng sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học ở cáctrường THPT thuộc huyện Hoằng Hóa, Thanh Hóa

5.4 Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa vật lý 11, chương “Dòngđiện không đổi”

5.5 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Dòng điện khôngđổi” - Vật lí 11 cơ bản

5.6 Đề xuất các phương án dạy học sử dụng các bài tập thí nghiệmchương Dòng điện không đổi.

5.7 Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết

- Nghiên cứu các tài liệu lí luận dạy học để làm sáng tỏ về mặt lí luậncác vấn đề có liên quan đến đề tài

- Nghiên cứu chương trình SGK và sách bài tập, các tài liệu tham khảo đểphân tích cấu trúc logic, nội dung của các kiến thức thuộc chương “Dòng điệnkhông đổi”- vật lí 11

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực thực tiễn

- Tìm hiểu, điều tra, thăm dò thực trạng sử dụng BTTN ở trường THPT

- Thực nghiệm sư phạm

6.3 Phương pháp thống kê toán học

Xử lý thống kê các tài liệu thu được từ điều tra, thăm dò và thực nghiệm

sư phạm để có thể phân tích thực trạng cũng như đánh giá mức độ khả thi của

đề tài

7 Đóng góp của đề tài

Xây dựng được hệ thống BTTN để dạy học chương “Dòng điện khôngđổi”

Đề xuất các phương án sử dụng BTTN trong dạy học chương “Dòng

điện không đổi”.

8 Cấu trúc của luận văn

* Mở đầu

* Nội dung

Chương 1 Cở sở lí luận của đề tài

Chương 2 Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm dạy học chương “ Dòng điện không đổi” – vật lí 11 cơ bản

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

* Kết luận

* Tài liệu tham khảo

* Phụ lục

NỘI DUNG Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Hoạt động nhận thức vật lí

1.1.1 Quy luật chung của quá trình nhận thức vật lí

Nhận thức vật lí là nhận thức chân lí khách quan V.I.Lênin đã chỉ rõ quy

luật chung nhất của hoạt động nhận thức là: “Từ trực quan sinh động đến tư

duy trừu tượng và từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn, đó là con đường biện chứng của nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực khách quan”.

Trong việc nhận thức thế giới, con người có thể đạt được những mức độnhận thức khác nhau, từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp Mức độ thấp,

là nhận thức cảm tính bao gồm cảm giác và tri giác, trong đó con người phảnánh vào đầu óc những biểu hiện bên ngoài của sự vật khách quan, những cáitác động trực tiếp vào các giác quan con người Mức độ cao gọi là nhận thức

lí tính, còn gọi là tư duy, trong đó con người phản ánh vào đầu óc nhữngthuộc tính bản chất bên trong của sự vật, những mối quan hệ có tính quy luật.Dựa trên những dữ liệu cảm tính, con người thực hiện các thao tác phân tích,

so sánh, tổng hợp, khái quát hoá, trừu tượng hoá để rút ra những tính chất chủyếu của đối tượng, nhận thức và xây dựng thành những khái niệm Mỗi kháiniệm được diễn đạt bằng một từ ngữ Mối quan hệ giữa các thuộc tính của vậtchất cũng được biểu thị bằng mối quan hệ giữa các khái niệm dưới dạngnhững mệnh đề, những phán đoán Đến đây con người tư duy bằng khái niệm

Sự nhận thức không chỉ dừng lại ở sự phản ánh vào trong óc những thuộc tínhcủa sự vật, hiện tượng khách quan mà còn thực hiện các phép suy luận để rút

ra những kết luận mới, dự đoán những hiện tượng mới trong thực tiễn Nhờthế mà tư duy có tính sáng tạo, có thể mở rộng sự hiểu biết của mình vào việccải tạo Thế giới khách quan, phục vụ lợi ích con người

Đó chính là quy luật chung của mọi quá trình nhận thức chân lí Tuy nhiênđối với mỗi ngành khoa học (KH), quá trình nhận thức cũng có những nét đặcthù, tuỳ thuộc vào đối tượng nhận thức cụ thể Mỗi KH chỉ trở thành một KHthực sự khi nó có một hệ thống khái niệm rõ ràng và một phương pháp (PP)nghiên cứu có hiệu quả.

1.1.2 Con đường nhận thức vật lí

Khoa học vật lí nghiên cứu thế giới tự nhiên nhằm phát hiện ra nhữngđặc tính và quy luật khách quan của các sự vật, hiện tượng trong tự nhiên.Vấn đề then chốt đầu tiên phải đặt ra cho người nghiên cứu là làm thế nào đểtìm ra chân lí, làm thế nào để biết rằng những điều mà nhà nghiên cứu tìm ra

là đúng chân lí khách quan? V G Razumôpxki trên cơ sở khái quát hoánhững lời phát biểu giống nhau của những nhà vật lí nổi tiếng nhưA.Anhstanh, M Plăng, M.Boonơ, P.L.Kapitsa Ông đưa ra chu trình sángtạo khoa học Chu trình đó được biểu diễn theo sơ đồ sau:

ThÝ nghiÖm kiÓm tra

Thí nghiệm kiểm tra

việc rút ra một hệ quả lý thuyết ( bằng suy luận logic hay suy luận toán học);sau đó cần sự kiểm tra bằng thực nghiệm những hệ quả đó.

Nếu những kết quả thực nghiệm phù hợp với hệ quả thì mô hình giảthuyết đó được xác nhận là đúng đắn và trở thành chân lí nếu những sự kiệnthực nghiệm không phù hợp với những dự đoán lí thuyết thì phải xem lại líthuyết, chỉnh lí lại hoặc phải thay đổi Mô hình trừu tượng được xác nhận trởthành nguồn tri thức mới, tiếp tục được dùng để suy ra những hệ quả mớihoặc để giải thích những sự kiện thực nghiệm mới phát hiện

Bởi vì, mỗi mô hình, mỗi lí thuyết chỉ phản ánh một số mặt của thực tế,cho nên khi mở rộng phạm vi ứng dụng của mô hình sẽ đến một lúc nào đó, tagặp những sự kiện thực nghiệm mới không phù hợp với hệ quả suy ra từ môhình đó, nghĩa là không giải thích được những sự kiện thực nghiệm mới, đếnlúc đó phải bổ sung, chỉnh lí mô hình cũ cho phù hợp hoặc phải bỏ đi mà xâydựng mô hình mới, bắt đầu một chu trình mới của quá trình nhận thức Nhưvậy chu trình nhận thức KH không khép kín mà được mở rộng dần dần, làmgiàu thêm cho kiến thức KH Bằng cách đó, con người ngày càng tiếp cận hơnvới chân lí khách quan Ta có thể mô tả quá trình nhận thức vật lí chi tiết hơn,gồm các giai đoạn điển hình sau:

Thực tiễn→ vấn đề→ giả thuyết → hệ quả → định luật → lí thuyết → thựctiễn

Chu trình và sơ đồ nói trên mô tả toàn bộ quá trình nhận thức vật lí.Một vấn đề cơ bản được đặt ra trong quá trình nhận thức vật lí là phảiluôn luôn đối chiếu những khái niệm, định luật, những mô hình vật lí lànhững sản phẩm do trí tuệ con người sáng tạo ra với thực tiễn khách quan đểhiểu rõ chúng, dùng chúng để phản ánh, mô tả , biểu đạt đặc tính gì, quan hệnào của thực tiễn khách quan và giới hạn phản ánh của chúng đến đâu

Kết quả của quá trình nghiên cứu, học tập, nhận thức vật lí, ngoài việcnắm được các định luật cụ thể chi phối các hiện tượng cụ thể của tự nhiên đểvận dụng chúng cải tạo tự nhiên, phục vụ lợi ích con người, còn phải làm chohọc sinh tin tưởng vững chắc rằng mọi hiện tượng trong tự nhiên đều diễn ratheo quy luật của tự nhiên có tính chất khách quan, có hệ thống chặt chẽ màcon người hoàn toàn có thể nhận thức được ngày càng sâu sắc, tinh tế, chínhxác hơn.

Trong xã hội hiện đại, với sự phát triển như vũ bão của khoa học kĩ thuật

và công nghệ Yêu cầu của con người mới có khả năng xây dựng, phát triển

và bảo vệ đất nước ngày càng cao Không đơn thuần là có đạo đức và kiếnthức chuyên môn, con người mới phải là con người luôn hướng tới sự đổimới Sáng tạo, sáng tạo không ngừng, và có thể nói, chậm sáng tạo tức làđang tụt hậu Bám vào yêu cầu đó của xã hội, giáo dục cần có những sự thayđổi phù hợp Nói hẹp hơn, trong dạy học vật lý, ngoài nhiệm vụ cung cấp chohọc sinh những kiến thức phổ thông cơ bản, cần phải tạo ra được môi trường

mà ở đó học sinh được rèn luyện và phát triển tư duy khoa học, rèn luyện cácthao tác, hành động, phương pháp nhận thức sáng tạo Và điều quan trọng làhọc sinh nhận thức được vai trò to lớn, và có hứng thú với nó đó là nghiêncứu khoa học Vì vậy, trong dạy học vật lý, điều quan trọng là phải rèn luyệnđược khả năng tư duy sáng tạo cho học sinh

1.2 Tư duy trong quá trình dạy học vật lý

1.2.1 Đại cương về tư duy

1.2.1.1 Khái niệm về tư duy

T duy lµ sù ph¶n ¸nh trong bé n·o con ngêi nh÷ng dÊu hiÖu b¶n chÊtcña sù vËt vµ hiÖn tîng nh÷ng mèi quan hÖ cã tÝnh quy luËt gi÷a chóng

Trong qu¸ tr×nh t duy, con ngêi dïng c¸c kh¸i niÖm NÕu c¶m gi¸c, trigi¸c, hiÖn tîng lµ nh÷ng sù ph¶n ¸nh c¸c sù vËt vµ hiÖn tîng cô thÓ, riªng rÏ,

thì khái niệm là sự phản ánh những đặc điểm chung, bản chất của một loại sựvật và hiện tợng giống nhau.

T duy phản ánh thực tế một cách khái quát vì nó phản ánh những thuộctính của hiện thực thông qua các khái niệm mà các khái niệm lại tách khỏinhững sự vật cụ thể, những cái chứa đựng những thuộc tính đó

T duy phản ánh hiện thực một cách gián tiếp vì nó thay thế những hành

động thực tế với chính các sự vật bằng các hành động tinh thần với những hình

ảnh của chúng T duy cho phép giải quyết những nhiệm vụ thực tế thông quahoạt động tinh thần (lí luận) bằng cách dựa trên những tri thức về các thuộctính và các mối quan hệ của các sự vật đợc củng cố trong các khái niệm

1.2.1.2 Các đặc điểm của t duy

- Tính có vấn đề của t duy

- T duy có liên hệ mật thiết với nhận thức cảm tính

- Tính trừu tợng và khái quát của t duy

- Tính gián tiếp của t duy

- T duy liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ

1.2.1.4 Cỏc mức độ của tư duy

T duy con ngời có thể chia thành hai mức độ:

*T duy tái tạo:

Là tái tạo những mối liên hệ đã biết hoặc nhận thức các liên hệ đó theo

những dấu hiệu đã biết

*T duy sáng tạo:

Là t duy tạo ra tri thức mới không có mẫu sẵn Trong quá trình học tập, nhận thức của học sinh thờng ở mức độ t duy tái tạo, thì sản phẩm của nó sẽ lànhững con ngời có thể hiểu biết thế giới chứ không thể cải tạo thế giới Còn tduy sáng tạo thờng xuất hiện trong quá trình nghiên cứu KH của các nhà KH.Vì thế để sản phẩm của quá trình dạy học là những con ngời năng động, sáng

tạo, hiểu biết và có thể cải tạo đợc thế giới thì trong quá trình dạy học, cầnphải bồi dỡng t duy sáng tạo cho học sinh Để làm đợc điều đó chúng ta phảitạo ra các tình huống dạy học mô phỏng quá trình nhận thức của các nhà khoahọc.

1.2.1.5 T duy nh một quá trình, t duy nh một hoạt động

T duy nh một quá trình: T duy xuất hiện nh một quá trình theo quy luật

diễn biến của nó Quá trình này có các giai đoạn kế tiếp nhau

Giai đoạn 1 Xác định vấn đề, biểu đạt nó thành nhiệm vụ t duy Khi gặp

tình huống(hoàn cảnh) có vấn đề , chủ thể phải ý thức đợc đó là nhiệm vụ củabản thân, phải phát hiện ra mâu thuẫn chứa đựng trong tình huống có vấn đề

đối với bản thân, phải phát hiện ra mâu thuẫn chứa đựng trong tình huống cóvấn đề, tạo ra nhu cầu phải giải quyết vấn đề, từ đó đề ra nhiệm vụ của t duy

Giai đoạn 2 Huy động các tri thức, vốn kinh nghiệm của bản thân có

liên quan đến vấn đề , làm xuất hiện trong đầu chủ thể t duy những mối liên ởng xung quanh vấn đề đang giải quyết

t-Giai đoạn 3 Sàng lọc những liên tởng, gạt bỏ những cái không cần thiết,

hình thành giả thuyết về cách giải quyết vấn đề có thể có

Giai đoạn 4 Hình thành cách kiểm chứng giả thuyết bằng thí nghiệm,

công cụ toán học và t duy, nếu giả thuyết sai thì phủ định lại nó để hình thànhgiả thuyết mới

Giai đoạn 5 Giải quyết vấn đề đi đến kết quả, kiểm tra lại kết quả.

Nhà tâm lí học Nga K.k.Plalônốp nêu lên các giai đoạn của một quátrình t duy theo sơ đồ sau:

1.2.1.6 Các thao tác t duy cơ bản

Quá trình t duy bao gồm các thao tác trí tuệ hay còn gọi là thao tác tduy; có các thao tác t duy cơ bản nh: phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tợnghoá, khái quát hoá

Khẳng định

Giải quyết vấn đề

Phủ định

Hoạt động t duy mới

H.1.2

Phân tích và tổng hợp có quan hệ mật thiết với nhau, bổ sung cho nhau

trong một quá trình t duy thống nhất Phân tích là cơ sở để tổng hợp , tổng hợpdiễn ra trên cơ sở phân tích

So sánh: Là dùng trí óc để xác định sự khác nhau, giống nhau giữa các

sự vật, hiện tợng ( giữa các thuộc tính, quan hệ, các bộ phận của một sự vật,hiện tợng)

Trừu tợng hoá: Là thao tác t duy trong đó chủ thể dùng trí óc gạt bỏ

những thuộc tính, những bộ phận, những quan hệ không cần thiết về một

ph-ơng diện nào đó không gắn với một sự vật cụ thể nào nữa chỉ dữ lại cho t duy

mà thôi

Khái quát hoá: Là thao tác trí tuệ trong đó chủ thể dùng trí óc bao quát

nhiều đối tợng khác nhau thành một nhóm, một loại…trên cơ sở có một sốtrên cơ sở có một sốthuộc tính chung và bản chất, những mối liên hệ có tính quy luật Kết quả kháiquát hoá cho ta một cái gì đó chung cho hàng loạt sự vật hiện tợng cùng loại

Trừu tợng hoá và khái quát hoá là hai thao tác t duy có quan hệ mậtthiết với nhau, chi phối và bổ sung cho nhau

1.2.2 T duy vật lí [12], [14]

1.2.2.1 Khái niệm t duy vật lí

T duy vật lí là sự quan sát các hiện tợng vật lí, phân tích một hiện tợngphức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng có những mốiquan hệ định tính và định lợng nào, dự đoán các hệ quả mới từ các thuyết vàvận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu đợc vào thực tiễn

Các hiện tợng vật lí trong tự nhiên rất phức tạp, nhng những định luậtchỉ phản ánh chi phối chúng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tợng bị các yếu tố tác

động chồng chéo lên nhau hoặc nối tiếp nhau mà ta chỉ có thể quan sát đợckết quả tổng hợp cuối cùng của chúng Vì thế muốn nhận thức đợc những đặctính bản chất và quy luật tự nhiên thì việc đầu tiên phải phân tích đợc hiện t-ợng phức tạp thành các thành phần, các bộ phận, các giai đoạn bị chi phối bởimột số ít nguyên nhân, bị tác động bởi một số ít yếu tố Có nh thế ta mới xáclập đợc những mối quan hệ bản chất, trực tiếp, những sự phụ thuộc định lợnggiữa các đại lợng vật lí dùng để đo lờng những thuộc tính của sự vật hiện tợng.Muốn biết những kết luận khái quát thu đợc có phản ánh đúng thực tiễn kháchquan hay không, ta phải kiểm tra lại trong thực tiễn Để làm đợc việc đó, taphải xuất phát từ những kết luận khái quát, suy ra những hệ quả, dự đoán

những hiện tợng mới có thể quan sát đợc trong thực tiễn Nếu thí nghiệm xácnhận hiện tợng mới đúng nh dự đoán thì kết luận khái quát ban đầu mới dợcxác nhận là chân lí Mặt khác, việc vận dụng những kiến thức khái quát vàothực tiễn tạo điều kiện cho con ngời cải tạo thực tiễn, làm cho các hiện tợngvật lí xảy ra theo hớng có lợi cho con ngời, thoả mãn nhu cầu ngày càng tăngcủa con ngời.

Trong quá trình nhận thức vật lí nh trên, con ngời sử dụng tổng hợp, xen

kẽ nhiều phơng pháp t duy, trong đó có phơng pháp chung nh t duy lí luận, tduy logic và những hình thức đặc thù của vật lí học: phơng pháp thực nghiệm,phơng pháp mô hình hoá

1.2.2.2 T duy trong quá trình nhận thức vật lí

T duy trong quá trình nhận thức vật lí đợc chia làm hai nhóm: t duy líthuyết và t duy thực nghiệm Trong đó t duy lí thuyết và t duy thực nghiệmluôn đan xen, gắn kết với nhau, hỗ trợ cho nhau

T duy thực nghiệm bao gồm các hành động chủ yếu sau đây:

* Quan sát: là quá trình xem một sự vật, hiện tợng hoặc mô hình của

hiện tợng, sự vật đó Nó tác động lên các giác quan con ngời nghiên cứu ( mắtnhìn tai nghe, mũi ngửi ) Quan sát là tiền đề cho mọi nghiên cứu thựcnghiệm, là cơ sở cho mọi đề xuất nêu vấn đề nghiên cứu

Quan sát cùng với khả năng khái quát hoá sẽ giúp ngời nghiên cứu đa ravấn đề nghiên cứu dới dạng giả thuyết khoa học Sau khi nghiên cứu, ngời ta

sẽ trả lời câu hỏi dới dạng:

- Sự vật hiện tợng có cấu tạo nh thế nào?

- Quy luật biến đổi của nó ra sao?

- Sự biến đổi đó phụ thuộc yếu tố gì?

* Xây dựng phơng án thí nghiệm: Sau quá trình quan sát, với khả năng

phân tích- tổng hợp, khái quát hoá ngời nghiên cứu sẽ đa ra một số giả thuyết

và lựa chọn giả thuyết tốt nhất về sự vật hiện tợng đó Nếu giả thuyết còn trừutợng, cha thể kiểm nghiệm đợc thì cần dựa vào kiến thức đã có để suy luận ra

hệ quả logic từ giả thuyết

Khi đã có giả thuyết và hệ quả logic từ giả thuyết, để tiếp tục nghiêncứu cần phải lập phơng án thí nghiệm và trả lời câu hỏi dạng:

- Để hiện tợng xuất hiện cần phải làm nh thế nào?

- Đại lợng nào cần phải biết?

- Để đo đợc các đại lợng đó cần dụng cụ gì và bố trí ra sao?

* Chế tạo, lựa chọn dụng cụ và lắp ráp thí nghiệm: Khi đã có phơng án

thí nghiệm, ngời nghiên cứu lựa chọn dụng cụ ( có thể đã có, hoặc phải chếtạo ) và tiến hành lắp ráp Khi đó ngời nghiên cứu sẽ trả lời câu hỏi dạng:

- Để đo đại lợng này phải dùng dụng cụ nào cho phù hợp?

- Các dụng cụ phải đợc bố trí nh thế nào?

* Tiến hành thí nghiệm: Sau khi hoàn tất các bớc trên thì thí nghiệm bắt

đầu đợc tiến hành, hiện tợng có thể xuất hiện ngay sau khi lắp ráp, hoặc có thểsau một số thao tác hiện tợng mới xuất hiện Trong quá trình tiến hành thínghiệm ngời nghiên cứu phải trả lời câu hỏi dới dạng:

- Để hiện tợng xuất hiện thì phải làm thế nào?

- Đo đạc các đại lợng liên quan nh thế nào?

- Thay đổi các đại lợng này thì có ảnh hởng gì đến hiện tợng xảy ra?Trong quá trình tiến hành thí nghiệm cần phải ghi chép các số liệu liênquan, các hiện tợng kèm theo Từ đó xử lí kết quả và đánh giá độ chính xáccủa kết quả thu đợc

* Khái quát hoá rút ra kết luận: Sau khi có kết quả về sự vật nghiên

cứu, ngời nghiên cứu dùng khả năng phân tích, tổng hợp, khái quát hoá rút rakết luận vừa nghiên cứu

1.3 Cơ sở lớ luận của việc bồi dưỡng tư duy và năng lực sỏng tạo của học sinh trong dạy học vật lý.

1.3.1 Dạy học và phỏt triển trớ tuệ

Trong học tập, bằng cách này hay cách khác, học sinh (HS) sẽ phát triển

về mặt trí tuệ Đối với sự phát triển trí tuệ, có ý nghĩa trớc hết là việc tích luỹvốn kiến thức; chúng hình thành nên một hệ thống phức hợp và linh hoạt, nh-

ng chỉ có điều kiện này thôi thì cha đủ Đối với sự phát triển trí tuệ vấn đề rấtquan trọng là nắm vững những thao tác t duy nào cần thiết cho cả quá trìnhlĩnh hội và cho việc vận dụng kiến thức Theo N.A Menchinxcaia, những nét

đặc trng của phát triển trí tuệ thể hiện ở:

- Nhịp độ của lĩnh hội

- Tính mềm dẻo của quá trình t duy

- Mối liên hệ giữa những phần hợp thành trực quan và trừu tợng của tduy.

- Trình độ của hoạt động phân tích tổng hợp

Lí luận dạy học hiện đại đã đa vào hai t tởng chủ đạo sau:

+ Coi trí tuệ phát triển là một trí tuệ đã có sở thích đối với chân lí và đãlĩnh hội đợc phơng hớng để tìm ra chân lí

+ T tởng thứ hai cho rằng quá trình dạy học đợc tổ chức đúng đắn, sẽtiềm tàng những khả năng vô cùng to lớn đối với sự phát triển trí tuệ của HS

1.3.2 Động lực của quá trình dạy học

Động lực của quá trình dạy học là sự mâu thuẫn giữa nhiệm vụ nhận thức

và nhiệm vụ thực tế do tiến trình dạy học đề ra với trình độ kiến thức, kĩ năng

và trình độ phát triển của HS Những mâu thuẫn này bao gồm một bên lànhững bài tập, câu hỏi, bài làm, những điều bắt buộc phải suy nghĩ xuất hiệntrong tiến trình dạy học và bên kia là những tìm tòi ớc đoán, trả lời, phép giảitìm thấy đợc

Nghệ thuật của giáo viên (GV) chính là làm thế nào khi trang bị kiếnthức cho HS, dẫn dắt các em hoàn thành những nhiệm vụ này, nhng phải tínhtoán sao cho việc giải quyết mỗi nhiệm vụ mới đòi hỏi ở HS lao động tự lực và

và suy nghĩ căng thẳng tơng đơng với khả năng mà đặc điểm lứa tuổi và cá thểcủa HS cho phép trong những điều kiện cụ thể của dạy học

Điều kiện tất yếu để mâu thuẫn trở thành động lực của dạy học là tínhvừa sức của nó đối với trình độ nhận thức của HS, nếu mâu thuẫn vợt quá nănglực nhận thức của HS hoặc quá dễ dàng giải quyết thì mâu thuẫn này khôngtrở thành động lực của sự học tập và phát triển, mà nó có thể kìm hãm hoạt

động trí tuệ của các em

1.3.3 Năng lực của tư duy sỏng tạo [14]

Năng lực t duy sáng tạo nói chung của mỗi cá nhân thể hiện ở chỗ cánhân đó có thể mang lại những giá trị mới, những sản phẩm mới có giá trị đốivới nhân loại

Năng lực t duy sáng tạo của HS trong học tập chính là năng lực biết giảiquyết vấn đề học tập để tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, năng lực pháthiện ra điều cha biết, cha có và không bị phụ thuộc, gò bó vào cái đã có.

Năng lực t duy sáng tạo không phải là bẩm sinh mà đợc hình thành vàphát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể Bởi vậy muốn hình thànhnăng lực học tập sáng tạo, phải chuẩn bị cho học sinh những điều kiện cầnthiết để họ có thể thực hiện thành công với một số kết quả mới mẻ nhất địnhtrong hoạt động đó

* Các phẩm chất quan trọng của t duy sáng tạo:

+ Năng lực nhìn thấy chức năng mới của đối tợng quen thuộc

+ Năng lực biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lí một tìnhhuống

+ Năng lực huy động những kiến thức cần thiết để đa ra các giả thuyếthay dự đoán khác nhau để giải thích, tiên đoán

* Các yếu tố cần thiết trong việc rèn luyện năng lực t duy sáng tạo cho học sinh:

- Tạo hứng thú học tập cho HS: Ngay từ trên ghế nhà trờng muốn rèn

luyện cho HS tính sáng tạo thì trớc hết GV phải giảng dạy, ra bài tập sao cho

HS hứng thú học tập Hứng thú gây ra sáng tạo và sáng tạo lại thúc đẩy hứngthú mới HS cần có hứng thú nhận thức cao, cần có sự khao khát nhận thức vềcái mới

- Cung cấp cho HS kiến thức cơ bản vững chắc: Một quá trình sáng tạo

bất kì đều bắt đầu từ sự tái hiện những cái đã biết Tâm lí học hiện đại không

phủ nhận vai trò của trí nhớ Dĩ nhiên, chỉ ghi nhớ đơn thuần, không biết suynghĩ vận dụng sáng tạo thì đó là kiến thức chết, vô dụng Ngời HS phải biếtvận dụng tri thức đã biết vào tình huống mới, vào giải thích các hiện tợng vật

lí, các quá trình vật lí trong các trờng hợp khác nhau

L.X Vgôtxki đã phê phán những quan điểm không đúng cho rằng sángtạo là mảnh đất riêng của những ngời có tài năng, thiên tài, còn con ngời bìnhthờng thì tuyệt nhiên không có khả năng đó Vgôtxki cho rằng ở những nơicon ngời biết phối hợp cái cũ, tạo ra cái mới đều là sáng tạo Vì vậy, kiến thứccơ bản vững chắc phải là yếu tố cần thiết cho việc rèn luyện năng lực t duysáng tạo

- Dạy cho HS tư duy phờ phỏn: luôn luôn phải làm cho học sinh tự đặt

câu hỏi: “ cách làm này hay phơng án thí nghiệm (TN) này đã tối u cha?”, “

Có còn cách giải quyết nào nữa không?”

- Theo P.L Kapitxa: “ Giáo dục khả năng sáng tạo trong con ngời dựatrên sự phát triển t duy độc lập” Do đó một yếu tố thứ 4 nữa không thể thiếu

của việc rèn luyện t duy sáng tạo cho HS là: HS phải có khả năng t duy độc lập Đó là khả năng của con ngời trong việc tự xác định phơng hớng hoạt

động của mình trong tình huống mới, tự phát hiện và nêu lên các vấn đề cầngiải quyết, tự tìm ra con đờng giải quyết và thực hiện nó Nh vậy các điều kiện

để hoàn thành các phát kiến càng đợc chuẩn bị tốt bao nhiêu thì tính chủ độngsáng tạo càng đợc nâng cao bấy nhiêu

1.3.4 Bồi dỡng t duy sáng tạo cho HS trong quá trình nhận thức vật lí

Trong quá trình nhận thức của HS, t duy mà HS sử dụng chủ yếu đểnghiên cứu là t duy tái hiện, bởi vì HS cần thiết phải tiếp thu một khối lợnglớn kiến thức trong một thời gian ngắn Đây chính là hạn chế của chơng trìnhcũng nh phơng pháp dạy học cổ truyền Vì thế nếu không có phơng pháp dạyhọc sáng tạo thì khó có thể đáp ứng đợc yêu cầu đề ra Cho nên trong quátrình dạy học, chúng ta cần chú ý đến việc bồi dỡng t duy sáng tạo và pháttriển t duy đó cho từng HS đến một trình độ sao cho HS có thể suy nghĩ mộtcách sáng tạo về tất cả những gì lĩnh hội đợc trong quá trình nhận thức

Quá trình t duy sáng tạo của HS về bản chất tơng tự nh quá trình t duycủa nhà vật lí học, do đó trong quá trình dạy học GV cần tổ chức tiến trình

dạy học phỏng theo tiến trình xây dựng, bảo vệ tri thức mới trong nghiên cứukhoa học theo các luận điểm sau:

- Dạy học cần thực hiện tốt chức năng quan trọng là tổ chức, kiểm tra,

định hớng hữu hiệu hoạt động học phù hợp với mục tiêu dạy học

- Cần đảm bảo sự cân đối giữa dạy tri thức và dạy kĩ năng tiếp cận trithức

- Cần tổ chức đợc tình huống học tập hữu hiệu, khêu gợi đợc cho ngờihọc suy nghĩ từ vốn kinh nghiệm, hiểu biết của mình, đồng thời biết thu lợm,

sử dụng thông tin từ những nguồn khác nhau để tự đa ra ý kiến, giải pháp củamình cho vấn đề đặt ra

- Khuyến khích trực giác sáng tạo của ngời học Tạo điều kiện cho ngờihọc tập nghiên cứu tìm tòi giải quyết vấn đề phù hợp với cách tiếp cận khoahọc: đề xuất vấn đề, suy đoán đề xuất giải pháp; thực hiện giải pháp, diễn đạtkết luận ; kiểm tra, đánh giá, vận dụng kết quả

1.3.5 Những điều kiện để hỡnh thành năng lực học tập sỏng tạo cho học sinh [12], [14],…

Năng lực núi chung và năng lực sỏng tạo núi riờng khụng phải là bẩmsinh, mà được hỡnh thành và phỏt triển trong quỏ trỡnh hoạt động của chủ thể

Để hỡnh thành năng lực học tập sỏng tạo, phải chuẩn bị cho HS những điềukiện cần thiết để họ cú thể thực hiện thành cụng những hoạt động đú Nhữngđiều kiện đú là:

- Đảm bảo cho HS cú điều kiện tõm lớ thuận lợi để tự lực hoạt động,bằng cỏch tiếp cận những mõu thuẫn nhận thức, gợi động cơ, hứng thỳ tỡm cỏimới- thường gọi là xõy dựng tỡnh huống cú vấn đề Tạo mụi trường sư phạmthuận lợi bằng cỏch xoỏ bỏ thúi quen học thụ động, lười suy nghĩ, rụt rố, lỳngtỳng Phải làm cho HS mạnh dạn tham gia thảo luận, phỏt biểu ý kiến củariờng mỡnh, nờu thắc mắc, lật ngược vấn đề chứ khụng chỉ chờ sự phỏn xộtcủa GV

- Tạo điều kiện để HS cú thể giải quyết thành cụng những nhiệm vụđược giao:

+ Lựa chọn một logic nội dung bài học thích hợp: bằng cách phân chiabài học thành những vấn đề nhỏ, vừa với trình độ xuất phát của HS sao cho

họ có thể tự lực giải quyết được với sự cố gắng vừa phải

+ Rèn luyện cho HS kĩ năng thực hiện một số thao tác cơ bản bao gồmthao tác chân tay ( thao tác vật chất) và thao tác tư duy Trong học tập vật lí,những thao tác phổ biến là: quan sát và mô tả sự kiện, hiện tượng; thiết kế sơ

đồ thí nghiệm; lựa chọn ( hoặc chế tạo ) thiết bị; lắp ráp thí nghiệm theo sơ

đồ đã thiết kế; quan sát thí nghiệm; đo đạc các đại lượng vật lí; lập bảng sốliệu đã đo được

+ Cho HS làm quen với các phương pháp nhận thức vật lí được sử dụngphổ biến như: phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tự, phương pháp mô hình, phương pháp thí nghiệm lí tưởng Trong khi áp dụng các

phương pháp nhận thức vật lí, ta thường phải phối hợp sử dụng các phương pháp suy luận logic như: phân tích, tổng hợp, qui nạp, diễn dịch Những phương pháp suy luận này được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình nhận thức nên GV cần chú ý rèn luyện cho HS thường xuyên

1.3.6 Phương pháp rèn luyện cho HS kĩ năng thực hiện các thao tác

tư duy sáng tạo

- Giáo viên lựa chọn con đường hình thành những kiến thức vật lí phùhợp với các quy luật logic và tổ chức quá trình học tập sao cho trong từnggiai đoạn xuất hiện tình huống bắt buộc HS phải thực hiện các thao tác tưduy vật chất; tư duy trí tuệ và suy luận logic mới có thể giải quyết được vấn

đề và hoàn thành được nhiệm vụ học tập

- Giáo viên đưa ra những câu hỏi để định hướng cho HS tiến hành cácthao tác tư duy vật chất và suy luận logic thích hợp trong mỗi tình huống cụthể

- GV phân tích các câu trả lời của HS để chỉ ra được chỗ sai của HStrong khi thực hiện các thao tác tư duy và hướng dẫn cách sửa chữa.

- Giáo viên luyện tập cho HS cách khái quát hoá kinh nghiệm thực hiệnnhững suy luận logic dưới dạng một số qui tắc đơn giản

- Giao cho HS những nhiệm vụ ( qua bài tập thí nghiệm ) mà họ phảisáng chế các thiết bị thí nghiệm

từ các vật dụng cũ hỏng đã bỏ đi Cũng có lúc HS phải làm một số TN ở trongphòng TN của nhà trường, song nhìn chung đó vẫn là TN đơn giản

Giải BTTN là một hình thức hoạt động nhằm nâng cao chất lượng họctập, tăng cường hứng thú, sáng tạo, gắn học với hành, lí luận với thực tế, kíchthích tính tích cực, tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo, tháo vát của từng HS

và đặc biệt đối với HS khá giỏi

BTTN có thể được sử dụng trong các tiết lý thuyết; dùng trong các tiếtbài tập; dùng trong tiết ôn tập; kiểm tra ( như yêu cầu học sinh thiết kế, mô tảmột thí nghiệm); trong các buổi ngoại khoá; giờ thực hành Vì thế độ phứctạp của BTTN cũng phải khác nhau Muốn nâng cao chất lượng học tập, đào

sâu mở rộng kiến thức, phát triển tư duy sáng tạo cho HS trong dạy học vật lí,chúng ta phải cho HS tăng cường giải quyết nhiều BTTN Dĩ nhiên khôngquên kết hợp BTTN với các loại bài tập vật lí khác.

1.4.2 Các loại bài tập thí nghiệm, [11]

Căn cứ vào yêu cầu và phương thức giải ta có thể phân chia BTTN thànhhai loại là: BTTN định tính và BTTN định lượng

1.4.2.1 Bài tập thí nghiệm định tính

Loại bài tập này không có các phép đo đạc, tính toán định lượng Khigiải nó thì HS phải lắp ráp TN theo sơ đồ cho trước hoặc theo những điềukiện đã xác định; sau đó tiến hành TN HS phải quan sát diễn biến của hiệntượng vật lý trong TN và sử dụng những suy luận lôgic dựa trên cơ sở cácđịnh luật, khái niệm vật lý đã học để mô tả và giải thích những kết quả đãquan sát được, hoặc sử dụng kết quả mà từ thí nghiệm quan sát được để giảithích các hiện tượng đã có BTTN định tính có thể phân thành hai dạng:

* Dạng 1: BTTN quan sát và giải thích hiện tượng

Khi giải bài tập dạng này yêu cầu HS phải thực hiện các công việc sau:+ Làm TN theo sự hướng dẫn của giáo viên

+ Quan sát TN theo mục tiêu đã chỉ sẵn

+ Mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có

Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải trả lời các câu hỏi như:

+ Hiện tượng xảy ra như thế nào?

+ Tại sao lại xảy ra hiện tượng đó?

Trả lời câu hỏi thứ nhất HS tham gia vào quá trình tích luỹ kiến thức vềhiện tượng, mô tả được diễn biến của hiện tượng Còn câu hỏi thứ hai, giúpcho HS liên hệ sự kiện quan sát xảy ra trong TN với những định nghĩa, kháiniệm, hiện tượng vật lí đã học Tức là giúp

HS biết cách lập luận khi giải thích bản chất

của hiện tượng Đây chính là cơ hội để bồi

dưỡng cho HS các thao tác tư duy, khả năng lập luận, diễn đạt bằng ngôn ngữnói và viết.

Ví dụ:

Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ (H 1.2) Hãy làm thí nghiệm, vàcho biết số chỉ của của Ampe kế thay đổi thế nào khi thay đổi giá trị của R4.Giải thích vì sao số chỉ của Ampe kế lại thay đổi như vậy?

Để giải được bài tập này, trước tiên HS phải làm thí nghiệm như đã yêucầu Quan sát hiện tượng xảy ra Giải thích hiện tượng đã thấy bằng cách liên

hệ hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm với lí thuyết đã học đồng thời diễn đạtbằng ngôn ngữ nói và viết

* Dạng 2: Bài tập thiết kế phương án TN

Dạng bài tập này khá phổ biến ở trường phổ thông vì TN được tiến hànhtrong tư duy Do đó nó hoàn toàn khả thi trong điều kiện trang thiết bị TN cònchưa đầy đủ như hiện nay Các bài tập này là tiền đề cho HS giải các BTTNđịnh lượng Nội dung của dạng bài tập này thường là: thiết kế phương án TN

để đo các đại lượng vật lý, hoặc để quan sát một quá trình vật lý, minh hoạcho một định luật vật lí

Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải thực hiện các yêu cầu như:+ Cho các thiết bị hãy tìm cách đo

+ Cho các thiết bị nêu phương án đo

+ Trình bày cách đo

Với loại bài tập này HS phải tiến hành một loạt các hoạt động tư duysáng tạo, để liên kết yêu cầu của bài toán với các dự kiện đã cho bằng các trithức vật lí đã có, để thiết kế trong óc một mô hình TN và tiến hành TN trongtưởng tượng, sau đó diễn đạt bằng lời TN tưởng tượng mà mình đã thực hiện

Ví dụ : Cho các dụng cụ thí nghiệm : Một nguồn điện một chiều( có E6V), một vôn kế, một ampe kế, một điện trở thuần Hãy xây dựng phương ánthí nghiệm để xác định giá trị của một điện trở thuần?

Để giải bài tập này HS phải xác định các đại lượng có tác dụng trongviệc xác định giá trị của điện trở thuần, đó là hiệu điện thế hai đầu điện trở vàcường độ dòng điện chạy qua, từ đó áp dụng điện luật Ôm để suy ra giá trịcủa điện trở thuần R = U/I

1.4.2.2 Bài tập thí nghiệm định lượng [11, tr 86]

Đây là loại bài tập yêu cầu HS ngoài việc chú ý đến hiện tượng vật lí cònphải đo đạc các đại lượng vật lý bằng các thiết bị; tìm mối liên hệ giữa các đạilượng vật lý BTTN định lượng có thể ở các mức độ tăng dần như sau:

Mức độ 1: Cho thiết bị, cho sơ đồ thiết kế và hướng dẫn cách làm thí

nghiệm Yêu cầu đo đạc các đại lượng, xử lí kết quả đo đạc để đi đến kết luận

Mức độ 2: Cho thiết bị, yêu cầu thiết kế phương án TN, làm TN đo đạc

các đại lượng cần thiết, xử lí số liệu để đi đến kết luận

Mức độ 3: Yêu cầu tự lựa chọn thiết bị, thiết kế phương án TN, làm TN

đo đạc, xử lí số liệu để tìm qui luật

Dựa vào cách phân loại bài tập thí nghiệm, những hành động của HStrong hoạt động giải bài tập, các mức độ về BTTN ta có thể thấy rõ bức tranh

về BTTN ở trường THPT theo sơ đồ phân loại hệ thống bài tập thí nghiệm[11], như sau:

1.4.3 Vai trò, chức năng của bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí [13]

Mục đích cơ bản đặt ra cho HS khi giải bài tập vật lí là hiểu sâu sắc cácquy luật vật lí, biết phân tích chúng và ứng dụng chúng vào thực tiễn cuộcsống

Trong các loại bài tập thì bài tập thí nghiệm có nhiều lợi thế hơn cả vềthực hiện 4 nhiệm vụ của dạy học vật lí: Giáo dưỡng, phát triển trí tuệ, giáodục và giáo dục kĩ thuật tổng hợp Giải bài tập thí nghiệm giúp học sinh rèn

2 Nêu phương

án đo… với các thiết bị?

MĐ 1 Cho thiết bị, yêu cầu HS đo

đạc tìm quy luật có hướng dẫn của GV

MĐ 2 Cho thiết bị, yêu cầu HS lập

phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật

MĐ 3 Yêu cầu HS lựa chọn thiết bị,

lập phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc, tìm quy luật hoặc chứng minh một quy luật

luyện tính độc lập, tích cực trong học tập Những dự kiện dùng cho việc giảiBTTN là kết quả thu được từ thí nghiệm, bằng con đường đo lường những đạilượng vật lí, quan sát hiện tượng vật lí trong quá trình tiến hành các thínghiệm Để tìm được câu trả lời học sinh cần phải vận dụng những kiến thứcvật lí đã biết, từ việc phân tích các biểu thức, HS phải hiểu rõ những điều kiệnnào là cần thiết để giải bài tập, thiết kế sơ đồ và lắp ráp thí nghiệm, tiến hànhnhững phép đo cần thiết Kết quả của lời giải có thể là kết quả của nhữngphép đo trực tiếp hoặc gián tiếp Sau khi có kết quả của các phép đo HS phảibiết tính toán xử lí sai số để lựa chọn kết quả.

Ưu điểm của bài tập thí nghiệm so với các bài tập tính toán trước hết là ởchỗ không thể giải chúng một cách hình thức khi không biết đầy đủ quá trìnhvạt lí mà bài tập đề cập đến

Hoạt động giải bài tập thí nghiệm luôn gây được hứng thú lớn đối vớihọc sinh, luôn cuốn được sự chú ý của học sinh vào các vấn đề bài tập yêucầu, phát huy tính tính cực tìm tòi, khám phá và sáng tạo Quá trình giải bàitập thí nghiệm học sinh được rèn luyện các thao tác tư duy và những kĩ năngthực nghiệm Những số liệu khởi đầu về lý thuyết của bài toán sẽ được kiểmtra tính đúng đắn thông qua các kết quả thu được bằng con đường thựcnghiệm

Có thể giải các bài tập thí nghiệm chỉ dùng các thiết bị thông thường, đơngiản, bề ngoài có vẻ kém hiệu lực trong việc gây hứng thú cho HS, song nếubiết khai thác lại có ý nghĩa to lớn trong phát triển tư duy sáng tạo của ngườihọc như Ka-pi-xa đã từng nói “ thiết bị dạy học càng đơn giản càng có tácdụng trong việc phát huy năng lực sáng tạo của người học”

1.4.4 Phương pháp giải bài tập thí nghiệm

BTTN vừa là bài tập, vừa là thí nghiệm, việc giải nó có hiệu quả caocho sự phát triển tư duy của HS Để đạt được điều đó, GV có thể hướng dẫn

HS tiến hành theo các bước sau:

Bước 1 Đọc đề bài để hiểu rõ câu hỏi của bài toán, phân tích bản chấtvật lý của bài toán.

Bước 2 Xây dựng phương án giải ( phương pháp thí ngiệm, lập luận,tính toán)

Bước 3 Thực hiện giải: Tính toán, lập luận, trình bày lời giải (nếu cóthể giải bằng lý thuyết), hoặc lập phương án thí nghiệm, quan sát để thu thập

Kết luận chương 1

Chúng tôi đã hệ thống những nội dung cơ bản, cần thiết về hoạt độngnhận thức vật lí; quy luật chung của quá trình nhận thức vật lí, về tư duy: cácđặc điểm của tư duy; các giai đoạn của quá trình tư duy; các thao tác và hànhđộng tư duy vật lí phổ biến Từ đó đưa ra phương pháp bồi dưỡng tư duy vật

lí cho HS trong quá trình dạy học

Về BTTN: Tìm hiểu tác dụng của BTTN trong việc bồi dưỡng tư duysáng tạo cho HS, tiến hành tìm hiểu loại các BTTN vật lí, đề xuất các bướctrong quá trình giải BTTN vật lí

Cơ sở lí luận định hướng cho việc lựa chọn những bài tập thí nghiệmthành một hệ thống bài tập cần thiết và sử dụng chúng trong tiến trình tổ chứcdạy học ở trường THPT

Chương 2 Xây dựng hệ thống bài tập thí ngiệm dạy học chương

“Dòng điện không đổi”- vật lí 11 cơ bản.

2.1 Nội dung kiến thức của chương Dòng điện không đổi

Chương “Dòng điện không đổi” chương trình cơ bản là chương chiếmmột thời lượng tương đối lớn của chương trình vật lí 11 Chương gồm 6 bàiđược học trong 13 tiết Nội dung của chương rất phong phú về cả hai mặtđịnh tính và định lượng Nội dung cơ bản của chương được tóm tắt như sau:

a) Phần1 : Các khái niệm cơ bản về dòng điện

Phần này trình bày các khái niệm cơ bản về dòng điện

* Định nghĩa dòng điện:

Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng

* Quy ước chiều dòng điện: Là dòng chuyển dời của các điện tích

dương (ngược chiều với chiều chuyển rời của các điện tích âm)

t

q I





 (2.1)-Dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian gọi làdòng điện không đổi

t

q

I  (2.2)

- Suất điện động E của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năngthực hiện công của nguồn điện và đo bằng thương số giữa công A của lực lạkhi di chuyển điện tích dương q ngược chiều điện trường từ cực dương sangcực âm và điện tích dương q đó :

- Nguồn điện được chế tạo đầu tiên, sinh ra dòng điện và duy trì khá lâu

là pin Vôn- ta Pin Vôn-ta gồm một cực kẽm (Zn) và một cực bằng đồng(Cu ) nhúng trong dung dịch axit sunfuric (H2SO4) loãng Một loại Pin điệnhoá rất thông dụng là pin Lơ-clan-sê có cực âm là kẽm, cực dương là mộtthanh than bao bọc xung quanh bằng một hỗn hợp gồm mangan điôxit(MnO2) và graphit để khử cực và tăng độ dẫn điện Dung dịch điện phân làdung dịch amôni clorua Suất điện động của pin này khoảng 1,5 V

- Acquy đơn giản là acquy chì ( còn gọi là acquy axit) gồm bản cựcdương bằng chì điôxit (PbO2) và bản cực âm bằng chì (Pb); cả hai bản đượcnhúng trong dung dịch axit sunfuric loãng Người ta còn dùng acquy kiềm, cóhiệu suất nhỏ hơn acquy axit, nhưng lại tiện lợi vì nhẹ hơn.

Acquy là nguồn điện hoá học hoạt động dựa trên phản ứng hoá họcthuận nghịch: nó tích trữ năng lượng dưới dạng hoá năng (lúc nạp ), để rồigiải phóng năng lượng ấy dưới dạng điện năng ( lúc phát điện)

C) Phần 3: Các định luật cơ bản của dòng điện không đổi.

Nội dung phần này chủ yếu là mang tính định lượng, đây là nội dungtrọng tâm của chương, nó gồm hai phần chính là:

- Điện năng Công và công suất điện Định luật Jun- Len-xơ

-Định luật Ôm

* Điện năng Công và công suất diện Định luật Jun- Len-xơ.

- Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch:

+ Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch (Cũng là điện năng tiêu

thụ ở đoạn mạch) bằng tích của HĐT giữa hai đầu đoạn mạch với cường độdòng điện (CĐDĐ ) và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó:

A = qU = UIt (2.4)

+ Công suất của dòng điện chạy trong một đoạn mạch bằng tích của

HĐT giữa hai đầu đoạn mạch với CĐDĐ chạy qua đoạn mạch đó:

P = A

t = UI (2.5)

- Định luật Jun- Len-xơ:

+ Nhiệt lượng toả ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn,

với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật

Q = RI2t ( 2.6 )

+ Công suất toả nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua được xác

định bằng nhiệt lượng toả ra ở vật dẫn đó trong khoảng thời gian 1 giây:

Pnh = RI2 =

R

U2

( 2.7 )

- Công và công suất của nguồn điện:

+ Công của nguồn điện: Nguồn điện sinh công A làm dịch chuyển các

điện tích trong toàn mạch, công này bao gồm công của lực tĩnh điện (làm cácđiện tích di chuyển bên ngoài nguồn điện) và công của lực lạ ( làm các điệntích di chuyển bên trong nguồn điện):

Ang = Eq =EIt ( 2.8 )

+ Công suất của nguồn điện:

Png = EI ( 2.9 )Công và công suất của nguồn điện bằng điện năng và công suất điện tiêuthụ trong toàn mạch

H 2.1

Xét mạch điện kín gồm nguồn điện ( E, r ) và điện trở ngoài R(H 2.1 ) Định luật Ôm viết là:

+ Định luật : Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất

điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở tổng cộng của đoạnmạch

+ Hiện tượng đoản mạch:

Nếu điện trở mạch ngoài nhỏ không đáng kể :

I r

Ta nói rằng, nguồn điện bị đoản mạch ( hay ngắn mạch)

+ Định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.

Công của nguồn điện sản ra trong mạch kín khi dòng điện không đổ cócường độ I chạy qua trong thời gian t là :

Ang = Eq =Eit (2.12)Nhiệt lượng tỏa ra ở mạch ngoài và mạch trong là :

Q = (R + r)I2t (2.13)

Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng thì A = Q, từ đó

ta suy ra biểu thức định luật ôm cho toàn mạch như trên :

Mắc song song n nguồn điện có

cùng suất điện động E và điện trở trong r

Mắc N nguồn điện giống nhau

thành m dãy, mỗi dãy có n nguồn

mắc nối tiếp ( H.2.4)

Suất điện động và điện trở

trong của bộ nguồn là :

- Nêu được dòng điện không đổi là gì

- Nêu được suất điện động của nguồn điện là gì

- Nêu được nguyên tắc tạo ra suất điện động trong pin và acquy

- Nêu được nguyên nhân vì sao acquy có thể sử dụng được nhiều lần

- Nêu được công của nguồn điện là công của lực lạ bên trong nguồn điện

và bằng công của dòng điện chạy trong toàn mạch Viết được công thức tínhcông của nguồn điện