Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập định tính phần Nhiệt học Vật lí lớp 10 THPT nhằm bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh

TDLG là giai đoạn nhận thức lý tính của con người, sử dụng các hình thức cơ bản như khái niệm, phán đoán, suy luận, các quy luật, … của logic học đểphản ánh hiện thực khách quan theo một

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LƯƠNG THANH HẢI

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH

PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ LỚP 10 THPT

NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY LOGIC CHO HỌC SINH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC

NGHỆ AN - 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

***

LƯƠNG THANH HẢI

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH

PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ LỚP 10 THPT

NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY LOGIC CHO HỌC SINH

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lý

Mã số: 60 14 01 11

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THỊ NHỊ

NGHỆ AN - 8/2015

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Vinh, Khoa Đào tạo Sau Đại học trường Đại học Vinh; Khoa Vật lý và Bộ môn Phương pháp giảng dạy Vật lý Trường Đại học Vinh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn.

Tôi xin chân cảm ơn Ban Giám Hiệu và Giáo viên Vật lý trường THPT Nguyễn Sỹ Sách, Giáo viên Vật lý các trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Chương đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình điều tra khảo sát và thực nghiệm sư phạm để thực hiện luận văn.

Đặc biệt, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô

TS Nguyễn Thị Nhị, người đã tận tình dạy dỗ, hướng dẫn và chỉ bảo cho tôi và những ý kiến đóng góp chân tình, quý báu của Cô trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn.

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên của các bạn bè, đồng nghiệp, đặc biệt là sự ủng hộ về mọi mặt của gia đình

đã giúp cho tác giả vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành luận văn này.

Nghệ An, tháng 8 năm 2015

Tác giả

Lương Thanh Hải

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC VIẾT TẮT viii

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

6 Phương pháp nghiên cứu 3

7 Đóng góp của luận văn 4

8 Cấu trúc của luận văn 4

Chương 1 5

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG 5

TƯ DUY LOGIC CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC 5

BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 5

1.1 Tư duy lo gic Bồi dưỡng tư duy logic trong dạy học Vật lý 5

1.1.1 Tư duy Tư duy logic Tư duy Vật lý 5

1.1.2 Một số kiến thức cơ bản của logic học (Xem phụ lục 2) 6

1.1.3 Bồi dưỡng tư duy logic trong dạy học Vật lý 6

1.2 Bài tập định tính trong dạy học Vật lý 14

1.2.1 Khái niệm về bài tập định tính 14

1.2.2 Tác dụng của bài tập định tính trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông 14

1.2.3 Phân loại bài tập định tính 17

1.2.4 Các bước giải bài tập định tính 18

1.2.5 Một số phương pháp giải bài tập định tính 20

1.3 Bài tập định tính với việc bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh 21

1.3.1 Bài tập định tính góp phần bồi dưỡng ngôn ngữ cho học sinh 21

1.3.2 Bài tập định tính góp phần bồi dưỡng và phát triển các thao tác tư duy

cho học sinh 23

1.3.3 Bài tập định tính góp phần bồi dưỡng kỹ năng suy luận logic cho HS .23

1.3.4 Bài tập định tính góp phần bồi dưỡng kỹ năng phân tích bản chất Vật lý 25

1.4 Thực trạng về dạy học bài tập định tính ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Chương, Tỉnh Nghệ An 26

Kết luận chương 1 28

Chương 2 29

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH 29

PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ LỚP 10 THPT THEO HƯỚNG 29

BỒI DƯỠNG TƯ DUY LOGIC CHO HỌC SINH 29

2.1 Mục tiêu, nội dung dạy học phần “Nhiệt học” Vật lý lớp 10 THPT 29

2.1.2 Chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ 29

2.1.2 Cấu trúc logic nội dung phần “Nhiệt học” Vật lý 10 THPT 32

2.1.3 Các nội dung cơ bản của phần “Nhiệt học” Vật lý lớp 10 THPT 33

2.2 Xây dựng hệ thống bài tập định tính phần “Nhiệt học” Vật lý lớp 10 THPT theo hướng bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh 41

2.2.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập định tính 41

2.2.2 Xây dựng và tuyển chọn hệ thống bài tập định tính phần “Nhiệt học” Vật lý lớp 10 THPT theo hướng bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh 43

2.2.2.1 Hệ thống bài tập định tính góp phần bồi dưỡng ngôn ngữ (20 bài).43 2.2.2.2 Hệ thống bài tập định tính góp phần bồi dưỡng và phát triển các thao tác tư duy (20 bài) 45

2.3 Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng hệ thống bài tập định tính theo hướng bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh 50

2.3.1 Sử dụng bài tập định tính trong bài học xây dựng kiến thức mới theo hướng bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh 51

2.3.2 Sử dụng bài tập định tính trong bài học bài tập Vật lý theo hướng bồi

dưỡng tư duy logic cho học sinh 57

2.3.3 Sử dụng bài tập định tính trong tiết học ôn tập tổng kết chương theo hướng bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh 64

2.3.4 Sử dụng bài tập định tính trong hoạt động tự học ở nhà theo hướng bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh 70

2.3.5 Sử dụng bài tập định tính trong hoạt động ngoại khóa theo hướng bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh 73

2.3.6 Sử dụng bài tập định tính trong kiểm tra đánh giá theo hướng bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh 78

Kết luận chương 2 81

Chương 3 82

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 82

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 82

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 83

3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 83

3.4 Phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm 84

3.5 Nội dung thực nghiệm sư phạm 84

3.5.1 Chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm 84

3.5.2 Các bước chuẩn bị cho việc thực nghiệm sư phạm 85

3.6 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm 85

3.6.1 Đánh giá định tính 85

3.6.2 Đánh giá định lượng 86

Kết luận chương 3 91

KẾT LUẬN 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

CÁC PHỤ LỤC 96

Phụ lục 1a 96

Phụ lục 2 99

1.1.2 Một số kiến thức cơ bản của logic học 99Phụ lục 3 108Đáp án: Mật độ phân tử ở thể lỏng lớn hơn rất nhiều (khoảng 1000 lần) sovới mật độ phân tử ở thể khí Lực liên kết phân tử ở thể lỏng như lớn hơn rấtnhiều so với ở thể khí Do đó chuyển động nhiệt ở thể khí rất hỗn loạn nên

sự khuếch tán diễn ra nhanh hơn, còn ở thể lỏng chuyển động nhiệt các phân

tử không phân tán ra xa nhau như thể khí nên sự khuếch tán ra xa của mộtphân tử nào đó trong chất lỏng diễn ra chậm hơn Ngoài ra còn vì phân tửnày va chạm nhiều lần hơn so với với các phân tử khác so với khi nó khuếchtán trong chất khí Mặt khác sự liên kết của các phân tử ở thể lỏng cũng cảntrở sự khuếch tán 115Các phụ lục

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Cùng với xu thế phát triển chung của nền giáo dục thế giới trong thế kỉXXI, nền giáo dục Việt Nam trong thời gian qua cũng đang chuyển mạnh quátrình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực vàphẩm chất người học Học đi đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn [21], đàotạo nên những người lao động trẻ có tư duy sáng tạo, có năng lực giải quyết cácvấn đề trong xã hội, để thích ứng được với thực tiễn cuộc sống, phù hợp với xuthế hội nhập và phát triển của thời đại Để có tư duy sáng tạo thì phải rèn luyệncho HS biết tư duy, biết suy luận một cách logic Như vậy, việc bồi dưỡng vàrèn luyện TDLG cho HS ngay từ khi ngồi trên ghế nhà trường là một nhiệm vụquan trọng và cần thiết Điều này đã được Đảng đưa vào Nghị quyết Hội nghịlần thứ tám (11-2013), Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI (Nghị quyết

số 29-NQ/TW) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêucầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng

xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế

Trong thực tế dạy học Vật lý, đa số GV chỉ chú trọng đến BTĐL mà chưachú trọng đến BTĐT mặc dù BTĐT có những ưu điểm vượt trội trong việc bồidưỡng TDLG cho HS Việc giải BTĐT sẽ giúp HS hiểu sâu bản chất Vật lý, bồidưỡng ngôn ngữ nói, viết của HS, kỹ năng lập luận, kỹ năng trình bày và thuyếtphục … mà tất cả chính là bồi dưỡng TDLG cho HS

Ngoài ra trong kiểm tra đánh giá, thi cử hiện nay hình thức chủ yếu là trắcnghiệm khách quan Mặc dù có những ưu điểm như tính khách quan trong kiểmtra đánh giá; ngăn ngừa được tình trạng học tủ, học lệch do đề thi phủ kín toàn

bộ chương trình; áp dụng được công nghệ mới trong việc nâng cao chất lượng

kỳ thi, nhưng do không phải viết câu trả lời nên kiểu kiểm tra, đánh giá nàydẫn đến tình trạng hạn chế kỹ năng lập luận logic, ngôn ngữ nói, viết của HS.Vấn đề đặt ra là cần thiết phải xây dựng một hệ thống BTĐT hiện còn ít được

quan tâm bên cạnh hệ thống BTĐL, bài tập trắc nghiệm khách quan … vốn đãrất phong phú, đa dạng

Phần “Nhiệt học” Vật lý lớp 10 THPT đề cập đến những kiến thức tươngđối trừu tượng, nhưng rất gần gũi với cuộc sống nên nhu cầu giải thích nhữngthắc mắc, tò mò của HS về thế giới xung quanh là hết sức cần thiết Quá trìnhgiải thích này đòi hỏi HS phải có lập luận chặt chẽ, ngôn ngữ khoa học Vật lýchính xác và có sự trình bày hợp lí HS không chỉ vận dụng lý thuyết suông màcòn phải phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa, khái quát hóa… phù hợp logic.Như vậy, BTĐT là phương tiện tốt để bồi dưỡng TDLG cho HS

Từ những lí do trình bày trên, trong khuôn khổ của luận văn, chúng tôi

chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập định tính phần “Nhiệt

học” Vật lý lớp 10 THPT nhằm bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh”.

2 Mục đích nghiên cứu

Bồi dưỡng TDLG cho HS thông qua việc xây dựng và sử dụng hệ thốngBTĐT phần “Nhiệt học” Vật lý 10 THPT

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- TDLG, tư duy Vật lý

- BTĐT trong dạy học Vật lý

3.2 Phạm vi nghiên cứu

- BTĐT phần “Nhiệt học” Vật lý 10 THPT

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được một hệ thống BTĐT phần “Nhiệt học” theo hướng bồidưỡng TDLG cho HS và sử dụng chúng trong dạy học như các phương án đã đềxuất một cách phù hợp thì sẽ góp phần bồi dưỡng TDLG cho HS, từ đó nângcao chất lượng dạy học phần này nói riêng và chất lượng dạy học ở trườngTHPT nói chung

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận của TDLG và việc bồi dưỡng TDLG trongdạy học BTĐT trong dạy học Vật lý, mối quan hệ giữa hoạt động giải BTĐT vàviệc thực hành các thao tác tư duy, suy luận logic

5.2 Tìm hiểu thực trạng sử dụng BTĐT và việc bồi dưỡng TDLG cho HStrong dạy học Vật lý ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Chươngtỉnh Nghệ An

5.3 Đề xuất các phương án sử dụng BTĐT nhằm bồi dưỡng TDLG cho HStrong dạy học Vật lý ở trường phổ thông

5.4 Nghiên cứu mục tiêu, cấu trúc, nội dung phần “Nhiệt học” Vật lý 10THPT

5.5 Xây dựng và tuyển chọn hệ thống BTĐT phần “Nhiệt học” Vật lý 10THPT theo hướng bồi dưỡng TDLG cho HS

5.6 Thiết kế các tiến trình dạy học một số kiến thức phần “Nhiệt học” Vật

lý 10 THPT có sử dụng hệ thống BTĐT đã xây dựng

5.7 Thực nghiệm sư phạm, đánh giá kết quả nghiên cứu

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Đọc các tài liệu, sách báo liên quan để giải quyết các vấn đề, nhiệm vụđặt ra trong Luận văn

- Nghiên cứu nội dung kiến thức phần “Nhiệt học” Vật lý 10 THPT

6.2 Phương pháp nghiên thực tiễn

- Điều tra khảo sát dạy học BTĐT ở trường THPT nói chung và BTĐTphần “Nhiệt học” Vật lý 10 THPT nói riêng

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm, thăm dò ý kiến từ GV, HS để đánh giá

lý luận đã nêu

6.3 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý các kết quả thực nghiệm

sư phạm Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm, đánh giá và rút ra kết luận.

7 Đóng góp của luận văn

- Thiết kế được 6 tiến trình dạy học sử dụng hệ thống BTĐT đã xây dựngtheo hướng bồi dưỡng TDLG cho HS

8 Cấu trúc của luận văn

- Mở đầu

- Nội dung (gồm 3 chương)

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc bồi dưỡng TDLG cho họcsinh thông qua dạy học BTĐT ở trường phổ thông (24 trang)

Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống BTĐT phần “Nhiệt học” Vật lý

10 THPT theo hướng bồi dưỡng TDLG cho HS (54 trang)

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm (9 trang)

- Kết luận

- Các phụ lục.

Chương 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG

TƯ DUY LOGIC CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC

BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1 Tư duy lo gic Bồi dưỡng tư duy logic trong dạy học Vật lý

1.1.1 Tư duy Tư duy logic Tư duy Vật lý

1.1.1.1 Tư duy

Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật vàhiện tượng trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng, nhữngmối quan hệ khách quan, phổ biến của chúng, đồng thời cũng là sự vận dụngsáng tạo những kết luận khái quát đã thu được vào những dấu hiệu cụ thể, dựđoán được những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới [14]

Tư duy là sự hoạt động của hệ thống thần kinh cao cấp của con người, phản

ánh hiện thực khách quan bằng biểu tượng, khái niệm, phán đoán Tư duy bao

giờ cũng liên hệ với một hình thức nhất định của sự vận động của vật chất đó là

sự hoạt động của bộ óc con người Tư duy liên hệ khăng khít với ngôn ngữ vàđược phát triển trong quá trình hoạt động thực tiễn của con người [8]

1.1.1.2 Tư duy logic

Thuật ngữ “logic” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp: “Logos” - có nghĩa là “tưtưởng”, “trí tuệ” Nó được sử dụng để biểu thị tổng hợp các quy luật bắt buộcquá trình tư duy phải tuân theo nhằm phản ánh đúng đắn hiện thực, cũng như đểbiểu thị các quy tắc lập luận khoa học, biểu thị tính quy luật của thế giới kháchquan

TDLG là giai đoạn nhận thức lý tính của con người, sử dụng các hình thức

cơ bản như khái niệm, phán đoán, suy luận, các quy luật, … của logic học đểphản ánh hiện thực khách quan theo một quy luật chặt chẽ nhằm khám phá cácmối liên hệ bản chất và những quy luật vận động tất yếu của sự vật, hiện tượngnhằm nhận thức đúng đắn hiện thực khách quan

TDLG là tư duy chính xác theo quy luật Nó xuất hiện và luôn đóng vai tròquan trọng trong tất cả các khâu của quá trình nhận thức Do đó, cần thiết phảiphát triển TDLG cho học sinh trong quá trình học tập ở trường phổ thông nóichung, trong dạy học Vật lý nói riêng

và chịu sự chi phối của các hiện tượng trong tự nhiên, trong đó có các hiệntượng Vật lý và quy luật vận động của chúng TDLG đóng một vai trò quantrọng, to lớn trong quá trình khám phá quy luật tự nhiên của con người Bằngcác thao tác tư duy: So sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hoá, khái quát hoá,

cụ thể hoá và bằng các phương pháp suy luận logic: Phân tích và Tổng hợp, quynạp và diễn dịch; con người dần dần xây dựng và lĩnh hội tri thức, khám pháđược các quy luật vận động của thế giới Quy luật nhận thức thế giới đã đượcV.I Lênin tổng quát: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tưduy trừu tượng đến thực tiễn Đó là con đường biện chứng của nhận thức chân

lý, của sự nhận thức hiện thực khách quan”

Như vậy, bồi dưỡng và phát triển TDLG chính là quá trình rèn luyện, bồidưỡng và phát triển các thao tác của quá trình tư duy và các phương pháp suyluận logic như đã nêu trên

1.1.2 Một số kiến thức cơ bản của logic học (Xem phụ lục 2)

1.1.3 Bồi dưỡng tư duy logic trong dạy học Vật lý

Học tập Vật lý nhằm nhận thức được những đặc tính của sự vật, hiện tượng,những mối quan hệ khách quan có tính quy luật giữa chúng và vận dụng những

tri thức khái quát đã thu được vào hoạt động thực tiễn nhằm cải tạo thế giới tựnhiên Hình thành và phát triển tư duy Vật lý cho HS được thông qua hoạt độnghọc tập Như vậy học tập Vật lý hướng tới tìm ra chân lý khách quan và biếtcách tìm ra chân lý khách quan Tức là, trong hoạt động tư duy HS phải tuântheo các quy luật của logic Vì vậy, việc bồi dưỡng TDLG cho HS là rất cầnthiết Bản thân HS chưa đủ điều kiện nghiên cứu tường minh các quy tắc, quyluật của logic học mà chỉ đúc kết kinh nghiệm thông qua hoạt động học tập với

sự tổ chức của GV

Đối với HS ở THPT, logic học không được đưa vào chương trình dạy họcnhư một môn chính khóa Do đó GV phải bồi dưỡng TDLG cho HS bằng cáchthông qua những nhiệm vụ cụ thể để HS tích lũy dần kinh nghiệm, đến một lúcnào đó HS sẽ đúc kết cho mình những quy tắc đơn giản là sự phản ánh nhữngmối liên hệ, quan hệ khách quan của các sự vật, hiện tượng quanh ta đúc kếtthành tiền đề cho TDLG

1.1.3.1 Nội dung bồi dưỡng tư duy logic

* Rèn luyện các thao tác tư duy và kỹ năng suy luận logic

Đối với bộ môn Vật lý để có thể hình thành được các khái niệm, định luật,định lý, các thuyết và thiết lập các mối quan hệ giữa chúng, đòi hỏi thực hiệncác thao tác tư duy, các kỹ năng suy luận logic Vì vậy cần rèn luyện thao tác tưduy và kỹ năng suy luận logic cho HS

Các thao tác tư duy bao gồm:

- Phân tích: là dùng trí óc để tách đối tượng tư duy thành những bộ phận,những thuộc tính, những mối quan hệ để nhận thức đối tượng sâu sắc hơn

- Tổng hợp: là dùng trí óc đưa những thành phần đã được tách rời nhờ phântích thành một chỉnh thể

- So sánh: là dùng trí óc để xác định sự giống nhau, khác nhau giữa các sựvật, hiện tượng

- Trừu tượng hóa: là thao tác trí tuệ, trong đó chủ thể dùng trí óc gạt bỏ

những thuộc tính, những bộ phận, những quan hệ … không cần thiết về phươngdiện nào đó mà chỉ giữ lại các yếu tố cần thiết để tư duy.

- Khái quát hóa: là thao tác trí tuệ, trong đó chủ thể tư duy để bao quát nhiềuđối tượng khác nhau thành một nhóm, một loại … trên cơ sở chúng có một sốthuộc tính chung, bản chất, những mối quan hệ có tính quy luật

- Suy luận diễn dịch: là suy luận đi từ cái chung đến cái riêng, cái đơn nhất

- Suy luận quy nạp: là suy luận trong đó rút ra từ những kết luận mang tínhkhái quát chung từ những tri thức đơn lẻ, hay ít khái quát hơn

Trong các thao tác tư duy trên thì sự trừu tượng hoá, khái quát hóa, cụ thểhoá giữ vai trò chủ yếu Sự trừu tượng hóa diễn ra trên cơ sở phân tích, so sánh.Kết quả của quả trình này sẽ là dữ liệu tiếp theo cho quá trình khái quát hóa đểhình thành khái niệm Sau khi hình thành khái niệm, nhờ sự cụ thể hoá mà HSphát hiện ra những biểu hiện trong thực tế của các trừu tượng khoa học

Trong quá trình hình thành khái niệm, xây dựng định luật, lý thuyết, ứngdụng kiến thức, những suy luận logic như quy nạp và suy luận diễn dịch được sửdụng, giữa chúng có mối quan hệ chặt chẽ Trong bước đầu học tập Vật lý HS đi

từ những kiến thức cảm tính, cụ thể của sự kiện, bằng phép quy nạp đi đến nhậnthức những quy luật của tự nhiên, nghĩa là đi từ cụ thể đến trừu tượng, giai đoạnnày sử dụng suy luận quy nạp Để ứng dụng những quy luật, những lý thuyếtkhái quát đã học vào giải quyết những vấn đề của thực tiễn thì phải áp dụngphép suy luận diễn dịch Phép suy luận diễn dịch cho phép chuyển từ trừu tượngđến cụ thể làm cho các khái niệm, các quy luật có ý nghĩa thực tiễn

* Rèn luyện ngôn ngữ Vật lý cho học sinh

Như ta đã biết, ngôn ngữ là hình thức biểu đạt của tư duy Mỗi một loại kháiniệm được diễn đạt bằng một từ hay một cụm từ, mỗi một phán đoán được biểudiễn bằng một câu hay mệnh đề, mỗi suy luận lại gồm nhiều phán đoán liên tiếp[15] Đối với bộ môn Vật lý có một số khái niệm rất gần gũi với đời sống như(như khái niệm công, lực, khối lượng …) dẫn đến việc HS có thể hiểu chưa

đúng hoặc chưa đầy đủ ý nghĩa Vật lý của các khái niệm, đại lượng này với ýnghĩa của chúng trong đời sống Mặt khác mỗi đại lượng Vật lý thường đượcquy ước bằng một kí hiệu, ví dụ như nhiệt độ và thời gian đều được kí hiệu là t,chu kì và nhiệt độ tuyệt đối đều được kí hiệu là T … do đó HS cần hiểu rõ ýnghĩa của các đại lượng Vật lý để tránh nhầm lẫn.

Tóm lại, tư duy có quan hệ mật thiết với ngôn ngữ Không có ngôn ngữ làmphương tiện thì không có quá trình tư duy, vì ngay từ khâu đầu tiên của quátrình tư duy là tình huống có vấn đề, đến quá trình thực hiện các thao tác tư duy

và cuối cùng là các sản phẩm của tư duy như khái niệm, phán đoán, suy luậnđều sử dụng ngôn ngữ Vì vậy, yêu cầu đặt ra là đi đôi với việc rèn luyện cácthao tác tư duy, các kĩ năng suy luận logic thì cần phải rèn luyện ngôn ngữ Vật

lý cho HS [5]

1.1.3.2 Các biện pháp bồi dưỡng tư duy logic cho HS

* Tạo ra nhu cầu hứng thú, kích thích sự ham muốn hiểu biết của HS

Tư duy chỉ bắt đầu khi trong đầu HS xuất hiện một câu hỏi mà chưa có lờigiải đáp ngay, khi HS gặp phải mâu thuẫn giữa một bên là nhu cầu, nhiệm vụnhận thức mới phải giải quyết và một bên là trình độ kiến thức hiện có không đủ

để giải quyết nhiệm vụ đó, cần xây dựng kiến thức mới, tìm giải pháp mới Lúc

đó, HS ở trạng thái tâm lý hơi căng thẳng, vừa hưng phấn khao khát vượt quakhó khăn, giải quyết được mâu thuẫn, đạt được trình độ cao hơn trên con đườngnhận thức Ta nói rằng: HS được đặt vào “tình huống có vấn đề”

Những tình huống có vấn đề thường gặp trong dạy học Vật lý [17]:

- Tình huống phát triển: Là tình huống khi HS đứng trước một vấn đề chỉđược giải quyết một phần, một bộ phận, trong phạm vi hẹp, cần được tiếp tụcphát triển, hoàn chỉnh mở rộng sang phạm vi mới, lĩnh vực mới Trên con đường

sử dụng những kiến thức kĩ năng đã biết cho tới khi gặp mâu thuẫn không thểgiải quyết được nhờ vốn hiểu biết đã có

Ví dụ: Trước khi học bài “Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử” HS

không trả lời được câu hỏi: Vì sao quả bóng cao su, sau khi bơm căng, buộc chặtvẫn bị bị xẹp dần?

- Tình huống nhiều lựa chọn: Là tình huống “vấn đề” có mang một số dấuhiệu quen thuộc có liên quan đến những kiến thức, phương pháp đã biết, nhưngkhông biết nên dùng kiến thức nào, phương pháp nào sẽ cho kết quả chắc chắn

Ví dụ: Khi học bài “Độ ẩm của không khí” HS không biết sử dụng kiến thứcnào, phương pháp nào để trả lời đúng câu hỏi: Khi trời nóng ở nơi có nhiều đầmlầy ta cảm thấy dễ chịu hơn hay là ở nơi khô ráo?

- Tình huống bế tắc: Trước một hiện tượng HS thấy, nhưng không hiểu vìsao, coi đó là một bí mật kì lạ của tự nhiên HS được giao nhiệm vụ giải quyếtnhưng không biết dựa vào đâu

Ví dụ: Không khí nóng thì bay lên trên Tại sao trong tầng đối lưu của khíquyển, ở dưới lại nóng hơn ở trên?

- Tình huống ngạc nhiên, bất ngờ: Là tình huống xảy ra theo chiều trái vớisuy nghĩ của thông thường của HS

Ví dụ: Trước khi xây dựng kiến thức về lực căng bề mặt của

chất lỏng, GV làm một thí nghiệm đơn giản: Nhúng một chiếc

khung làm bằng kim loại mảnh, ở giữa buộc một vòng chỉ thông

qua hai sợi chỉ hai bên vào nước xà phòng rồi nhấc lên sao cho có

một lớp màng xà phòng bám trên mặt khung như hình 1.1

Hỏi HS: Nếu chọc thủng màng xà phòng ở phía trong vòng chỉ thì hiệntượng xảy ra như thế nào?

HS sẽ đưa ra nhiều ý kiến khác nhau, như: Toàn bộ màng xà

phòng trên khung sẽ vỡ; Chỉ màng xà phòng trong vòng chỉ chỉ sẽ

bị vỡ, sợi chỉ bị căng thẳng ra

GV làm thí nghiệm và HS thấy kết quả bất ngờ là màng xà

phòng trong vòng chỉ chỉ sẽ bị vỡ, vòng dây bị kéo căng về mọi

phía tạo thành hình tròn như hình 1.2

Hình 1.1

Hình 1.2

Như vậy GV đã đưa HS vào tình huống ngạc nhiên, bất ngờ Để giải thíchđược phải nghiên cứu kiến thức mới.

-Tình huống lạ: Là tình huống có những nét đặc biệt lôi cuốn sự chú ý của

HS mà họ chưa bao giờ nghĩ tới và nhìn thấy

Ví dụ: Trước khi dạy về hiện tượng mao dẫn, GV cho HS quan sát bộ thínghiệm về hiện tượng mao dẫn (Hình 1.3), giới thiệu cho HS biết về cấu tạo của

bộ thí nghiệm gồm một khay đựng nước phía dưới và 3 ống thủy tinh trong suốt,

có tiết diện trong nhỏ, khác nhau Sau khi HS quan sát bộ thí nghiệm, GV đặtcâu hỏi: Nếu nhúng 3 ống thủy tinh này vào khay nước phía dưới thì mực nướctrong các ống sẽ như thế nào?

HS có thể dự đoán mực nước trong

các nhánh sẽ ngang nhau, vì ở trung học

cơ sở các em đã học bình thông nhau

GV làm thí nghiệm cho HS quan

sát Kết quả mực nước trong các ống

dâng lên khác nhau, ống càng nhỏ thì

nước dâng lên càng cao (Hình 1.4), trái

với suy nghĩ của HS

Như vậy GV đã đưa HS vào tình

huống lạ, chưa bao giờ nghĩ tới Để giải

thích được phải nghiên cứu kiến thức

mới

* Xây dựng một logic nội dung phù hợp với đối tượng HS

Chương trình Vật lý phổ thông xây dựng theo chương trình đồng tâm gồm 3vòng: Vòng 1: Vật lý 6 - 7; Vòng 2: Vật lý 8 - 9; Vòng 3: Vật lý 10 - 11 - 12

Có nhiều kiến thức Vật lý hình thành và phát triển qua các vòng, ví dụ: kháiniệm lực, khối lượng, công,…Trên cơ sở yêu cầu HS tự lực hoạt động để xâydựng, chiếm lĩnh kiến thức Đòi hỏi GV cần phải phân chia một vấn đề lớn của

Hình 1.3

nghiệm:

số HS đạt điểm

xi

Hình 1.4

bài học thành một chuỗi vấn đề nhỏ hơn để HS có thể độc lập, tự giải quyếtđược vấn đề, tìm tri thức mới theo sự tổ chức của GV Tùy thuộc vào đối tượng

HS cụ thể từng vùng, miền, trường, lớp mà GV lựa chọn các tình huống Vật lýphù hợp với trình độ HS [17]

* Giáo viên tổ chức các quá trình học tập sao cho từng giai đoạn xuất hiện những tình huống, bắt buộc HS phải huy động các thao tác tư duy và suy luận logic thì mới giải quyết được vấn đề

Những tình huống phổ biến mà HS phải thực hiện các thao tác tư duy là:

- Nhận biết những dấu hiệu bản chất của sự vật, hiện tượng.

- Tìm những yếu tố ảnh hưởng đến diễn biến của hiện tượng hoặc làm biến

đổi tính chất của sự vật hiện tượng

- Xác định yếu tố nào là yếu tố quan trọng nhất tác động đến diễn biến củahiện tượng và tính chất của sự vật

- Tìm ra các dấu hiệu giống nhau và khác nhau trong các sự vật, hiện tượng

- Tìm những dấu hiệu chung và tính chất chung của sự vật, hiện tượng

- Rút ra kết luận chung sau khi quan sát nhiều hiện tượng, nhiều thí nghiệm

- Nhận biết những biểu hiện cụ thể trong thực tế của các khái niệm trừutượng, những mối quan hệ thực chất

- Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng

- Dự đoán sự diễn biến của hiện tượng

- Giải thích một hiện tượng

- Bố trí thí nghiệm để đo lường một đại lượng Vật lý hay để kiểm tra mộtgiả thiết

Việc lựa chọn tình huống phải vừa sức, phù hợp với trình độ HS, đòi hỏi

GV phải chuẩn bị được các dữ kiện, cung cấp và câu hỏi cho HS, giúp HS nhậnthấy rằng mình có khả năng giải quyết được nhiệm vụ được giao

Các câu hỏi thường dùng trong các tình huống Vật lý và các thao tác tư duytương ứng được HS huy động:

Ví dụ: Tại sao một cốc nước đã đầy tràn vẫn nhận thêm được một thìa conmuối ăn?

Trong quá trình bồi dưỡng TDLG cho HS, GV cần tổ chức để HS thực hiệncác thao tác tư duy và kĩ năng suy luận logic tự giải quyết tình huống Muốn vậy

GV phải luôn linh hoạt, luôn bám sát và dựa vào đối tượng HS để tổ chức tìm ratình huống phù hợp với các đối tượng đó Trong quá trình thảo luận, hợp tácgiữa GV và HS; giữa HS với HS phải luôn dân chủ, thoải mái GV luôn khích lệnhững thành công của HS, làm cho HS tin tưởng vào bản thân họ, tạo điều kiệnthuận lợi cho HS bày tỏ ý kiến của mình Đồng thời phải có những thông tinphản hồi kịp thời, chính xác để giúp HS tự uốn nắn, sửa chữa những thiếu sót,sai lầm của bản thân

* GV phân tích các câu trả lời HS để chỉ ra được chỗ đúng, chỗ sai trong khi thực hiện các thao tác tư duy, suy luận logic, đồng thời hướng dẫn

HS cách sửa chữa chỗ sai và hoàn thiện câu trả lời

Những sai lầm HS thường gặp là do các nguyên nhân sau đây:

- Không nắm chắc những khái niệm, những định luật Vật lý cần thiết trước

khi xây dựng một suy luận

- Không phân biệt được những biến đổi ngẫu nhiên và những biến đổi theo

quy luật

- Không phát hiện ra những dấu hiệu bên ngoài của sự vật, hiện tượng

- Suy luận không phù hợp với các quy tắc, quy luật của logic học.

- Không phân biệt được những biến đổi có tính ngẫu nhiên và những biến

đổi có tính quy luật

Để khắc phục những sai sót của HS thì GV cần thực hiện giải pháp sau:

- Ôn tập, củng cố, bổ sung những kiến thức để HS hiểu rõ bản chất của sự

vật hiện tượng cần thiết đã được học

- Tổ chức cho HS quan sát lại hiện tượng sau khi đã đã định hướng rõ hơn

mục đích quan sát và kế hoạch quan sát

- GV tổ chức HS thực hiện giai đoạn của quá trình suy luận để phát hiện chỗ

sai trong từng lời giải, để kịp thời uốn nắn, sửa chữa cho HS GV nên đưa ra hệthống các câu hỏi từ đơn giản đến phức tạp vừa sức với HS

* GV giúp HS khái quát hóa kinh nghiệm thực hiện các phép suy luận logic dưới dạng những quy tắc đơn giản

Trong hoạt động tư duy HS phải thực hiện phép suy luận logic, mà phép suyluận này phải tuân theo các quy tắc, quy luật của logic học Bản thân HS chưa

đủ điều kiện nghiên cứu tường minh các quy tắc, quy luật của logic học nhưngthông qua dạy học Vật lý GV vẫn có thể cho HS làm quen với các quy tắc quyluật của logic học dưới dạng đơn giản và được lặp đi lặp lại nhiều lần, đến mộtlúc nào đó HS có thể khái quát hóa kinh nghiệm, thực hiện các phép suy luậnlogic dưới dạng những quy tắc đơn giản [5]

1.2 Bài tập định tính trong dạy học Vật lý

1.2.1 Khái niệm về bài tập định tính

Người ta đã từng đưa ra nhiều tên gọi khác nhau về loại bài tập này như:

“Câu hỏi thực hành”, “câu hỏi để lĩnh hội”, “bài tập logic”, “bài tập miệng”,

“câu hỏi định tính”, “câu hỏi kiểm tra”… Sự đa dạng trong cách gọi như vậycho thấy loại bài tập này có những ưu điểm về phương pháp ở nhiều mặt, bởi vìmỗi một tên gọi đều phản ánh một khía cách nào đó về ưu điểm Mặc dù cónhiều ý nghĩa khác nhau về tên gọi của loại bài tập này, nhưng tựu chung lại, đó

là những bài tập khi giải, HS không cần thực hiện các phép tính phức tạp, màchỉ phải làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được, đồng thời phảithực hiện những phép suy luận logic trên cơ sở hiểu rõ bản chất của các kháiniệm, định luật Vật lý và nhận biết được những biểu hiện của chúng trong cáctrường hợp cụ thể [18]

1.2.2 Tác dụng của bài tập định tính trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông

BTĐT với tư cách là một bộ phận của BTVL, nên đối với quá trình dạy học,

về nguyên tắc chúng có đầy đủ các tác dụng của BTVL nói chung Ngoài ra,

xuất phát từ những cơ sở lí luận và thực tiễn của việc đổi mới phương pháp dạyhọc nói chung và việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS trong dạy học Vật lýnói riêng, đồng thời căn cứ vào đặc điểm của BTĐT trong quá trình tổ chức hoạtđộng nhận thức cho HS còn có một số điểm đáng chú ý khác nữa.

Trong dạy học Vật lý, muốn tổ chức hoạt động nhận thức cho HS có hiệuquả, trước hết cần phải nằm được những hành động phổ biến, những thao táccần dùng trong hoạt động nhận thức của họ Trên cơ sở đó, người GV biết phảivận dụng loại kiến thức nào và vận dụng như thế nào để những hành động vàthao tác ấy ngày càng thành thạo, linh hoạt và chính xác Về cơ bản, những hànhđộng phổ biến trong hoạt động nhận thức của Vật lý bao gồm:

1 Quan sát, nhận biết những dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng

2 Phân tích hiện tượng phức tạp thành những hiện tượng đơn giản hơn

3 Xác định những giai đoạn diễn biến của hiện tượng

4 Tìm các dấu hiệu giống nhau của các sự vật, hiện tượng

5 Bố trí thí nghiệm tạo ra một hiện tượng trong những điều kiện nhất định

6 Tìm những tính chất chung của nhiều sự vật, hiện tượng

7 Tìm mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các sự vật, hiện tượng

8 Tìm mối quan hệ nhân quả giữa các hiện tượng

9 Mô hình hóa những sự kiện thực tế quan sát được dưới dạng những kháiniệm, những mô hình lí tưởng để sử dụng chúng làm công cụ tư duy

10 Đo một đại lượng Vật lý

11 Tìm mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng Vật lý, biểu diễn chúngbằng công cụ toán học

12 Dự đoán diễn biến của hiện tượng trong những điều kiện thực tế xácđịnh

13 Giải thích một hiện tượng thực tế

14 Xây dựng một giả thuyết

15 Từ giả thuyết, suy ra một hệ quả

16 Lập phương án TN để kiểm tra một giả thuyết.

17 Tìm những biểu hiện cụ thể trong đời sống thực tế của những khái niệm,định luật Vật lý

18 Diễn đạt bằng lời những kết quả thu được qua hành động

19 Đánh giá kết quả hành động

20 Tìm phương pháp chung để giải quyết một loạt vấn đề

Có thể thấy hầu hết các hành động nhận thức Vật lý nêu trên, ở mức độ nàyhay mức độ khác đều nằm trong hệ thống những hành động cần có khi giải cácBTĐT Như vậy, thông qua việc giải BTĐT có thể rèn luyện cho HS khả năngthực hiện những hành động trong hoạt động nhận thức của mình Rõ ràng,BTĐT là phương tiện tốt để rèn luyện cho HS ngày càng hoàn thiện hơn nhữnghành động nhận thức Vật lý của họ

Trên cơ sở những hành động phổ biến, để hoạt động nhận thức có hiệu quả

HS còn phải thực hiện những thao tác cần thiết, đó là các thao tác vật chất vàcác thao tác tư duy Vì GV không quan sát được trực tiếp quá trình HS thực hiệncác thao tác tư duy nên không thể rèn luyện cho HS trong một thời gian ngắn,cách rèn luyện có hiệu quả là GV thường xuyên sử dụng những BTĐT ở nhữngmức độ khác nhau, trên cơ sở đó giúp cho khả năng thực hiện các thao tác tưduy ngày một chính xác hơn và tốc độ cũng nhanh dần lên Như vậy, BTĐT còn

là phương tiện hữu hiệu để rèn luyện cho HS các thao tác phổ biến, cần dùngtrong hoạt động nhận thức Vật lý

Đối với GV, hoạt động chính trong các giờ học Vật lý là tổ chức, hướngdẫn, tạo điều kiện cho HS thực hiện thành công các hoạt động nhận thức Vật lý,

để họ tái tạo được kiến thức, kinh nghiệm xã hội và biến chúng thành “vốnliếng” của mình, hình thành và phát triển những phẩm chất, năng lực ở họ Cácnhà nghiên cứu về phương pháp dạy học Vật lý đều thống nhất cho rằng, trongquá trình dạy học Vật lý, sử dụng các BTĐT làm cho sự kiện mở đầu có thể đạthiệu quả rất cao, đồng thời có thể được sử dụng ở các khâu khác nhau trong tiến

trình dạy học, thông qua đó GV thường xuyên thu được những tín hiệu ngược từphía HS về mức độ lĩnh hội của HS đối với vấn đề nghiên cứu, về sự phát triểnTDLG, về năng lực sáng tạo… Như vậy, BTĐT còn là công cụ để GV có thể sửdụng hiệu quả trong tiến trình tổ chức và kiểm tra các hoạt động nhận thức của

HS trên giờ lên lớp

Tóm lại, xét ở những khía cạnh khác nhau của quá trình tổ chức hoạt độngnhận thức cho HS, BTĐT đều có những tác dụng tích cực Sử dụng BTĐT nhưthế nào và vào lúc nào là tùy theo mục đích, nội dung của vấn đề cần nghiêncứu, tùy theo yêu cầu về mức độ lĩnh hội tri thức của HS Một cách khái quát, cóthể nói BTĐT có thể được sử dụng trong tất cả các khâu của quá trình dạy họcVật lý, từ khâu mở bài để tạo tình huống học tập, xây dựng kiến thức mới, đếnkhâu củng cố, mở rộng một kiến thức nào đó hoặc dùng để kiểm tra mức độthông hiểu kiến thức của HS [19]

1.2.3 Phân loại bài tập định tính

Việc phân loại BTĐT có thể dựa trên những mục đích khác nhau vànhững tiêu chí khác nhau làm cơ sở phân loại Tuy nhiên dù dựa trên những tiêuchí nào, mục đích nào đi nữa thì những sự phân loại đó cũng chỉ mang tínhtương đối, vì trong bất kỳ một loại bài tập nào cũng chứa đựng những yếu tố củamột loại bài tập khác Chẳng hạn, ta có một số cách phân loại như sau:

- Dấu hiệu là nội dung kiến thức các phân môn của vật lý học, ta phân thànhBTĐT cơ học, BTĐT nhiệt học, BTĐT điện học, BTĐT quang học

- Dấu hiệu là phương thức giải, ta phân thành BTĐT giải thích hiện tượng

và BTĐT dự đoán hiện tượng, mô tả hiện tượng

- Dấu hiệu là mức độ nhận thức, ta phân thành BTĐT tập dượt, BTĐT tổnghợp và BTĐT sáng tạo

+ BTĐT tập dượt (ứng với các mức độ biết và hiểu), là loại bài tập mà khigiải, ngoài những phép tính đơn giản (nếu có), HS chỉ cần nhớ và áp dụng mộtđịnh luật, một quy tắc hay một phép suy luận logic là có thể giải quyết được

Ví dụ: Tại sao đường tan trong nước nóng nhanh hơn trong nước lạnh?+ BTĐT tổng hợp (ứng với các mức độ vận dụng, phân tích và tổng hợp), làloại bài tập mà khi giải, ngoài những phép tính đơn giản (nếu có), HS phải ápdụng một chuỗi các phép suy luận logic dựa trên cơ sở của các định luật, quy tắc

có liên quan mới có thể giải quyết được Đòi hỏi HS phải phân tích, tổng hợp vàtìm ra các biểu hiện để vận dụng kiến thức

Ví dụ: Trạng thái cân bằng của chiếc cân đòn nhạy có bị phá vỡ không nếumột đầu cánh tay đòn của nó được nung nóng lên?

+ BTĐT sáng tạo (ứng với mức độ đánh giá), là loại bài tập mà khi giải,không chỉ dựa vào vốn kiến thức của mình về các quy tắc, định luật đã biết màcòn phải dựa vào kinh nghiệm thực tiễn, bắt buộc HS phải có những ý kiến độclập mới mẻ, để tìm ra những phương án tốt nhất để giải quyết yêu cầu của đềbài, không thể suy ra một cách logic từ những kiến thức đã học

Ví dụ: Một đoạn ống thủy tinh (AB) đặt nằm

ngang, kín hai đầu và đã được rút hết không khí,

bên trong có một giọt thủy ngân (T) nằm cân bằng

như hình 1.5 Điều gì sẽ xảy ra đối với giọt thủy ngân nếu ta dùng ngọn nếnnung nóng một chút ở đúng vị trí của giọt thủy ngân

- Trong luận văn này, dựa vào việc sử dụng BTĐT để bồi dưỡng TDLG cho

HS, chúng tôi đã chia BTĐT thành các dạng: BTĐT bồi dưỡng ngôn ngữ cho

HS, BTĐT bồi dưỡng và phát triển các thao tác tư duy cho HS, BTĐT bồidưỡng kỹ năng suy luận logic cho HS và BTĐT bồi dưỡng kỹ năng phân tíchbản chất Vật lý cho HS

1.2.4 Các bước giải bài tập định tính

Bước 1 Tìm hiểu đề bài

Đọc kĩ bài tập để xác định ý nghĩa Vật lý của các thuật ngữ, phân biệt dữkiện đã cho và ẩn số cần tìm, tóm tắt đầy đủ các giả thiết và nêu bật câu hỏichính của bài tập Khảo sát chi tiết các đồ thị, sơ đồ, hình vẽ … (nếu có) đã cho

Hình 1.5

trong bài tập hoặc vẽ hình để diễn đạt những điều kiện của đề bài Điều này có ýnghĩa quan trọng trong việc nhận biết diễn biến của hiện tượng hay nhận biếtmối quan hệ giữa các đại lượng Vật lý Trong nhiều trường hợp, ngôn ngữ dùngtrong đề bài không hoàn toàn trùng hợp với ngôn ngữ dùng trong phát biểu củacác định nghĩa, định luật, các quy tắc Vật lý thì chúng ta nên chuyển sang ngônngữ Vật lý tương ứng để thấy được mối liên quan giữa hiện tượng đã nêu trongbài với nội dụng các kiến thức Vật lý tương ứng.

Bước 2 Phân tích hiện tượng

Nghiên cứu các dữ kiện đã cho của bài tập để nhận biết chúng có liên quanđến những khái niệm nào, quy tắc nào, định luật nào đã học trong Vật lý Xácđịnh các giai đoạn, diễn biến của hiện tượng, khảo sát xem trong mỗi giai đoạndiễn biến đó bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật nào… từ đó hình dungđược toàn bộ diễn biến của hiện tượng và các định luật, quy tắc chi phối nó

Bước 3 Xây dựng lập luận và suy luận kết quả

Đối với loại bài tập giải thích hiện tượng, phải thiết lập được mối quan hệgiữa hiện tượng cụ thể được nêu trong đề bài với một số đặc tính của sự vật hayđịnh luật Vật lý có liên quan, tức là phải thực hiện được phép suy luận logic,trong đó cơ sở kiến thức phải là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luậtVật lý có tính tổng quát, áp dụng vào điều kiện cụ thể của bài tập mà kết quảcuối cùng chính là hiện tượng đã được nêu ra trong bài

Đối với loại bài tập dự đoán hiện tượng, trước hết cần phải “khoanh vùng”kiến thức bằng cách căn cứ vào những dấu hiệu, điều kiện đã cho (các dụng cụthí nghiệm, dạng đồ thị, cấu tạo vật thể, trạng thái ban đầu của hệ…) để liêntưởng, phán đoán chúng có liên quan đến những quy tắc, định luật Vật lý nào đãbiết Với những trường hợp có quá trình diễn biến phức tạp, cần phân tích rõ cácgiai đoạn diễn biến của cả quá trình, phải tìm được mối liên hệ gắn kết giữa cácquy tắc, định luật Vật lý ở mỗi giai đoạn diễn biến tương ứng Cuối cùng, từnhững phân tích về diễn biến của các quá trình và việc vận dụng các kiến thức

Vật lý liên quan đã tìm được, cho phép ta có thể dự đoán hiện tượng một cáchchính xác.

Bước 4 Biện luận

Biện luận thực chất là phân tích kết quả cuối cùng để xem kết quả tìm được

có phù hợp với điều kiện nêu ra ở đầu bài tập hay không Ngoài ra, việc biệnluận cũng là một trong những cách kiểm tra sự đúng đắn của quá trình lập luận.Đối với các BTĐT, có nhiều cách kiểm tra, trong đó có hai cách thường dùng là:thực hiện các thí nghiệm cần thiết có liên quan để đối chiếu với kết luận về dựđoán hiện tượng hoặc đối chiếu câu trả lời với các nguyên lý hay định luật Vật

lý tổng quát tương ứng xem chúng có thoả mãn hay không

1.2.5 Một số phương pháp giải bài tập định tính

Do đặc điểm của BTĐT chú trọng đến mặt định tính của hiện tượng, nên đa

số các BTĐT được giải bằng phương pháp suy luận, vận dụng những định luậtVật lý tổng quát vào những trường hợp cụ thể Thông thường, để liên hệ mộthiện tượng đã cho với một số định luật Vật lý, ta phải biết cách tách hiện tượngphức tạp ra thành nhiều hiện tượng đơn giản hơn, tức là dùng phương pháp phântích, sau đó dùng phương pháp tổng hợp để kết hợp những hệ quả rút ra từ cácđịnh luật riêng biệt thành một kết quả chung Có thể nói, khi giải các BTĐT,phương pháp phân tích, phương pháp tổng hợp thường gắn chặt với nhau Vềcác phương pháp để giải các BTĐT, chúng tôi đồng ý với nhiều tác giả về việcnên sử dụng ba phương pháp sau: phương pháp Ơristic, phương pháp đồ thị vàphương pháp thực nghiệm Trong nhiều bài tập, khi giải, các phương pháp này

có thể được sử dụng phối hợp, bổ sung cho nhau

- Phương pháp Ơristic: sử dụng khi nội dung BTĐT được phân tích thành

nhiều câu hỏi định tính nhỏ, đơn giản hơn, có liên quan với nhau mà các câu trảlời hoặc đã nằm trong giả thiết, hoặc ở trong các định luật Vật lý mà HS đã biết

Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là rèn luyện cho HS khả năng phântích các hiện tượng Vật lý, biết tổng hợp các dữ kiện của bài tập với nội dung

các định luật Vật lý đã biết, khả năng khái quát hoá các sự kiện và biết cách rút

ra những kết luận cần thiết

- Phương pháp đồ thị: sử dụng khi giải các BTĐT mà giả thiết được diễn đạt

bằng những cách minh hoạ như: lập bảng, đồ thị, mô hình … Trong phươngpháp này, việc diễn đạt giả thiết của bài tập một cách chính xác, trực quan, là cơ

sở làm toát lên những mối liên quan giữa những hiện tượng đang khảo sát và cácđịnh luật Vật lý tương ứng Phương pháp này đặc biệt có ý nghĩa khi nội dungcủa đề bài là một loạt các hình vẽ, thông tin ghi lại các giai đoạn xác định trongtiến trình biến đổi của hiện tượng

Ưu điểm của phương pháp này là tính trực quan và ngắn gọn của lời giải, nógiúp cho HS phát triển tư duy hàm số, rèn HS quen với tính chính xác, cẩn thận

- Phương pháp thực nghiệm: sử dụng trong trường hợp nội dung của BTĐT

có liên quan đến thí nghiệm, bằng cách bố trí và tiến hành thí nghiệm theo đúnggiả thiết của bài tập, để trả lời câu hỏi của bài tập đó Trong các bài tập như vậy,bản thân thí nghiệm không thể giải thích được vì sao hiện tượng xảy ra như thếnày mà không phải như thế khác, việc chứng minh bằng lời thông qua giải quyếtcác câu hỏi như “cái gì sẽ xảy ra?”, “làm thế nào?”… sẽ là cơ sở để có lời giảithích chính xác và quan trọng hơn là câu trả lời tìm được có sức thuyết phụccao, không gây nghi ngờ cho HS

Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là đưa HS vào vị trí tựa như các nhànghiên cứu, phát huy tính tích cực, tính ham học hỏi, rèn luyện kĩ năng kĩ xảotrong việc sử dụng các dụng cụ thí nghiệm Vật lý

1.3 Bài tập định tính với việc bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh

1.3.1 Bài tập định tính góp phần bồi dưỡng ngôn ngữ cho học sinh

Khi giải BTĐT thì ta phải tìm hiểu đề bài để phân biệt đâu là dữ kiện bài tậpcho và đâu là ẩn số cần tìm Vì ngôn ngữ trong BTĐT thường rất gần gũi vớingôn ngữ trong đời sống và có thể không phù hợp với ngôn ngữ Vật lý Như vậy

HS phải chuyển ngôn ngữ trong BTĐT về ngôn ngữ Vật lý

Trong BTĐT giải thích hiện tượng thì nguyên nhân của các hiện tượng đó làcác đặc tính, các định luật Vật lý Như vậy, HS phải chuyển những ngôn ngữtrong BTĐT về ngôn ngữ Vật lý, để từ đó có thể phân tích hiện tượng cần khảosát thành các hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một quy tắc, một định luật nhấtđịnh Chính điều này đã làm phong phú thêm ngôn ngữ cho các em, vì ngôn ngữVật lý đôi khi thể hiện trong cuộc sống theo nhiều dạng khác nhau

Mặt khác trong các loại BTĐT buộc HS phải trình bày những suy nghĩ,những ý tưởng của mình bằng lời nói hoặc bằng cách viết, HS phải lựa chọn các

từ ngữ để có thể mô tả một cách thật chính xác những ý nghĩ của mình Nếu việclàm này được thực hiện thường xuyên thì chắc chắn khả năng trình bày ý tưởngcủa HS cũng như các khả năng khác có liên quan đến ngôn ngữ (khả năng tranhluận, phê phán, khả năng hợp tác, làm việc theo nhóm…) cũng sẽ được pháttriển, sẽ làm cho ngôn ngữ HS được trong sáng, chính xác, rõ ràng, logic Điềunày sẽ là động lực để HS tự tin hơn để trình bày các ý tưởng của mình, cũng nhưkhả năng tranh luận, làm việc theo nhóm… [5]

Ví dụ: Tại sao trước khi có cơn giông khí trời rất oi bức?

Trong câu hỏi này có những thuật ngữ cần hiểu theo ngôn ngữ vật lý như:

“trước khi” có nghĩa là trước thời điểm diễn ra sự kiện, hiện tượng; “cơn giông”

có nghĩa là mưa với lượng mưa lớn; “khí trời” là không khí trong tự nhiên; “oibức” tức là nói lên độ ẩm không khí cao, nhiệt độ cao, gây bức bối, khó chịu.Vậy có thể diễn đạt theo ngôn ngữ vật lý: Tại sao trước thời điểm có mưagiông, không khí có độ ẩm cao và nhiệt độ tăng cao?

HS phải sử dụng ngôn ngữ vật lý để lập luận, giải thích như sau: Khi sắp cócơn giông, hơi nước trong không khí gần như bão hòa Vì thế mồ hôi không thểhóa hơi để điều hòa thân nhiệt được Mặt khác, một số hơi nước trong không khíbắt đầu ngưng tụ thành những nước, nên giải phóng rất nhiều nhiệt, làm chonhiệt độ không khí tăng lên Vì thế mà ta cảm thấy oi bức khó chịu

1.3.2 Bài tập định tính góp phần bồi dưỡng và phát triển các thao tác tư duy cho học sinh

Việc thực hiện 4 bước giải một BTĐT đòi hỏi HS phải thực hiện các thaotác tư duy Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do BTĐT đặt ra, HSphải sử dụng các thao tác tư duy như: phân tích, so sánh, tổng hợp, trừu tượnghóa, cụ thể hóa, khái quát hóa, suy luận diễn dịch, suy luận quy nạp để giảiquyết vấn đề

Ví dụ: Vì sao khi pha nước chanh, người ta làm cho đường tan trong nướcrồi mới bỏ đá lạnh vào? Bỏ đá lạnh vào trước rồi bỏ đường sau có được không?Khi giải quyết vấn đề HS cần sử dụng các thao tác tư duy sau:

- Phân tích đề bài để tìm ra vấn đề (Vì sao cho đường tan trong nước rồi mới

bỏ đá lạnh vào, nếu bỏ đá lạnh vào trước rồi bỏ đường sau thì có gì khác nhau?)

- So sánh 2 hiện tượng có đặc điểm nào giống nhau, khác nhau (Giống nhau:các phân tử nước và đường chuyển động xen lẫn vào nhau Khác nhau: trongnước nóng thì chuyển động nhiệt của các phân tử nhanh hơn trong nước lạnh)

- Trừu tượng hóa, khái quát hóa vấn đề và suy luận (Trong nước nóng →các phân tử nước và đường sẽ chuyển động nhanh hơn trong nước lạnh →đường tan nhanh hơn trong cốc nước nóng)

- Tổng hợp các dữ kiện đã cho và các dữ kiện đã tìm được để trả lời câu hỏi(Nhiệt độ càng cao các phân tử chuyển động càng nhanh nên dễ hoà tan hơn.Nếu bỏ đá vào trước, nhiệt độ của nước bị hạ thấp nên làm quá trình hoà tan củađường diễn ra chậm hơn)

Như vậy khi thực hiện giải BTĐT các thao tác tư duy được sử dụng linhhoạt, kết hợp đan xen vào nhau, do đó tư duy HS có điều kiện phát triển Vì vậy

có thể nói BTĐT là phương tiện bồi dưỡng TDLG cho HS

1.3.3 Bài tập định tính góp phần bồi dưỡng kỹ năng suy luận logic cho HS

Với BTĐT dự đoán hiện tượng, HS phải căn cứ vào những dữ kiện cụ thểcủa đề bài, từ đó xác định được những định luật chi phối hiện tượng Để từ đó

dự đoán được hiện tượng gì xảy ra và xảy ra như thế nào Với BTĐT yêu cầugiải thích hiện tượng thì HS phải căn cứ vào hiện tượng đã cho và phải giải thíchtại sao hiện tượng lại xảy ra như thế, nghĩa là phải đi tìm nguyên nhân của hiệntượng đó Đối với HS nguyên nhân đó là những đặc tính, những quy luật Vật lý.Giải BTĐT là phải xây dựng chuỗi suy luận logic hoặc theo tư duy tổng hợp(đi từ dữ liệu đến câu hỏi) hoặc theo tư duy phân tích (đi từ câu hỏi đến dữ liệu).Chuỗi suy luận ấy phải sử dụng các khái niệm, định luật như những tiền đề vàcác quy tắc logic Giải thành công BTĐT tức là xây dựng được chuỗi suy luậnlogic đảm bảo tính khoa học và tính logic rõ ràng, mạch lạc, khúc chiết vàthuyết phục.

Ví dụ: Em hãy dùng thuyết động học phân tử chất khí giải thích sự phụthuộc của áp suất theo nhiệt độ trong định luật Sác-lơ?

Đây là BTĐT yêu cầu giải thích hiện tượng vật lý, HS phải căn cứ vàothuyết động học phân tử chất khí để giải thích vì sao khi thể tích của một lượngkhí nhất định được giữ không đổi, nhiệt độ tăng thì áp suất lại tăng

HS sẽ phải suy luận như sau: Thể tích của một lượng khí nhất định khôngđổi → mật độ phân tử khí không đổi Nếu nhiệt độ tăng → vận tốc chuyển độngnhiệt của các phân tử khí tăng → số va chạm lên một đơn vị diện tích thành bìnhtrong đơn vị thời gian cũng tăng và động lượng mà mỗi phân tử khí truyền chothành bình trong mỗi va chạm của phân tử lên thành bình cũng tăng → áp suấtcủa khí lên thành bình tăng Tức là áp suất của chất khí tăng khi nhiệt độ tăng

Từ phân tích trên ta thấy rằng khi giải BTĐT bắt buộc HS phải thiết lập chođược mối quan hệ giữa các hiện tượng Vật lý, hay các điều kiện cụ thể cho trướcvới các đặc tính, các định luật Vật lý giúp giải thích và tiên đoán diễn biến tiếptheo của hiện tượng Thực chất của việc làm này là thực hiện các phép suy luậnlogic như thiết lập luận ba đoạn nhất quyết đơn hay luận ba đoạn rút gọn hay suyluận có điều kiện… Như vậy, khi giải BTĐT sẽ tạo điều kiện cho HS rèn luyệncác năng lực lập luận logic

1.3.4 Bài tập định tính góp phần bồi dưỡng kỹ năng phân tích bản chất Vật lý

BT là hình thức củng cố, hệ thống hóa, mở rộng và đào sâu kiến thức hữuhiệu Bất kì loại BT nào cũng bắt đầu từ những dạng câu hỏi hoặc BT đơn giảnmang tính gợi nhớ rồi phát triển dần lên thành BT tổng hợp, BT sáng tạo Dù làloại BT nào, khi bắt đầu giải cũng cần phải phân tích bản chất Vật lý của sự vật,hiện tượng trong bài toán, tìm mối liên hệ với những kiến thức trước đó, sắp xếpkiến thức theo thứ tự logic từ nguyên nhân dẫn đến kết quả Đó cũng chính làthực hiện giải BTĐT trước khi tiến hành giải một bài tập cụ thể

Ví dụ: Khi đun 1l nước và 1l rượu thì chất lỏng nào sôi nhanh hơn?

Đối với câu hỏi này cần phân tích bản chất vật lý ở chỗ: Nhiệt lượng cầncung cấp cho rượu nhiều hơn hay cho nước nhiều hơn Muốn vậy, ta phải xétxem Nhiệt lượng tính như thế nào, phụ thuộc vào những yếu tố nào, từ đó suy rakết luận cho bài toán

HS sẽ phân tích như sau: Khối lượng 1 lít rượu nhỏ hơn khối lượng 1 lítnước; nhiệt dung riêng của rượu nhỏ hơn nhiệt dung riêng của nước; nhiệt độ sôicủa rượu nhỏ hơn nhiệt độ sôi của nước Do đó, nhiệt lượng cần thiết để đun sôi

1l rượu nhỏ hơn để đun sôi 1l nước Vì vậy, rượu sẽ sôi nhanh hơn.

Từ những đặc điểm của BTĐT ta nhận thấy BTĐT giải thích được các hiệntượng gần gũi với cuộc sống, sẽ tạo được sự tò mò, hứng thú của HS từ đó say

mê, làm cho Vật lý gần gũi với cuộc sống hơn Từ đó HS hiểu được BTVLkhông chỉ đơn thuần là bài toán tính ra kết quả là xong, mà khi giải xong mộtBTVL các em sẽ khám phá ra rất nhiều điều thú vị, từ đó hiểu sâu được bản chấtcủa Vật lý Điều này làm các em càng hiểu rõ được vì sao phải học Vật lý, Vật

lý sẽ có ý nghĩa như thế nào đối với cuộc sống Khi giải BTĐT đòi hỏi HS phântích hiện tượng phức tạp thành các hiện tượng đơn giản, đồng thời tìm ra nguyênnhân hay các quy tắc, định luật chi phối hiện tượng đó Từ đó tổng hợp cái nhìnđầy đủ về hiện tượng nghiên cứu Chính trong quá trình này HS sẽ tự mình tìm

hiểu bản chất sự vật hiện tượng một cách sâu sắc nhất.

Tóm lại Vật lý là một môn khoa học giúp HS nắm được các quy luật của thếgiới vật chất và BTĐT giúp HS hiểu rõ những quy luật ấy, biết phân tích và vậndụng những quy luật ấy vào thực tiễn

1.4 Thực trạng về dạy học bài tập định tính ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Thanh Chương, Tỉnh Nghệ An

Để tìm hiểu nhận thức của GV về BTĐT và việc bồi dưỡng TDLG cho HS,chúng tôi tiến hành khảo sát thực trạng giảng dạy BTĐT của GV Vật lý nhằmphát triển TDLG cho HS bằng phiếu thăm dò ý kiến (phụ lục 1a) ở 7 trườngTHPT trên địa bàn huyện Thanh Chương, tỉnh Nghệ An Cụ thể số lượng GVcác trường được khảo sát như sau:

(Bảng 1.1 Tổng hợp danh sách các trường được điều tra)

Việc xử lí kết quả điều tra được trình bày ở (phụ lục 1a và 1b) Căn cứ vào kết quả điều tra, chúng tôi có những nhận định sau đây:

60,0% GV cho rằng BTĐT có tác dụng tốt trong việc rèn luyện kĩ năngngôn ngữ và TDLG cho HS

16,7% GV đã sử dụng BTĐT trong các quá trình tìm hiểu bài mới, hoặcngay sau khi học xong kiến thức mới, vận dụng, củng cố Trong khi đó có tới50,0% không sử dụng BTĐT trong các tiết dạy Vật lý

16,7% GV cho HS giải BTĐT trong SGK, SBT và khuyến khích HS tự tìmthêm trong thực tế Trong khi đó có tới 33,3% chỉ sử dụng BTĐT trong SGK và33,3% sử dụng BTĐT trong SGK và yêu cầu HS về nhà làm thêm trong SBT.Trong tiết dạy Vật lí phần “Nhiệt học” lớp 10, chỉ có 10,0% GV thườngxuyên yêu cầu HS lấy ví dụ liên hệ thực tế Trong khi đó có tới 40,0% khôngbao giờ yêu cầu HS lấy ví dụ liên hệ thực tế, vì đã có những BTĐT trong SGK

và SBT và 26,7% rất ít khi vì cho rằng không đủ thời gian

40,0% GV khi đưa ra 1 BTĐT sẽ hướng dẫn HS giải thích sau đó yêu cầu

HS tự hoàn chỉnh câu trả lời Trong khi đó có 33,3% GV đã cho HS tự giải thíchtheo ý mình sau đó GV nhận xét, sửa chữa

16,7% GV có HS trong lớp thỉnh thoảng đưa ra những hiện tượng Vật lýtrong đời sống nhờ GV giải thích giúp 50% rất ít khi HS trong lớp đưa ra nhữnghiện tượng Vật lý trong đời sống nhờ GV giải thích giúp và có tới 33,3% làkhông bao giờ vì HS quá yếu

60,0% GV nhận thấy rằng HS thích giải bài tập định lượng, trong khi đóchỉ có 10,0% GV có HS thích loại bài tập định tính

50,0% GV cho rằng trong các bài kiểm tra Vật lý khối 10 ở học kì II thìBTĐT nên chiếm khoảng từ 2 đến 3 điểm

60,0% GV nhận xét BTĐT rất ít khi được sử dụng ra đề thi HS giỏi Vật lí.33,3% GV cho rằng để bồi dưỡng TDLG cho HS thông qua giải BTĐTtrong phần “Nhiệt học” vật lí lớp 10 THPT thì biện pháp hữu hiệu là phảithường xuyên yêu cầu HS giải bài tập trong SGK, SBT, kết hợp liên hệ thực tế

và giải thích hiện tượng đó, mặc khác GV sẽ khuyến khích bằng cách cho điểmkhi HS giải đúng

Qua điều tra cho thấy, hầu hết các GV đều nhận thấy rằng BTĐT có tácdụng trong việc bồi dưỡng TDLG cho HS Tuy nhiên, rất nhiều GV chưa hiểuđược phải bồi dưỡng TDLG cho HS như thế nào Mặt khác, trong giảng dạy, đa

số GV còn hạn chế sử dụng BTĐT và chưa phát huy hết tác dụng của BTĐT

trong quá trình bồi dưỡng TDLG cho HS, cũng như làm cho HS yêu thích giảiBTĐT HS tiếp xúc với BTĐT phần lớn từ SGK, SBT, GV chưa tạo điều kiệncho HS tự học, tự tìm và giải BTĐT

Kết luận chương 1

Dạy học Vật lý hướng đến sự phát triển tư duy khoa học và năng lực sángtạo cho HS là một trong những nhiệm vụ quan trọng đối với giáo dục phổ thông BTVL nói chung và BTĐT nói riêng là một phương tiện dạy học truyềnthống được sử dụng vào mọi giai đoạn của quá trình dạy học Tổ chức hoạt độnggiải bài tập là một trong những phương pháp dạy học tích cực, nếu GV biết vậndụng một cách sáng tạo

BTĐT sử dụng trong quá trình dạy học có lợi thế bồi dưỡng TDLG của HS.Muốn thực hiện được mục tiêu đó phải sử dụng BTĐT một cách thường xuyên,

đa dạng về BTĐT, phải bồi dưỡng phương pháp giải các BTĐT cho HS bằngviệc xây dựng những suy luận logic dựa trên những định luật BTĐT không chỉ

là phương tiện tốt để phát triển tư duy HS, giúp HS hiểu rõ được bản chất cáchiện tượng Vật lý và các quy luật của chúng mà còn giúp HS vận dụng kiến thứcVật lý vào thực tiễn cuộc sống

Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH PHẦN “NHIỆT HỌC” VẬT LÝ LỚP 10 THPT THEO HƯỚNG

BỒI DƯỠNG TƯ DUY LOGIC CHO HỌC SINH 2.1 Mục tiêu, nội dung dạy học phần “Nhiệt học” Vật lý lớp 10 THPT

2.1.2 Chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ

Vật lý phân tử và nhiệt học là chiếc cầu nối giữa vật lý vĩ mô và vật lý vi

mô, giữa vật lý cổ điển và vật lý hiện đại theo trình tự phát triển nhận thức củacon người đối với thế giới tự nhiên Phần này được đặt ngay sau phần cơ họcNiu-tơn Nghiên cứu vật lý phân tử và nhiệt học tạo một bước chuyển mới tronghoạt động nhận thức của HS

Phần “Nhiệt học” Vật lý 10 THPT gồm có ba chương: Chương V - “Chấtkhí”; Chương VI - “Cơ sở của nhiệt động lực học”; Chương VII - “Chất rắn vàchất lỏng Sự chuyển thể” Trong phần này HS cần đạt được các chuẩn kiếnthức, kĩ năng, thái độ sau: [13]

2.1.1.1 Kiến thức

- Phát biểu được nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí.

- Nêu được các đặc điểm của khí lí tưởng

- Phát biểu được các định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt, Sác-lơ

- Nêu được nhiệt độ tuyệt đối là gì

- Nêu được các thông số p, V, T xác định trạng thái của một lượng khí

- Viết được phương trình trạng thái của khí lí tưởng p V. =const

- Nêu được có lực tương tác giữa các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật

- Nêu được nội năng gồm động năng của các hạt (nguyên tử, phân tử) và thếnăng tương tác giữa chúng

- Nêu được ví dụ về hai cách làm thay đổi nội năng

- Phát biểu được nguyên lí I Nhiệt động lực học Viết được hệ thức của

nguyên lí I Nhiệt động lực học ∆U = A + Q Nêu được tên, đơn vị và quy ước vềdấu của các đại lượng trong hệ thức này.

- Phát biểu được nguyên lí II Nhiệt động lực học

- Phân biệt được chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình về cấu trúc vi mô

và những tính chất vĩ mô của chúng

- Phân biệt được biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo

- Phát biểu và viết được hệ thức của định luật Húc đối với biến dạng của vậtrắn

- Viết được các công thức nở dài và nở khối

- Nêu được ý nghĩa của sự nở dài, sự nở khối của vật rắn trong đời sống vàtrong kĩ thuật

- Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng căng bề mặt

- Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng dính ướt và không dính ướt

- Mô tả được hình dạng mặt thoáng của chất lỏng ở sát thành bình trongtrường hợp chất lỏng dính ướt và không dính ướt

- Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng mao dẫn

- Kể được một số ứng dụng về hiện tượng mao dẫn trong đời sống và trong

kĩ thuật

- Viết được công thức tính nhiệt nóng chảy của vật rắn Q = λ.m

- Phân biệt được hơi khô và hơi bão hoà

- Viết được công thức tính nhiệt hoá hơi Q = L.m

- Nêu được định nghĩa độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm tỉ đối, độ ẩm cực đại củakhông khí

- Nêu được ảnh hưởng của độ ẩm không khí đối với sức khoẻ con người,đời sống của động, thực vật và chất lượng hàng hoá

2.1.1.2 Kỹ năng

- Vận dụng được các định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt, Sác-lơ, phương trình trạngthái của khí lí tưởng để giải thích một số hiện tượng đơn giản có liên quan và

giải các bài tập đơn giản.

- Vẽ được đường đẳng tích, đẳng áp, đẳng nhiệt trong hệ toạ độ (p, V)

- Vận dụng được mối quan hệ giữa nội năng với nhiệt độ và thể tích để giảithích một số hiện tượng đơn giản có liên quan

- Vận dụng được các nguyên lý của nhiệt động lực học vào giải thích một

số hiện tượng đơn giản có liên quan và giải các bài tập đơn giản

- Vận dụng được sự nở vì nhiệt của vật rắn vào giải thích một số hiện tượngđơn giản có liên quan và các công thức nở dài và nở khối của vật rắn để giải cácbài tập đơn giản

- Vận dụng được kiến thức về sự chuyển thể của các chất vào giải thích một

số hiện tượng đơn giản có liên quan

- Vận dụng được công thức Q = λ.m, Q = L.m để giải các bài tập đơn giản

- Giải thích được quá trình bay hơi và ngưng tụ dựa trên chuyển động nhiệtcủa phân tử

- Giải thích được trạng thái hơi bão hoà dựa trên sự cân bằng động giữa bayhơi và ngưng tụ

- Xác định được hệ số căng bề mặt bằng thí nghiệm

2.1.1.3 Thái độ

- Tích cực, tự giác, muốn được tìm hiểu và giải thích hiện tượng Vật lýthường xảy ra trong cuộc sống Cảm thấy hứng thú khi dùng kiến thức Vật lýgiải thích bản chất của các hiện tượng có liên quan đến phần “Nhiệt học”

- Có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn Vật lý nói chung và phần

“Nhiệt học” nói riêng

- Cẩn thận, kiên trì và linh hoạt đối với những hiện tượng phức tạp, nhữngcâu hỏi và bài tập sáng tạo

- Thấy được những điều lý thú mà Vật lý mang tới, cũng như những ứng

dụng thiết thực của Vật lý trong đời sống và trong kĩ thuật, qua đó giáo dục kĩthuật tổng hợp cho HS

2.1.2 Cấu trúc logic nội dung phần “Nhiệt học” Vật lý 10 THPT

Phần “Nhiệt học” gồm có 3 chương, được phân phối ở cuối chương trìnhVật lý 10 THPT

Chương V – “Chất khí” là phần mở đầu của Nhiệt học, đề cập đến cấu

trúc phân tử cũng như tính chất nhiệt của chất ở trạng thái khí; mối quan hệ giữacấu trúc phân tử và tính chất nhiệt Nội dung trọng tâm của chương này đề cậpđến thuyết động học phân tử chất khí, các định luật về chất khí và phương trìnhtrạng thái của khí lí tưởng

Chương VI – “Cơ sở của nhiệt động lực học” có nhiệm vụ nghiên cứu

tính chất vật lý của hệ vĩ mô trên cơ sở phân tích những biến đổi năng lượng cóthể có của hệ mà không tính đến các cấu trúc vi mô của chúng

Chương VII – “Chất rắn và chất lỏng Sự chuyển thể” có nhiệm vụ

nghiên cứu các tính chất của chất rắn và chất lỏng Thêm vào đó, ở cuối chương

có đề cập đến sự chuyển thể của các chất và độ ẩm của không khí

Có thể sơ đồ hóa cấu trúc logic nội dung phần “Nhiệt học” Vật lý 10 THPTnhư sau:

Cấu tạo chất

Chất rắn

Thuyếtđộng phân

tử chất khí

Các quá trìnhbiến đổi trạngthái và các địnhluật chất khíPhương trìnhtrạng thái của khí lí tưởng

Nội năng và

sự biến đổi nội năng

Các nguyên

lí của nhiệtđộng lực học

Các ứngdụng thựctếChất rắn

và sựbiến dạngChất lỏng

và các hiệntượng bề mặt

Sự chuyển thể của các chất

Độ ẩm của không khí