Xây dựng và hướng dẫn học sinh lớp 10 THPT giải hệ thống bài tập chương Động lực học chất điểm - Vật lí 10 nâng cao theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Việc nắm vững chương trình bộ môn vật lí không chỉ có ý nghĩa là hiểu được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức mà còn phải biết vận dụng chúng để giải quyết nhiệm vụ học tập và nh

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật lí, phòng Sau Đại học Trường Đại học sư phạm Hà Nội 2, cùng các thầy, cô giáo đã tận tình giảng dạy quan tâm tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành khóa học

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thế Khôi, đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn

Xin cảm ơn GV, HS trường THPT Xuân Hòa, THPT Bến Tre (Phúc Yên – Vĩnh Phúc), gia đình, bạn bè cùng các học viên lớp K14 LL&PPDH bộ môn Vật lí đã ủng hộ động viên và tạo mọi điều kiện cho tôi trong thời gian học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn

Mặc dù đã cố gắng, do thời gian nghiên cứu còn hạn chế, thực nghiệm chưa thực hiện trên diện rộng nên luận văn còn có nhiều hạn chế, thiếu sót Tôi rất mong được sự đóng góp của các thầy, cô giáo và các bạn

Xin chân thành cảm ơn mọi sự giúp đỡ vô cùng quý báu ấy!

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Xây dựng và hướng dẫn học sinh lớp 10 THPT giải hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 Nâng cao theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề” là đề tài do

bản thân tôi nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của thầy giáo – TS Nguyễn Thế Khôi, khoa Vật lí trường ĐHSP Hà Nội 2 Đề tài không hề sao chép từ bất cứ một tài liệu nào, kết quả nghiên cứu không trùng với tác giả khác

Hà Nội, ngày 21 tháng 12 năm 2012

Người cam đoan

Đặng Thị Thu Thủy

Học sinh Khoa học tự nhiên Kiến thức mới Nghiên cứu tài liệu mới Phương pháp dạy học Sách giáo khoa

Sách bài tập Thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm Trung học phổ thông Vật lí

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA

VIỆC DẠY HỌC BTVL Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

CHƯƠNG 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “

ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” THEO HƯỚNG PHÁT

TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 65

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 66

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Nhân loại đang bước vào những năm đầu tiên của thế kỉ 21, thế kỉ của nền kinh tế tri thức, thế kỉ của xã hội thông tin, thế kỉ của toàn cầu hóa Đất nước ta đang trong thời kì hội nhập và phát triển Trước sự phát triển như vũ bão của kinh tế và khoa học công nghệ, ngành giáo dục cần phải đào tạo đội ngũ con người mang tầm vóc thời đại mới, đáp ứng được nhu cầu của xã hội trong hiện tại và cả trong tương lai

Đảng ta đã khẳng định giáo dục là quốc sách hàng đầu Chính sách giáo dục nước nhà sẽ đào tạo nên thế hệ tương lai có đủ tài trí để họ có thể trở thành những người làm chủ của đất nước, đưa đất nước ngày càng phát triển Nghị quyết BCH Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam lần 2, khóa VIII đã xác định rõ nhiệm vụ và mục tiêu của giáo dục: “Nhiệm vụ và mục tiêu cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng những con người và thế hệ gắn bó với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, có ý chí kiên cường, xây dựng và bảo vệ tổ quốc, công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước; giữ gìn và phát triển các giá trị văn hóa của dân tộc, có năng lực tiếp thu văn hóa nhân loại, phát huy tiềm năng dân tộc và con người Việt Nam, có

ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực cá nhân, làm chủ tri thức khoa học

và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kĩ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tổ chức kỉ luật, có sức khỏe là những người kế thừa xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên” [5]

Trước những đòi hỏi của sự phát triển đất nước và thực trạng của nền giáo dục nước nhà, Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ra chỉ thị số 15/1999 CT-BGD và ĐT về đổi mới PPDH trong các trường sư phạm Chỉ thị nêu rõ: “Đổi mới phương pháp giảng dạy và học tập trong các trường sư phạm nhằm tích cực hóa hoạt động học tập, phát huy tính chủ động sáng tạo

và năng lực tự học, tự nghiên cứu của học sinh, sinh viên Nhà giáo giữ vai trò chủ đạo trong việc tổ chức, điều khiển, định hướng quá trình dạy học, còn người học giũ vai trò chủ động trong quá trình học tập và nghiên cứu khoa học” [2]

Trong quá trình học tập môn Vật lí cũng như các môn học khác, nhiều phẩm chất nhân cách của HS được hình thành: thế giới quan, kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo…Vì thế HS cần coi trọng ba mặt: vai trò của trực quan, của tư duy trừu tượng và việc vận dụng vào thực tiễn Việc nắm vững chương trình

bộ môn vật lí không chỉ có ý nghĩa là hiểu được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức mà còn phải biết vận dụng chúng để giải quyết nhiệm vụ học tập và những vấn đề của thực tiễn đời sống Do vậy, BTVL giữ một vai trò quan trọng trong việc hình thành nhiệm vụ dạy học Vật lí ở trường phổ thông Trong lĩnh vực nghiên cứu các vấn đề về BTVL từ trước đến nay, đã có rất nhiều công trình của các tác giả nước ngoài như L.I Rêznicôv, A.V Piôrưxki, P A Znamenxki [17], X.E Camenetxki, V.P Ôrêkhôv [4], A.P Rưmkêvic, cũng như ở Việt Nam là Nguyễn Đức Thâm[20], Phạm Hữu Tòng [24]… hay một số luận văn cao học Hoàng Thanh Giang[7], Nguyễn Đức Sinh [19], đã nêu bật được tác dụng của BTVL trong dạy học, các cách phân loại BTVL, soạn thảo các hệ thống BTVL…

Trong SGK, SBT và các tài liệu tham khảo, số lượng bài tập là rất nhiều nhưng các tác giả chưa chú ý đến việc xây dựng hay phân loại bài tập

và đề ra các bước giải từng loại một cách hợp lí, đồng thời ít khi dùng BTVL

để hình thành kiến thức mới Những điều đó gây khó khăn cho GV trong việc hướng dẫn HS giải BT, cho HS trong việc nhận biết và giải các loại BT, đồng thời chưa khai thác triệt để tác dụng của BTVL trong dạy học Cho nên

việc nghiên cứu đề tài “Xây dựng và hướng dẫn học sinh lớp 10 THPT giải

hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 Nâng cao theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề” là rất cần thiết

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng hệ thống bài tập và đề ra cách sử dụng nó trong quá trình dạy học chương “ Động lực học chất điểm” nhằm giúp HS lớp 10 ban KHTN theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề, góp phần nâng cao chất lượng học tập bộ mon Vật lí

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: Hoạt động dạy học BTVL của GV và HS ở trường THPT

- Phạm vi: Hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT nâng cao

4 Giả thuyết khoa học

Khi dạy học chương “Động lực học chất điểm” – VL 10 Nâng cao, nếu giáo viên xây dựng được hệ thống BTVL theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề và đề ra cách tổ chức hướng dẫn HS giải nó thì sẽ phát triển được năng lực giải quyết vấn đề của HS

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu lí luận về BTVL

5.2 Điều tra thực trạng dạy học giải bài tập chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT ban KHTN

5.3 Xác định mục tiêu dạy học chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT ban KHTN và xây dựng hệ thống bài tập, đề xuất cách hướng dẫn HS giải nó nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS

5.4 Thực nghiệm đánh giá tính khả thi, hiệu quả của hệ thống BTVL và cách hướng dẫn đã đề xuất

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu các tài liệu lí luận về BTVL trong dạy học ở trường phổ thông

- Nghiên cứu chương trình SGK, sách BT, sách GV các tài liệu tham khảo để xây dựng hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” nhằm giúp nắmvững kiến thức cơ bản và góp phần nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho HS lớp 10 THPT Ban KHTN

6.2 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Điều tra, quan sát thực tế về hoạt động dạy học giải BTVL chương “Động lực học chất điểm” ở trường THPT nhằm thu thập thông tin làm rõ cơ sở thực tiễn của đề tài

- Thực nghiệm sư phạm đánh giá tính khả thi của đề tài

- Dùng thống kê toán học để xử lí kết quả TNSP

7 Cấu trúc của khóa luận

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, Luận văn gồm

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC

DẠY HỌC BTVL Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG

1.1 Quan niệm về BTVL

Trong thực tiễn dạy học cũng như trong các tài liệu giảng dạy, các thuật

ngữ “bài tập”, “bài tập vật lí” được sử dụng cùng các thuật ngữ “bài toán”,

“bài toán vật lí” Trong cuốn Đại từ điển tiếng Việt, “bài tập” và “bài toán”

được giải nghĩa khác hẳn nhau: Bài tập là bài ra để luyện tập, vận dụng kiến thức đã học [27, tr.86]; bài toán là vấn đề cần giải quyết, tìm ra lời giải bằng các quy tắc, định lí [27, tr.87] Cũng như vậy, một số ý kiến cho rằng cần

phân biệt hai thuật ngữ “bài tập vật lí” và “bài toán vật lí” vì BTVL có ý

nghĩa là bài tập vận dụng đơn giản kiến thức lí thuyết đã học về vật lí vào những trường hợp cụ thể còn bài toán vật lí được sử dụng để hình thành KTM trong khi giải quyết một vấn đề được đặt ra chưa có câu trả lời, hoặc đề ra một cách giải quyết, phương pháp hành động mới Nhưng bên cạnh đó, trong một

số tài liệu như [6], [17],…, các tác giả lại dùng hai thuật ngữ đó như một với cách hiểu giải bài tập (bài toán) vật lí là vận dụng các khái niệm, quy tắc, định luật vật lí,…đã được học vào giải quyết những vấn đề thực tế trong đời sống, lao động

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

đề một cách máy móc mà chính họ cũng tập cách giải quyết vấn đề đó HS cũng tập các hành động, các phương pháp hoạt động để chiếm lĩnh KTM như quan sát, phân tích hiện tượng, đo lường, so sánh, khái quát hóa, tìm mối quan

hệ nhân quả giữa các hiện tượng,… Điều đó có nghĩa là HS phải chủ động

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

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

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

và gọi chung là BTVL

1.2 Tác dụng của BTVL trong dạy học

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

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

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

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

ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

1.2.2 Hình thành KTM

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

mà HS thu được cái mà họ chưa từng được biết hoặc chưa được biết một cách

rõ ràng, chính xác Tức là, trong tiết học đó, HS có thể thu được KTM hoặc không thu được KTM nhưng lại có cách hiểu mới về kiến thức đã học hoặc thấy rõ hơn giới hạn, phạm vi áp dụng của kiến thức

Đối với các tiết học NCTLM nhằm cung cấp cho HS cách hiểu mới về kiến thức đã học hoặc thấy rõ hơn giới hạn, phạm vi áp dụng của kiến thức, thì BTVL được GV đưa ra sau khi HS đã nắm được nội hàm của kiến thức đó Trong các tiết học loại này, BTVL giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức bằng cách đi sâu vào một khía cạnh của vấn đề Ví dụ sau khi HS nghiên cứu xong định luật II Niutơn, yêu cầu HS giải thích hiện tượng: Khi xe ôtô phanh gấp, hành khách trên xe đều xô về phía trước

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

Với các tiết học nhằm cung cấp KTM cho HS thì HS được làm quen với bản chất của các hiện tượng vật lí bằng nhiều cách khác nhau (thí nghiệm biểu diễn, kể chuyện, làm bài thực hành,…)Tính tích cực của HS, chiều sâu và mức độ nắm vững kiến thức sẽ tốt nhất khi gặp “tình huống có vấn đề” Trong nhiều trường hợp, nhờ tình huống có vấn đề có thể xuất hiện một kiểu bài tập

mà việc giải bài tập đó sẽ giúp HS phát hiện lại quy luật vật lí chứ không phải tiếp thu quy luật đó dưới hình thức có sẵn Trong những trường hợp này, BTVL xuất hiện như một phương tiện để NCTLM Và với mục đích đó, ta có thể sử dụng bài tập định tính, định lượng, bài tập thực nghiệm và các bài tập khác

Trong quá trình giải bài tập, bằng cách dựa vào kiến thức đã có của HS có thể cho họ phân tích các hiện tượng vật lí đang được nghiên cứu, hình thành cho họ các hiện tượng, các đại lượng vật lí, các quy tắc, quy luật vật lí mới Thông qua giải bài tập thí nghiệm, có thể bồi dưỡng cho HS phương pháp thực nghiệm với tính cách là một phương pháp nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên dựa trên phép đo và khảo sát toán học sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng vật lí, mối liên hệ cso tính quy luật giữa các hiện tượng vật lí Về mặt này có thể hình thành cho HS một định luật vật lí Ví dụ như định luật Bôi lơ - Mariôt, định luật Sáclơ, định luật phản xạ, khúc xạ ánh sáng, định luật Húc,… Cũng có khi việc hình thành cho HS một định luật vật lí bằng cách yêu cầu

họ giải bài tập mà khi giải nó chỉ cần lập luận logic và biến đổi toán học cùng với việc sử dụng các kiến thức đã có của HS Ví dụ: Trong bài “Động lượng

Định luật bảo toàn động lượng”; HS có thể rút ra định luật từ các định luật Niutơn HS cũng có thể tìm lại định luật Ôm cho toàn mạch bằng cách rút ra định luật này từ định luật Jun – Lenxơ, định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, kiến thức về năng lượng do nguồn điện cung cấp;…

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

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

mà các em thu được là qua hoạt động giải bài tập của họ Tuy nhiên để đạt được hiệu quả cao, BTVL đưa ra phải đảm bảo một số yêu cầu sau:

1) Mỗi bài tập đưa ra phải chứa vấn đề học tập cần giải quyết và vừa sức với HS

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

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

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

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

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

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

Với các tiết luyện tập giải bài tập, GV phải đưa cho HS các bài tập liên quan tới nhiều kiến thức đã biết mà để giải chúng, HS phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học, thậm chí trong cả chương, phần Do đó, họ sẽ hiểu rõ hơn, ghi nhớ vững chắc nội dụng kiến thức đã học Trong các tiết học này, hoạt động của GV sẽ như sau: Kiểm tra sự chuẩn bị về lí thuyết giải bài tập và việc nắm phương pháp giải từng kiểu bài tập của HS Sau đó, yêu cầu

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

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

1.2.4 Phát triển tư duy vật lí cho HS

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

tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa,… để tự lực tìm hiểu vấn đề, tìm ra cái cơ bản, chìa khóa để giải quyết vấn đề Trong những điều kiện đó, tư duy và năng lực sáng tạo của HS được phát triển Bên cạnh đó, việc giải quyết các BTVL còn có tác dụng bồi dưỡng cho HS phương pháp nghiên cứu khoa học

1.2.5 BTVL là phương tiện có hiệu quả trong kiểm tra đánh giá kết quả học

tập về vật lí của HS Đặc biệt là giúp phát triển trí tuệ, làm bộc lộ những khó khăn chủ yếu và những sai lầm cơ bản của HS trong học tập Từ đó, GV có

thể đề ra cách giúp đỡ các em vượt qua khó khăn, khắc phục những sai lầm

đó

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

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

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

Bên cạnh đó, các BTVL có kĩ thuật tổng hợp (hiện đại, gắn liền với chương trình)còn có tác dụng rất lớn đến việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho

HS Nó cũng là một phương tiện thuận lợi để HS liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống sản xuất Từ đó góp phần giáo dục hướng nghiệp cho HS

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

1.3 Phân loại BTVL

Trong nhiều tài liệu về phương pháp giảng dạy vật lí [6], [25], , các tác giả đưa chia BTVL theo nhiều dấu hiệu khác nhau Có thể tổng kết các cách phân loại ấy như sau:

1.3.1 Theo nội dung:

- Tài liệu vật lí;

- Nội dung cụ thể, trừu tượng;

- Nội dung kĩ thuật tổng hợp;

- Nội dung lịch sử

1.3.2 Theo mục đích dạy học:

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

- Bài tập kiểm tra;

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

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

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

1.3.5 Theo phương thức giải hay cho điều kiện:

- Bài tập định tính;

- Bài tập định lượng;

- Bài tập đồ thị;

- Bài tập thí nghiệm

1.3.6 Theo hình thức lập luận logic:

- Bài tập dự đoán hiện tượng;

- Bài tập giải thích hiện tượng;

- Bài tập tổng hợp

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

vì trong bất kì loại nào cũng chứa đựng một vài yếu tố của một hay một vài loại khác Ví dụ trong cách gần như phổ biến nhất là phân loại theo phương thức giải hay cho điều kiện thì để giải bài tập định lượng buộc phải lập luận logic; có bài tập thí nghiệm, đồ thị hoặc thuộc loại BT định tính hoặc thuộc loại BT định lượng Đặc biệt là các cách phân loại bài tập trên chỉ mang tính chất bề ngoài chưa đề cập gì đến chủ thể giải BTVL là HS Để khắc phục tình

trạng trên, TS Nguyễn Thế Khôi [12] đã đưa ra cách phân loại bài tập dựa vào mức độ phức tạp của hoạt động tư duy trong quá trình tìm kiếm lời giải:

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

Ta có thể mô hình hóa các mối liên hệ của cái đã cho, cái phải tìm và cái chưa biết như sau [23]:

Trong đó (x) là cái phải tìm; A, B là những cái đã cho; a, b là những cái chưa biết

Giả sử khi giải một BTVL nào đó, phân tích điều kiện trong đề bài và dựa trên kiến thức vật lí, ta dẫn ra được sáu mối liện hệ được mô hình hóa như sau :

B

A

x

Sáu mối liện hệ này cho ta thấy có mối liên hệ giữa cái phải tìm x với cái

đã cho A, B, C, D, E, G, H, I, K, thông qua mối liên hệ của chúng với cái chưa biết a, b, c, d, e Nhờ hệ thống sáu mối liện hệ này mà ta có thể làm sáng

tỏ (hoặc loại trừ) cái chưa biết để rồi xác định được cái phải tìm

Mô hình hóa quá trình làm sáng tỏ các yếu tố chưa biết trong các mối liên

hệ đã xác lập để đi đến xác định cái phải tìm như sau :

1.4.2 Các bước chung của việc giải một BTVL

Nói chung, tiến trình giải một BTVL trải qua các bước: Tìm hiểu đề bài; Xác lập các mối liên hệ cơ bản của các dữ liệu xuất phát và của cái phải tìm; Rút ra kết quả cần tìm; Kiểm tra xác nhận kết quả

Bước thứ nhất: Tìm hiểu đề bài

+ Đọc, ghi ngắn gọn các dữ liệu xuất phát và các dữ liệu phải tìm

+ Mô tả lại tình huống được nêu trong đề bài, vẽ hình minh họa

+ Nếu đề bài yêu cầu thì phải dùng đồ thị hoặc làm thí nghiệm để thu được các dữ liệu cần thiết

Bước thứ hai: Xác lập các mối liện hệ cơ bản của các dữ liệu xuất phát và của các cái cần tìm

+ Đối chiếu các dữ liệu xuất phát và các dữ liệu phải tìm, xem xét bản chất vật lí của tình huống đã cho để nghĩ đến các kiến thức, các định luật, các công thức liên quan

+ Xác lập mối liên hệ cơ bản cụ thể của các dữ liệu xuất phát và của cái phải tìm

+ Tìm kiếm, lựa chọn các mối liên hệ tối thiểu cần thiết, sao cho thấy được

có mối liên hệ của cái phải tìm với các dữ liệu xuất phát, từ đó hi vọng có thể rút ra cái cần tìm

Bước thứ ba: Rút ra kết quả cần tìm

Từ các mối liện hệ cần thiết đã xác lập được, tiếp tục luận giải, tính toán

để rút ra kết quả cần tìm

Bước thứ tư: Kiểm tra xác nhận kết quả

Để có thể xác nhận kết quả cần tìm, cần kiểm tra lại việc giải, theo một hoặc một số cách sau đây:

Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi, xét hết các trường hợp chưa;

Kiểm tra lại xem tính toán có đúng không;

Kiểm tra thứ nguyên xem có phù hợp không;

Xem xét kêt quả về ý nghĩa thực tế có phù hợp không;

Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm xem có phù hợp không;

Giải bài toán theo cách khác xem có cho cùng kết quả không

1.5.Nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập vật lí

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

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

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

ấy, BTVL được sử dụng nhiều hơn cả trong hai loại tiết học là NCTLM và

luyện tập giải bài tập

1.5.1 Tiết học NCTLM

Như đã nói ở trên, tiết học NCTLM là tiết học trong đó HS thu được cái họ chưa biết từ trước hoặc chưa biết một cách rõ ràng, chính xác Trong các tiết học này, BTVL được sử dụng ở một khâu đề xuất vấn đề, giải quyết vấn đề, củng cố hoặc ở tất cả các khâu đó

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

có những tài liệu nào đó làm cơ sở xuất phát [28, tr.5] Có nhiều cách để làm xuất hiện vấn đề cần nghiên cứu tìm cách giải quyết Một trong số đó là sử dụng bài tập đề xuất vấn đề Việc xây dựng các vấn đề trong dạy học bằng bài tập sẽ kích thích được hứng thú học tập của HS, tạo ra được khả năng củng cố kiến thức đã có và xây dựng mối quan hệ giữa kiến thức đã có và cả KTM Bài tập đề xuất vấn đề được sử dụng ở đầu giờ học Nó không những có tác dụng xây dựng vấn đề dạy học mà còn có thể chuẩn bị cho việc nghiên cứu vấn đề

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

1) Giải bằng lập luận logic và biến đổi toán học trên cơ sở những kiến thức đã biết

2) Buộc phải quan sát, tiến hành thí nghiệm Nói cách khác, trong quá trình giải BT việc sử dụng lập luận logic và toán học đã biết không dẫn tới câu trả lời cuối cùng, hoặc tuy dẫn tới kết quả cuối cùng nhưng không rõ có phù hợp với thực tiễn không thì người học buộc phải quan sát, làm thí nghiệm mới thu được câu trả lời của bài tập

Thuộc vào loại đầu là bài tập rút ra định luật bảo toàn động lượng từ định luật II, III Niutơn, thuộc vào loại hai là BT rút ra định luật III Niutơn, lực ma sát trượt, BT xác định các đặc điểm (phương, chiều, độ lớn) và điều kiện xuất hiện của lực đàn hồi của lò xo trong [12, tr.73 – 76]

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

1.5.2 Tiết học luyện tập giải bài tập

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

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

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

Hình thức sau thường dùng để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo và kiểm tra kết quả học tập của HS Tính độc lập, tích cực của HS phụ thuộc rất nhiều vào

mức độ phức tạp của bài tập Vì thế, bài tập đề ra phải vừa sức, đủ phức tạp

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

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

1.5.3 Nguyên tắc lựa chọn hệ thống BTVL

BTVL phải tạo thành một hệ thống xác định; phù hợp với phương pháp lựa chọn và đáp ứng được một mục đích dạy học nhất định

Hệ thống BTVL xây dựng được cho phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

+ Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp Tính phức tạp tăng dần của mối quan hệ giữa những đại lượng và khái niệm đặc trưng cho quá trình hoặc hiện tượng mô tả trong các BTVL

+ Số lượng bài tập phải phù hợp với thời gian quy định của chương trình học

+ Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phần khắc phục những khó khăn chủ yếu, những sai lầm phổ biến của HS trong học tập

+ Mỗi bài tập phải đóng góp một phần nào đó trong việc nắm bắt kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thói quen vận dụng kiến thức, phát triển năng lực HS trong việc giải quyết các vấn đề học tập và thực tiễn, mỗi bài tập sau phải đem lại cho HS một điều mới lạ nhât định và một khó khăn vừa sức Đồng thời việc giải bài tập trước là cơ sở cho việc giải bài tập sau

1.6 Các kiểu hướng dẫn HS phổ thông giải BTVL

Theo GS Phạm Hữu Tòng, dựa vào mục tiêu dạy học, có thể phân ra thành ba kiểu hướng dẫn HS giải BTVL [23, tr.83 - 91]:

1.6.1 Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn angôrit)

Hướng dẫn theo mẫu là hướng dẫn chỉ rõ cho HS những hành động cụ

thể cần thực hiện và trình tự thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó

để đạt kết quả như mong muốn Những hành động này được coi là những hành động sơ cấp, phải được HS hiểu một cách đươn giá và HS đã nắm vững

Kiểu hướng dẫn angôrit không đòi hỏi HS phải tự mình tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi HS chấp hành các hành động đã được GV chỉ ra, cứ theo đó HS sẽ đạt được kết quả, sẽ giải được BT đã cho

Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việc giải BT để xác định một trình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải được BT và phải đảm bảo cho các hành động đó là những hành động sơ cấp với HS, nghĩa là kiểu hướng dẫn này đòi hỏi angôrit giải bài tập

Kiểu hướng dẫn angôrit được áp dụng khi cần dạy cho HS phương pháp giải một loại BT điền hình nào đó, nhằm luyện tập cho HS kỹ năng giải một loại BT xác định nào đó

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là đảm bảo HS giải được bài toán một cách chắc chắn giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài toán của HS có hiệu quả Tuy nhiên, nếu chỉ áp dụng kiểu hướng dẫn này thì HS chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo mẫu đã có sẵn, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho HS khả năng tìm tòi sáng tạo, sự phát triển tư duy sáng tạo của HS bị hạn chế

Việc truyền đạt cho HS angôrit giải một loại bài toán xác định có thể theo những cách khác nhau Có thể chỉ dẫn cho HS angôrit dưới dạng có sẵn Qua việc giải một vài bài toán mẫu, GV phân tích phương pháp giải và chỉ dẫn cho HS angôrit giải loại bài toán đó rồi cho HS tập áp dụng để giải các bài toán tiếp theo Đối với lớp có đa số HS học lực khá, muốn tăng cường rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề của HS, có thể lôi cuốn HS tham gia vào quá trình xây dựng angôrit chung để giải bài toán đã cho Thông qua việc phân

tích những bài toán đầu tiên có thể yêu cầu HS tự vạch ra angôrit giải loại bài toán này rồi áp dụng vào việc giải các bài toán tiếp theo Trong trường hợp lớp có đa số HS học lực yếu, có thể HS chưa áp dụng được ngay angôrit đã được đưa ra cho HS thì GV cần đưa ra những bài tập luyện tập riêng nhằm đảm bảo cho HS nắm vững những hành động sơ cấp, tạo điều kiện cho HS có thể áp dụng được ngay angôrit đã cho

1.6.2 Hướng dẫn tìm tòi (Hướng dẫn ơrixtic)

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy

nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết, không phải là GV chỉ dẫn cho HS chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu đã có để đi tới kết quả, mà GV gợi

mở để HS tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ HS vượt qua khó khăn để giải được BT Đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy HS, tạo điều kiện để HS tự lực tìm tòi cách giải quyết

Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm là tránh được tình trạng GV làm thay

HS trong việc giải BT và đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy của HS, tạo điều kiện cho họ tự lực tìm tòi cách giải quyết Tuy nhiên, với kiểu hướng dẫn này không phải bao giờ cũng đảm bảo cho HS giải BT một cách chắc chắn

Do vậy, GV cần có sự hướng dẫn thêm cho HS, nhưng không đưa HS đến chỗ chỉ việc thừa nhận các hành động theo mẫu, đồng thời sự hướng dẫn đó không quá viển vông, quá chung chung không giúp cho sự định hướng tư duy của

HS Nó phải có tác dụng hướng tư duy của HS vào phạm vi cần và có thể tìm tòi, phát hiện cách giải quyết

1.6.3 Định hướng khái quát chương trình hóa

Định hướng khái quát chương trình hóa là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS tự tìm tòi cách giải quyết (cũng như kiểu hướng dẫn tìm

tòi), nhưng giúp cho HS ý thức được đường lối khái quát của việc tìm tòi giải quyết vấn đề và sự định hướng được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lí Sự định hướng ban đầu đòi hỏi quá trình tự lực tìm tòi giải quyết của

HS Nếu HS không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của GV là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi

ý thêm cho HS, để thu hẹp hơn phạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho vừa sức với HS Nếu HS vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi, giải quyết thì chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho HS hoàn thành được yêu cầu của một bước, sau đó tiếp tục yêu cầu HS tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo Nếu cần GV lại giúp đỡ thêm, cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong

vấn đề đặt ra

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là dạy cho HS cách suy nghĩ trong quá trình giải BT, đảm bảo cho HS giải được bài toán đã cho Tuy nhiên, đòi hỏi GV phải theo sát tiến tình hoạt động giải BT của HS không chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn, mà phải kết hợp việc định hướng với việc kiểm kết quả hoạt động của HS để điều chỉnh sự giúp đỡ thích ứng với trình độ của HS

Trong luận văn, chúng tôi sử dụng hai kiểu hướng dẫn là hướng dẫn tìm tòi và định hướng khái quát hóa chương trình

1.7 Phát triển năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động giải BTVL của

HS

1.7.1 Khái niệm vấn đề, tình huống có vấn đề

Khái niệm vấn đề dùng để chỉ một khó khăn, một nhiệm vụ nhận thức mà

HS không thể giải quyết được chỉ bằng kinh nghiệm sẵn có, theo một khuôn mẫu có sẵn, nghĩa là không thể dùng tư duy tái hiện đơn thuần các kiến thức,

kĩ năng, cách thức hành động đã có mà phải tìm tòi sáng tạo cái mới giải

quyết được và khi giải quyết được thì HS đã thu được kiến thức, kĩ năng cách thức hành động mới

Vấn đề chứa đựng câu hỏi, nhưng đó là câu hỏi về một cái chưa biết, câu hỏi mà câu trả lời là một cái mới (kiến thức, kĩ năng, cách thức hành động mới) phải tìm tòi, sáng tạo mới xây dựng được chứ không phải câu hỏi chỉ đơn thuần yêu cầu nhớ lại các kiến thức đã có

Tình huống có vấn đề là tình huống trong đó xuất hiện vấn đề cần giải quyết mà HS tham gia thì gặp một khó khăn, HS ý thức được vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hy vọng có thể giải quyết được, do đó bắt tay vào giải quyết vấn đề đó Nghĩa là tình huống này kích thích hoạt động nhận thức tích cực của HS đề xuất vấn đề và GQVĐ đã đề xuất Có nhiều cách tạo tình huống có vấn đề: từ kinh nghiệm sống, quan sát tự nhiên, thí nghiệm, kể chuyện lịch sử, giải BTVL…

1.7.2 Khái niệm về năng lực

Theo Ph.N.Gônôbôlin: “Trong khoa học tâm lí, người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lí riêng lẻ của cá nhân, nhờ những thuộc tính ấy mà con người hoàn thành tốt đẹp một hoạt động nào đó mà mặc dù bỏ ra ít sức lao động vẫn đạt kết quả cao” [8, tr.61] P.A.Ruđich còn đưa ra định nghĩa:

“Năng lực – đó là tính chất tâm lí của con người chi phối trong quá trình tiếp thu kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo cũng như hiệu quả thực hiện một hành động nhất định” [18, tr.382]

Khi xem xét bản chất của năng lực, cần chú ý tới ba dấu hiệu chủ yếu của nó: 1) Là sự khác biện các thuộc tính tâm lí cá nhân, làm cho người này khác người kia; 2) Chỉ là sự khác biệt có liên quan đến hiệu quả của việc thực hiện

một hoạt động nào đó; 3) Được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của cá nhân

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

Mức độ phát triển của năng lực phụ thuộc vào mức độ nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo Muốn phát triển năng lực, phải nắm vững và vận dụng một cách sáng tạo những kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo đã tích lũy được về một lĩnh vực nhất định Mặt khác, năng lực giúp cho việc nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo được dễ dàng và nhanh chóng hơn Tuy nhiên, năng lực khác với

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

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

1.7.3 Quan hệ giữa giải BTVL với phát triển năng lực GQVĐ

Giải bài tập là một hình thức tự lực giải quyết một vấn đề nào đó nêu ra trong đầu bài Ở trình độ thấp là nhận biết những điều kiện có thể áp dụng một giải pháp đã biết vào một tình huống tương tự với các tình huống quen thuộc Ở trình độ cao hơn, phải thực hiện một loạt những phân tích và biến đổi để có thể áp dụng được giải pháp cơ bản đã biết Và cuối cùng ở trình độ sáng tạo, phải tìm ra giải pháp mới mà trước đây chưa biết Với đa số HS phổ

thông hiện nay, cần cố gắng đạt đến trình độ thứ hai

Năng lực giải quyết vấn đề của HS được hình thành và phát triển trong giải BTVL

1.8 Yêu cầu giải BTVL theo hướng GQVĐ

Trong DH có không ít vấn đề được giải quyết bằng việc giải bài tập Thông thường sau khi nêu vấn đề nghiên cứu, GV đưa ra một BT phức hợp chia nó thành các BT bộ phận (có thể là các BT cơ bản) mà qua giải chúng

HS tìm được lời giải – nghĩa là thu được kiến thức mới

Các PPDH được sử dụng rất phong phú Căn cứ vào tính chất của hoạt động nhận thức do HS thực hiện khi lĩnh hội những dạng nội dung khác nhau, vào tính chất hoạt động của GV – người tổ chức hoạt động đa dạng đó của

HS, M.N.Xcatkin và I.la.lemer [28, tr.84 – 86] đã phân chia chúng làm năm loại: 1) Giải thích – minh họa; 2) Tái hiện; 3) Trình bày nêu vấn đề; 4) Tìm tòi từng phần (Ơrixtic); 5) Ngiên cứu Chúng lại được phân làm hai nhóm: Tái hiện; Sáng tạo Tìm tòi từng phần thuộc nhóm sáng tạo, là PPDH trong đó

“GV tổ chức cho HS tham gia giải quyết từng bước tìm tòi…GV xây dựng bài làm, chia nó thành những BT phụ, vạch ra các bước tìm tòi, còn HS thì thực hiện các bước ấy” PPDH này được thể hiện dưới ba hình thức:

1) Đưa HS tuần tự tiến dần tới việc giải quyết tự lực các vấn đề bằng cách sơ bộ cho họ hoàn thành từng bước việc giải quyết, từng giai đoạn nghiên cứu, hình thành dần dần cho các em kĩ năng

2) Chia bài tập phức hợp thành một loạt các BT bộ phận, BT cơ bản Mỗi BT ấy giúp tiến dần một cách dễ dàng tới việc giải quyết BT phức hợp ban đầu

3) Tổ chức đàm thoại Ơrixtic, bao gồm một loạt câu hỏi liên hệ lẫn nhau, mỗi câu hỏi là một bước trên con đường dẫn tới việc giải quyết vấn đề và

phần lớn đòi hỏi ở HS không những phải tái hiện kiến thức mà còn phải thực hiện một sự tìm tòi nho nhỏ

Như vậy theo quan điểm lí luận dạy học, việc giải BT dẫn đến hình thành kiến thức mới đối với HS có thể được tổ chức theo phương pháp tìm tòi từng phần dưới cả ba hình thức kể trên

Khi phân loại các PPDH thành các PPDH cơ bản, PPDH phức hợp, ở [15], [16] Nguyễn Ngọc Quang đã gọi PPDH bằng giải BT là dạy học nêu vấn đề - ơrixtic và nói rõ: Nó là một tiếp cận mới trong lĩnh vực phương pháp là một tập hợp nhiều PPDH mà trung tâm là phương pháp BT

Để đánh giá sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề của HS trong giải BTVL, chúng tôi đề ra yêu cầu của việc giải BTVL như sau:

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

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

đã được giải thành thạo xuất hiện trong quá trình giải

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

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

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

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

1.9 Thực trạng dạy học BTVL chương “ Động lực học chất điểm” theo hướng GQVĐ ở trường phổ thông

Thực trạng dạy học BTVL chương “ Động lực học chất điểm” – Vật lí 10 Nâng cao theo hướng GQVĐ ở trường phổ thông được rút ra từ việc điều tra

HS trong học tập chương này

1.9.2 Tiến hành điều tra

Để đạt được mục đích đặt ra, chúng tôi sử dụng các cách sau:

- Dự giờ các tiết học và các giờ BT

- Trao đổi, trò chuyện trực tiếp với các GV, sử dụng phiếu điều tra với các GV

- Trao đổi, trò chuyện trực tiếp với HS, xem xét phân tích các bài kiểm tra, vở ghi lí thuyết, vở bài tập

1.9.3 Kết quả

1.9.3.1 Tình hình dạy học và sử dụng bài tập của GV

Các GV đều áp đặt HS suy nghĩ và giải BT theo cách của mình chứ không hướng dẫn họ độc lập suy nghĩ tìm kiếm lời giải Ngoài ra, GV còn để ý quá nhiều tới các phép biến đổi toán học, tính toán cụ thể mà coi nhẹ việc phân

tích đường lối giải, định hướng tư duy của HS trong quá trình giải BT Ví dụ

khi dạy học về chuyển động của vật bị ném GV chỉ chú ý tới việc rút ra công thức tính vận tốc, gia tốc, quãng đường mà không hướng dẫn HS cách phân tích thành các chuyển động thành phần lên các trục tọa độ để tìm ra các công thức ấy Cho nên HS khó khăn trong việc áp dụng giải BT tương tự nhưng thay đổi các góc ném khác nhau

Trong tiết học NCTLM các GV đều sử dụng phương pháp diễn giải kết hợp với hình vẽ, thí nghiệm minh họa Đôi khi họ cũng muốn phát huy tính tích cực, tự lực cho HS bằng cách đặt ra các câu hỏi gợi ý HS trong tiến trình bài học Tuy nhiên những câu hỏi đưa ra chưa định hướng được tư duy HS vào đúng tiến trình GQVĐ; chưa kích thích được sự chú ý tích cực, khả năng làm việc tự lực của HS trong tiến trình GQVĐ của bài học Mặt khác, những câu hỏi đó chỉ đòi hỏi HS sự tái hiện thông thường không có tác dụng trong việc phát triển tư duy HS Ví dụ sau khi học xong kiến thức về các lực cơ học

GV chỉ cho HS làm các BT riêng lẻ về từng loại lực mà không kết hợp chúng vào trong cùng một BT để HS có thể tổng hợp kiến thức về các loại lực đã học

Việc sử dụng bài tập để hình thành KTM cho HS gần như không được quan tâm Trong các tiết học NCTLM, GV chỉ thông báo và diễn giảng cho

HS hiểu KTM mà không quan tâm đến việc tổ chức hoạt động tự lực chiếm lĩnh KTM của họ BTVL chỉ được sử dụng ở khâu vận dụng, củng cố và trong các tiết học luyện tập giải bài tập ràn kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức đã

học vào thực tiễn Các bài này chủ yếu là các bài tập trong SGK và sách BT BTVL chưa được các GV sử dụng ở khâu hình thành KTM Thậm chí có GV còn không biết đến chức năng này của BTVL Ví dụ trong khi dạy học bài chuyển động của hệ vật GV cho HS làm bài tập về hệ vật nhưng sau đó không nhấn mạnh, nêu ra KTM cần đạt được sau BT này là các bước giải BT động lực học

1.9.3.2 Tình hình học tập của HS

Nhiều HS lười hoạt động, suy nghĩ trong giờ học, thậm chí nhiều em còn không nhớ các kiến thức đã học trước khi học bài mới Các em thường chỉ ngồi nghe giảng và trông chờ các thầy cô đọc để chép, không có hứng thú tìm tòi và rất ít khi đặt câu hỏi với giáo viên về vấn đề đang và đã học Ví dụ HS không lấy được ví dụ về hiện tượng quán tính trong đời sống, kĩ thuật; hay ví

dụ về cách làm tăng ma sát có lợi và giảm ma sát có hại

Nhiều HS chưa nắm vững được kiến thức đã học trên lớp, không giải BT

về nhà, không tích cực theo dõi quá trình chữa BT trên bảng của thầy, của bạn chủ yếu là ghi chép một cách máy móc vào vở những phép tính toán cụ thể và kết quả cuối cùng Ví dụ trong bài học chuyển động của hệ vật các em luôn chú ý đến việc giải hệ phương trình để tìm ra kết quả cuối cùng mà không quan tâm đến việc viết phương trình định luật II Niutơn cho từng vật, chiếu chúng lên hệ trục tọa độ để tìm ra được hệ phương trình đó

Nhiều em không nhớ các công thức, khái niệm, định luật VL Sau khi được hỏi lại thì họ không biết xuất phát từ đâu mà có những phép tính toán đó ( nghĩa là không hiểu bản chất VL) Các em còn gặp nhiều khó khăn khi tiếp thu các hiện tượng, khái niệm, định luật VL mới Ví dụ còn khoảng 20% HS nhầm lực ma sát nghỉ là ma sát trượt trong một số trường hợp

Hầu như HS không có thói quen tổng hợp, phân tích, suy luận, vận dụng,

so sánh… các kiến thức trong từng tiết học Do đó kiến thức của các em hời hợt, không chắc chắn và rất nhanh quên

HS chỉ quen áp dụng một cách máy móc vào các tình huống tương tự như

đã học Ví dụ HS chỉ quen việc chọn hệ quy chiếu khi vật chuyển động trên đường thẳng nhưng gặp khó khăn trong bài toán quỹ đạo chuyển động của vật

là đường cong, chuyển động của hệ hai vật theo hai phương khác nhau

1.9.4 Những khó khăn chủ yếu và sai lầm phổ biến của HS

Khi xác định các lực tác dụng lên vật cần nghiên cứu HS thường bị bỏ sót tác dụng của lực nào đó hoặc đặt vào vật các lực không có thực, không do các vật khác tác dụng Ví dụ như khi xác định các lực tác dụng lên một vật chuyển động trên bề mặt vật khác HS lại bỏ qua hoặc lực ma sát, hoặc phản lực đàn hổi của mặt tựa Thiếu sót này xuất phát từ quan niệm là mỗi vật xung quanh chỉ tác dụng vào vật đang xét chỉ một lực mà thôi

Việc xác định các lực tác dụng lên vật nghiên cứu là không chỉ kể tên mà còn nêu rõ hướng và độ lớn của từng lực ấy Vẫn còn một số HS biểu diễn sai hướng của trọng lực đặt vào vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng khi vẽ

nó vuông góc với mặt phẳng đó (như đối với vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang)

Khi xác định hướng của lực đàn hồi là do không xác định được hướng biến dạng của vật đàn hồi, hay hướng dịch chuyển của các phần tử khi vật bị biến dạng

Ngoài ra HS còn sai lầm trong việc viết phương trình của định luật II Niutơn cho chuyển động của hệ vật nối với nhau bởi sợi dây không giãn vắt qua một ròng rọc cố định Về thực chất, đinh luật II chỉ viết cho một vật coi như một chất điểm Nhưng cũng có thể viết cho hệ vật chỉ khi các vật trong hệ chuyển động với cùng một vectơ gia tốc Tuy vậy vẫn có HS viết phương

trình của định luật II cho cả hệ nói trên coi như một vật (một chất điểm) khi các vật trong hệ chuyển động với gia tốc khác nhau tại mỗi thời điểm

Mặt khác, khả năng diễn đạt ý của HS còn kém nên HS lúng túng, thiếu tự tin khi phát biểu xây dựng bài, giải thích hiện tượng, khi diễn đạt vấn đề mà

mình hiểu hoặc muốn hỏi

Từ thực tế dạy học trên chúng tôi rút ra kết luận: Để góp phần nâng cao chất lượng học tập và khắc phục những khó khăn, giúp GV kích thích, điều khiển hoạt động tự lực của HS, cần thiết phải xây dựng hệ thống BT nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề dựa trên cơ sở khoa học chặt chẽ, đồng thời chỉ ra được cách tổ chức sử dụng chúng trong từng bước lên lớp mỗi tiết học VL

- Thực trạng dạy học BTVL chương “Động lực học chất điểm” – Vật lí

10 Nâng cao của GV và HS trường THPT, đặc biệt là những khó khăn chủ yếu những sai lầm phổ biến của HS trong các bài NCTLM mà chúng tôi quan tâm

Tất cả những điều này sẽ được chúng tôi vận dụng để soạn thảo hệ thống bài tập và tổ chức hướng dẫn HS giải chúng nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề khi DH một số kiến thức VL ở lớp 10 mà nội dung cụ thể được thể hiện trong chương 2 của luận văn

CHƯƠNG 2 TỔ CHỨC DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG

“ ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” THEO HƯỚNG PHÁT

TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

2.1 Mục tiêu dạy học chương “ Động lực học chất điểm” (Vật lí 10 Nâng cao)

2.1.1 Lực.Tổng hợp và phân tích lực

 Phát biểu được định nghĩa của lực và nêu được lực là đại lượng vectơ

 Phát biểu được quy tắc tổng hợp các lực tác dụng lên một chất điểm

 Phát biểu được quy tắc phân tích lực

 Vận dụng quy tắc tổng hợp và phân tích lực để giải bài tập đối với vật

chịu tác dụng của ba lực đồng qui

2.1.2 Định luật I Niutơn

 Phát biểu được định luật I Niutơn

 Nêu được quán tính của vật là gì và kể được một số ví dụ về quán tính

 Vận dụng định luật để giải thích một số hiện tượng vật lý

 Biết đề phòng những tác hại của quán tính trong đời sống

2.1.3 Định luật II Niutơn

 Nêu được mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc được thể hiện trong định luật II Niu-tơn như thế nào và viết được hệ thức của định luật này

 Nêu được khối lượng là số đo mức quán tính

 Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật

để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và kĩ thuật

 Nêu được nguyên nhân gây ra gia tốc rơi tự do là tác dụng của trọng lực và viết được hệ thức P=mg

 Vận dụng định luật II Newton để giải các bài tập đơn giản

2.1.4 Định luật III Niutơn

 Phát biểu được định luật III Niutơn và viết được hệ thức của định luật này

 Nêu được các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng

 Vận dụng được các định luật I, II, III Niutơn để giải được các bài toán đối với một vật, đối với hệ hai vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, nằm nghiêng

 Biểu diễn được các vectơ lực và phản lực trong một số ví dụ cụ thể

2.1.5 Lực hấp dẫn

 Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được hệ thức của định luật này

 Phân biệt được trường hấp dẫn và trọng trường

 Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập

2.1.6 Chuyển động của vật bị ném

 Biết cách dùng phương pháp tọa độ để thiết lập phương trình quỹ đạo

của vật bị ném xiên, ném ngang

 Vận dụng các công thức để giải các bài tập về vật bị ném

2.1.7 Lực đàn hồi

 Nêu được ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm của lực đàn hồi của

lò xo (điểm đặt, hướng)

 Phát biểu được định luật Húc và viết hệ thức của định luật này đối với

độ biến dạng của lò xo

 Vận dụng được định luật Húc để giải được bài tập về sự biến dạng của

lò xo

2.1.8 Lực ma sát

 Nêu được đặc điểm ma sát trượt, ma sát nghỉ và ma sát lăn Viết được công thức tính lực ma sát nghỉ cực đại và lực ma sát trượt

 Vận dụng được các công thức về lực ma sát để giải các bài tập

 Biết vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng thực tế có liên

quan tới ma sát

2.1.9 Hệ quy chiếu có gia tốc Lực quán tính

 Nêu được hệ quy chiếu phi quán tính là gì và các đặc điểm của nó

 Viết được công thức tính lực quán tính đối với vật đứng yên trong hệ

quy chiếu phi quán tính

2.1.10 Lực hướng tâm, lực quán tính li tâm Hiểu hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng

 Nêu được lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều là tổng hợp các lực tác dụng lên vật và viết được hệ thức của lực hướng tâm

 Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về chuyển động tròn đều khi vật chịu tác dụng của một hoặc hai lực

 Giải thích được các hiện tượng và ứng dụng liên quan đến lực quán tính

li tâm

 Giải được bài tập về sự tăng, giảm và mất trọng lượng của một vật