Đang tải... (xem toàn văn)
Trong quá trình giảng dạy bộ môn Vật lí ở trường THCS việc hình thành cho học sinh phương pháp, kỹ năng giải bài tập Vật lí là hết sức cần thiết, để từ đó giúp các em đào sâu, mở rộng nh[r]
(1)Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CÀ MAU TRƯỜNG THPT KHÁNH HƯNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI:HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG MÔN VẬT LÍ - THCS Đề tài thuộc lĩnh vực chuyên môn : Vật Lí Họ và tên người thực hiện: Lê Văn Toàn Chức vụ nhiệm vụ phụ trách: Giáo viên Đơn vị côn g tác: Trường THPT Khánh Hưng Năm học 2010 - 2011 Lop8.net (2) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG MÔN VẬT LÍ -THCS PHẦN I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong việc nâng cao chất lượng giáo dục nói chung và chất lượng môn nói riêng Việc cải tiến phương pháp dạy học là nhân tố quan trọng, bên cạnh việc bồi dưỡng kiến thức chuyên môn, việc phát huy tính tích cực học sinh có ý nghĩa quan trọng Bởi vì xét cho cùng công việc giáo dục phải tiến hành trên sở tự nhận thức, tự hành động, việc khơi dậy phát triển ý thức lực tư duy, bồi dưỡng phương pháp tự học là đường phát triển tối ưu giáo dục Cũng học tập các môn khác, học Vật lí lại càng cần phát triển lực tích cực, lực tư học sinh để không phải biết mà còn phải hiểu để giải thích tượng Vật lí áp dụng kiến thức và kỹ vào các hoạt động sống gia đình và cộng đồng Trong khuôn khổ nhà trường phổ thông, bài tập Vật lí thường là vấn đề không quá phức tạp, có thể giải suy luận lô gíc, tính toán thực nghiệm dựa trên sở quy tắc Vật lí, phương pháp Vật lí đã quy định chương trình học Nhưng bài tập định lượng Vật lí lại là khâu quan trọng quá trình dạy và học Vật lí Việc giải bài tập định lương Vật lí giúp củng cố đào sâu, mở rộng kiến thức bài giảng, xây dựng củng cố kỹ kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, là biện pháp quý báu để phát triển lực tư học sinh, có tác dụng sâu sắc mặt giáo dục tư tưởng, đạo đức lớn Vì việc giải bài tập Vật lí mục đích cuối cùng không phải tìm đáp số, điều này quan trọng và cần thiết, mục đích chính việc giải là chỗ người làm bài tập hiểu sâu sắc các khái niệm, định luật Vật lí, vận dụng chúng vào vấn đề thực tế sống, lao động Lop8.net (3) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS Qua thực tế giảng dạy Vật lí trường THCS nói chung môn Vật lí 8, nói riêng, tôi nhận thấy học sinh còn gặp nhiều khó khăn lúng túng giải các bài tập định lương Vật lí, điều này ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng dạy và học Vừa qua cùng với đổi phương pháp dạy học chung ngành giáo dục, đồng thời thân tự kiểm tra, tổng kết tình hình dạy học Vật lí, cùng với việc tiếp thu các chuyên đề, thấy tác dụng giáo dưỡng và giáo dục lớn học sinh giải bài tập Vật lí Từ đó vận dụng vào quá trình giảng dạy, tôi thấy có hiệu so với trước đây, chất lượng học sinh nâng cao rõ rệt Xuất phát từ lí trên, tôi định chọn đề tài: “ Hướng dẫn học sinh phương giải bài tập định lượng môn Vật Lý - THCS” nhằm giúp học sinh nắm kiến thức bản, mở rộng và hiểu sâu kiến thức Từ dó nâng cao chất lượng PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI I CƠ SỞ LÍ LUẬN: MỤC ĐÍCH HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ÐỊNH LƯỢNG VẬT LÍ Bài tập Vật lí giúp cho học sinh ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức Trong giai đoạn xây dựng kiến thức học sinh đã nắm cái chung các khái quát các khái niệm, định luật và là các khái niệm trìu tượng Trong các bài tập học sinh phải vận dụng kiến thức khái quát, trìu tượng đó vào trường hợp cụ thể đa dạng, nhờ mà học sinh nắm biểu cụ thể chúng thực tế và phạm vi ứng dụng chúng Ngoài ứng dụng quan trọng kỹ thuật bài tập Vật lí giúp cho học sinh thấy ứng dụng muôn hình muôn vẻ thực tiễn các kiến thức đã học Lop8.net (4) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS Còn khái niệm, định luật Vật lí thì đơn giản biểu chúng tự nhiên thì phức tạp Do đó bài tập vật lí giúp luyện tập cho học sinh phân tích để nhận biết trường hợp phức tạp đó Bài tập vật lí là phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khi giải bài tập vật lí học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có phải sử dụng tổng hợp các kiến thức nhiều chương nhiều phần chương trình Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn đến kiến thức Nhiều bài tập sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến suy nghĩ tượng xây dựng khái niệm để giải thích tượng bài tập phát 3.Giải bài tập vật lý rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát Bài tập vật lý là phương tiện quý báu để rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhận để giải các vấn đề thực tiễn Giải bài tập là hình thức làm việc tự lực cao học sinh Trong làm bài tập phải tự mình phân tích các điều kiện đầu bài, tự xây dựng lập luận, kiểm tra và phê phán kết luận mà học sinh rút nên từ học sinh phát triển lực làm việc tự lực nâng cao, tính kiên trì phát triển Giải bài tập góp phần làm phát triển tư sáng tạo học sinh Có nhiều bài tập vật lý không dừng lại phạm vi vận dụng kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư sáng tạo Đặc biệt là bài tập giải thích tượng, bài tập thí nghiệm Giải bài tập vật lý là phương tiện để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức học sinh Lop8.net (5) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS Tuỳ theo cách bài tập ta có thể phân loại các mức độ nắm vững kiến thức học sinh giúp việc đánh giá chất lượng học sinh chính xác II CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Trình tự giải bài tập vật lí - Phương pháp giải bài tập Vật lí phụ thuộc nhiều yếu tố: mục đích yêu cầu bài tập, nội dung bài tập, trình độ các em, v.v Tuy nhiên cách giải phần lớn các bài tập Vật lí có diểm chung - Thông thường giải bài tập vật lí cần thực theo trình tự sau đây: 1.1.Hiểu kỹ đầu bài - Đọc kỹ dầu bài: bài tập nói gì? cái gì là kiện? cái gì phải tìm? -Tóm tắt đầu bài cách dùng các ký hiệu chữ đã qui ước để viết các kiện và ẩn số, đổi đơn vị các kiện cho thống nhất(nếu cần thiết ) - Vẽ hình , bài tập có liên quan đến hìng vẽ cần phải vẽ hình để diễn đạt đề bài Cố gắng vẽ dúng tỉ lệ xích càng tốt Trên hình vẽ cần ghi rõ kiện và cái cần tìm 1.2 Phân tích nội dung bài tập, lập kế hoạch giải - Tìm liên hệ cái chưa biết (ẩn) và cái đẵ biết (dữ kiện) - Nếu chưa tìm trực tiếp các mối liên hệ thì có thể phải xét số bài tập phụ để gián tiếp tìm mối liên hệ - Phải xây dựng dự kiến kế hoạch giải 1.3 Thực kế hoạch giải - Tôn trọng trình tự phải theo để thực các chi tiết dự kiến, là gặp bài tập phức tạp - Thực cách cẩn thận các phép tính số học, đại số hình học Nên hướng dẫn học sinh làm quen dần với cách giải chữ và thay giá trị số các đại lượng biểu thức cuối cùng Lop8.net (6) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS - Khi tính toán số, phải chú ý đảm bảo trị số kết có ý nghĩa 1.4 Kiểm tra đánh giá kết - Kiểm tra lại trị số kết quả: Có đúng không? Vì sao? Có phù hợp với thực tế không? - Kiểm tra lại các phép tính: có thể dùng các phép tính nhẩm và dùng cách làm tròn số để tính cho nhanh cần xét độ lớn kết phép tính - Nếu có điều kiện, nên phân tích, tìm cách giải khác, đến cùng kết đó Kiểm tra xem còn đường nào ngắn không 2.Hai phương pháp suy luận để giải các bài tập vật lí Xét tính chất thao tác tư duy, giải các bài tập vật lí, người ta thường dùng phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp 2.1 Giải bài tập phương pháp phân tích - Theo phương pháp này, xuất phát điểm suy luận đại lượng cần tìm Người giải phải tìm xem đại lượng chưa biết này có liên quan với đại lượng Vật lí nào khác và biết liên hệ này thì biểu diễn nó thành công thức tương ứng Nếu vế công thức là đại lượng cần tìm còn vế gồm liệu bài tập thì công thức cho đáp số bài tập Nếu công thức còn đại lượng khác chưa biết thì đại lượng đó, cần tìm biểu thức liên hệ với nó với các đại lượng Vật lí khác; làm nào biểu diễn hoàn toàn đại lượng cần tìm đại lượng đã biết thì bài toán đã giải xong Như có thể nói theo phương pháp này, ta phân tích bài tập phức tạp thành bài tập đơn giản dựa vào quy tắc tìm lời giải mà giải các bài tập đơn giản này Từ đó tìm dần lời giải các bài tập phức tạp nói trên 2.2 Giải bài tập phương pháp tổng hợp Lop8.net (7) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS Theo phương pháp này, suy luận không các đại lượng cần tìm mà các đại lượng đã biết có nêu bài Dùng công thức liên hệ các đại lượng này với các đại lượng chưa biết, ta dần đến công thức cuối cùng đó có đại lượng chưa biết là đại lượng cần tìm Nhìn chung, giải bài toán vật lí nào ta phải dùng hai phương pháp: phân tích và tổng hợp Phép giải bắt đầu cách phân tích các điều kiện bài tập để hiểu đề bài Phải có tổng hợp kèm theo để kiểm tra lại mức độ đúng đắn phân tích các điều kiện Muốn lập kế hoạch giải, phải sâu vào phân tích nội dung vật lí bài tập Tổng hợp kiện đã cho với quy luật vật lí đã biết, ta xây dựng lời giải và kết cuối cùng Như ta có thể nói là quá trình giải bài tập vật lí ta đã dùng phương pháp phân tích - tổng hợp III.ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG VẬT LÍ VÀO MỘT SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN VÍ DỤ 1.BÀI TOÁN Bỏ cầu đồng thau khối lượng kg nung nóng đến 100o C vào thùng sắt có khối lượng 500g đựng 2kg nước 20o C Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường Tìm nhiệt độ cuối cùng nước Biết nhiệt dung riêng đồng thau, sắt, nước là: c1= 380 J/kg.K; c2=460 J/kg.K; c3= 4200 J/kg.K Hướng dẫn giải: * Tìm hiểu các điều kiện đã cho bài - Tóm tắt: m1 = kg - Khối lượng cầu đồng thau, c1 = 380 J/kg.K thùng sắt và nước t1 = 100o C - Nhiệt độ ban đầu cầu đồng m2 = 500g = 0,5 kg thau, thùng sắt và nước c2 = 460 J/kg.K Lop8.net (8) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS - Nhiệt dung riêng chất cấu tạo t2 = 20o C nên các vật m3 = 2kg c3 = 4200 J/kg.K t3 = t2 t? * Phân tích bài toán - Đây là bài toán trao đổi nhiệt hệ vật (gồm vật) Điều quan trọng phải hiểu bài toán yêu cầu tìm nhiệt độ cuối cùng nước, là nhiệt độ chung hệ kết thúc quá trình trao đổi nhiệt Để giải bài toán này cần áp dụng phương trình cân nhiệt: Qtoả =Qthu vào - Do phải xác định vật nào là vật toả nhiệt, vật nào là vật thu nhiệt, viết công thức tính nhiệt lượng toả vào hay thu vào các vật: Q = mc t -Với lưu ý bài toán này nhiệt độ ban đầu hai vật thu nhiệt ( thùng sắt và nước) là nhau( t2 = t3) - Trên sở phương trình cân nhiệt vừa lập kết hợp với kiện đã cho bài toán để suy đại lượng cần tìm (t) *Bài giải - Nhiệt lượng cầu đồng thau toả hạ nhiệt độ từ 100o C đến to C (nhiệt độ có cân nhiệt) là: Q1 = m1.c1(t1 – t) - Nhiệt lượng mà thùng sắt (Q2) và nước (Q3) thu vào để tăng nhiệt độ từ 20o C đến to C là: Q2 = m2.c2(t – t2) (1) Q3 = m3.c3(t –t2) (2) - Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: 10 Lop8.net (9) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS Q1 = Q2 + Q3 (3) từ (1),(2) và (3) m1.c1(t1 – t) = m2.c2(t –t2) + m3.c3(t –t2) t ( m1c1 + m2c2 + m3c3 ) = m1c1t1 + ( m2c2 + m3c3 ) t2 t= m1c1t1 (m2 c2 m3 c3 )t2 m1c1 m2 c2 m3 c3 - Thay các đạt lượng trên trị số chúng ta được: t= 1.380 (0,5.460 2.4200).20 19, 2(o C ) 1.380 0,5.460 2.4200 - Vậy nhiệt độ cuối cùng nước là 19,2 oC VÍ DỤ 2.BÀI TOÁN Một ấm điện có hai điện trở: R1 = và R2 = Nếu bếp dùng điện trở R1 thì đun sôi ấm nước 10 phút Tính thời gian cần thiết để đun sôi ấm nước trên khi: a Chỉ dùng R1 b Dùng R1 nối tiếp R2 c Dùng R1 song song R2 (Biết không có nhiệt môi trường và mạng điện có hiệu điện không đổi) Hướng dẫn giải: * Tìm hiểu các điều kiện đã cho bài - Cho biết giá trị hai điện trở - Thời gian đun sôi nước dùng điện trở R1 - Tóm tắt: R1 = ; R2 = t1 = 10 phút t2 ? t3 ? R1nt R2 t4 ? R1//R2 11 Lop8.net (10) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS * Phân tích bài toán -Bài toán này xuất phát từ định luật Jun-len xơ với biểu thức: Q =I2.R.t (1) đó nhiệt lượng mà nước thu vào nhiệt lượng các điện trở toả - Theo điều kiện đầu bài thì sử dụng biểu thức (1) định luật Jun- len xơ, thì việc giải bài toán phức tạp không thực Vậy bài toán này mối liên hệ các đại lượng để tìm cấu trúc công thức quan trọng, đóng vai trò định đến thành công - Như ta đã biết từ công thức (1) Ta có thể viết số biểu thức tương đương trên sở mối liên hệ số đại lượng công thức với các đại lượng khác, để việc tính toán không làm bài toán phức tạp Thật vậy: vì U = I.R nên (1) Q = U.I.t (2) U2 nên (2) Q = t R (3) U mặt khác theo định luật Ôm: I = R - Từ đây nên chọn công thức nào để giải bài toán, điều này đòi hỏi nhanh nhạy, suy diễn cao Nếu chọn (2) thì còn đại lượng I chưa biết, đó chọn công thức (3) - Cần biểu diễn các đại lượng cần tính + Giá trị điện trở ấm trường hợp: 1/ R = R1 2/ R = R2 3/ R = R1 + R2 4/ R R 1 hay R = R R1 R2 R1 R2 -Với chú ý nhiệt lượng mà dây điện trở ấm toả trường hợp là - Hiệu điện các trường hợp là không đổi 12 Lop8.net (11) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS * Bài giải - Gọi thời gian đun sôi nước trường hợp là: t1, t2, t3, t4 - Do không có nhiệt môi trường nên nhiệt lượng cần để đun sôi nước nhiệt lượng mà dây điện trở ấm toả - Áp dụng công thức: U2 t R Q= (Theo công thức (3) ) cho các trường hợp ta có: a Chỉ dùng dây R1: U2 Q1 = t1 R1 (1) Chỉ dùng dây R2: U2 t2 Q2 = R2 (2) U2 U2 t1 = t2 R1 R2 t2 từ (1) và (2) b Khi dùng R1 nối tiếp R2: từ (1) và (3) R2 t1 10 15( ph) R1 Q3 = U2 t3 R1 R2 U2 U2 t1 = t3 R1 R1 R2 t3 (3) R1 R2 46 t1 10 25( ph) R1 b Khi dùng R1 song song R2: 1 Q4 = U t R1 R2 từ (1), (2) và (4) 1 t4 t1 t2 t4 13 Lop8.net (4) t1 t2 10.15 6( ph) t1 t2 10 15 (12) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS III KẾT QUẢ THỰC HIỆN Từ việc hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn vật lý nêu trên, năm học 2009 – 2010 tôi thấy bước đầu học sinh đã vận dụng các linh hoạt vào việc giải bài tập, học sinh có khả tư tốt hơn, có kỹ vận dụng kiến thức vào giải bài tập tốt hơn, linh hoạt Cụ thể thông qua khảo sát chất lượng học sinh sau “Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lý - THCS” tôi thu kết sau: Kết so sánh đối chứng * Kết khảo sát trước thực sáng kiến kinh nghiệm Lớp Giỏi Sĩ số Khá TB Yếu - Kém SL % SL % SL % SL % 8ª1 46 3.2 6.4 14 30.4 23 30 8ª2 43 7 16,3 20 46,5 13 30,2 * Kết khảo sát sau thực sáng kiến kinh nghiệm Lớp Sĩ số 8ª1 8ª2 Giỏi Khá TB Yếu SL % SL % SL % SL % 46 10 21,7 10 21,7 20 43,4 13,2 43 16 37,2 10 23,3 19 20.5 Qua kết khảo sát ta thấy chất lượng đã nâng lên nhiều tỉ lệ khá, giỏi tăng lên so với trước thực sáng kiến kinh nghiệm PHẦN III- KẾT LUẬN Trong quá trình giảng dạy môn Vật lí trường THCS việc hình thành cho học sinh phương pháp, kỹ giải bài tập Vật lí là cần thiết, để từ đó giúp các em đào sâu, mở rộng kiến thức bài giảng, vận dụng tốt kiến thức vào thực tế, phát triển lực tư cho các em, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục, cụ thể là : 14 Lop8.net (13) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS + Giúp học sinh có thói quen phân tích đầu bài, hình dung các tượng Vật lí xảy bài toán sau tìm hướng giải + Trong bài tập giáo viên cần hướng cho học sinh nhiều cách giải (nếu có thể ) Để kích thích hứng thú, say mê học tập cho học sinh rèn thói quen tìm tòi lời giải hay cho bài toán Vật lí + Khắc sâu cho học sinh nắm các kiến thức bổ trợ khác Có việc giải bài tập Vật lí học sinh thuận lợi và hiệu Để làm điều này: - Giáo viên cần tự bồi dưỡng nâng cao nghiệp vụ chuyên môn, thường xuyên trao đổi, rút kinh nghiệm với đồng nghiệp - Nắm vững chương trình môn toàn cấp học - Giáo viên cần hướng dẫn học sinh nghiên cứu kỹ các kiến thức cần nhớ để ôn tập, nhớ lại kiến thức bản, kiến thức mở rộng, nghiên cứu kỹ các phương pháp giải bài tập sau đó giải các bài tập theo hệ thống từ dễ đến khó, so sánh các dạng bài tập để khắc sâu nội dung kiến thức và cách giải Trên sở đó học sinh tự hình thành cho mình kỹ giải bài tập Trên dây là số kinh nghiệm mà thân tôi đã rút từ thực tế qua quá trình giảng dạy môn Vật lí trường THPT Khánh Hưng Tuy nhiên vì diều kiện thời gian, tình hình thực tế nhận thức học sinh địa phương và lực cá nhân có hạn, nên việc thực sáng kiến kinh nghiệm này hẳn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong tổ chuyên môn góp ý để giúp tôi hoàn thiện chuyên môn Tôi xin chân trọng cảm ơn ! Khánh Hưng, ngày 20 tháng09 năm 2010 NGƯỜI VIẾT Lê Văn Toàn 15 Lop8.net (14) Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật lí-THCS PHẦN NHẬN XÉT XẾP ĐÁNH GIÁ XẾP LOAI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM - Tiên đề tài: “Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập định lượng môn Vật Lí- THCS” - Người thực hiện: Lê Văn Toàn Tổ chuyên môn: Toán – lí Trường THPT Khánh Hưng Nội dung Xếp loại Nội dung Xếp loại - Đặt vấn đề _ - Đặt vấn đề _ - Biện pháp _ - Biện pháp _ - Kết phổ biến _ - Kết phổ biến _ - Tính khoa học _ - Tính khoa học _ - Tính sáng tạo _ - Tính sáng tạo _ Xếp loại chung: Xếp loại chung: Ngày tháng năm 2010 Tổ trưởng CM Ngày tháng năm 2010 Hiệu trưởng Nguyễn Thanh Bình Nguyễn Vũ Lan Căn kết thẩm định Hội đồng khoa học nghành GD&ĐT cấp tỉnh: Giám đốc SG&ĐT Cà Mau thống xếp loại sáng kiến kinh nghiệm và xếp loại: Ngày tháng năm 2010 GIÁM ĐỐC 16 Lop8.net (15)