8. Cấu trúc của luận văn
1.2.6 Sử dụng bài tập định tính để bồi dưỡng tư duy logic cho HS
1.2.6.1 Dạy học bài tập định tính góp phần bồi dưỡng ngôn ngữ cho HS
Khi giải BTĐT thì ta phải tìm hiểu đề bài để phân biết đâu là dữ liệu bài tập cho và đâu là ẩn số cần tìm. Vì ngôn ngữ trong BTĐT thường rất gần gũi
với ngôn ngữ trong đời sống và có thể không phù hợp với ngôn ngữ VL. Như vậy HS phải chuyển ngôn ngữ trong BTĐT về ngôn ngữ VL để phân tích các hiện tượng phức tạp thành các hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một định luật, một quy tắc nhất định. Điều đó sẽ làm phong phú thêm ngôn ngữ của HS. Khi giải BTĐT buộc HS phải trình bày những suy nghĩ, những ý tưởng của mình bằng lời nói, bằng cách viết, HS phải lựa chọn các từ ngữ để diễn tả một cách thật chính xác những ý nghĩ của mình bằng các suy luận logic. Nếu việc làm này được thực hiện thường xuyên sẽ làm cho ngôn ngữ HS được trong sáng, chính xác, rõ ràng, logic. Điều này sẽ là động lực để HS tự tin hơn để trình bày các ý tưởng của mình, cũng như khả năng tranh luận, làm việc theo nhóm…cũng được phát triển. [1]
1.2.6.2 Dạy học bài tập định tính góp phần rèn luyện, bồi dưỡng, phát triển các thao tác tư duy cho HS
Việc thực hiện 4 bước giải một BTĐT đòi hỏi HS phải thực hiện các thao tác tư duy. Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do BTĐT đặt ra, HS phải sử dụng các thao tác tư duy như: phân tích, so sánh, tổng hợp, trừu tượng hóa, cụ thể hóa, khái quát hóa, suy luận diễn dịch, suy luận quy nạp để giải quyết vấn đề.
Ví dụ: Cho cốc nước nóng và cốc nước lạnh, bỏ đường vào cốc nào sẽ tan nhanh hơn?
Khi giải quyết vấn đề HS cần sử dụng các thao tác tư duy sau:
- Đọc và phân tích đề bài tìm ra vấn đề (Đường tan nhanh hơn trong nước nóng hay cốc nước lạnh)
- 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: trong nước 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 bài cho và các dữ kiện đã tìm được để trả lời câu hỏi.
Như vậy khi thực hiện giải BTĐT các thao tác tư duy được sử dụng linh hoạt, 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 tư duy logic cho HS. [1]
1.2.6.3 Dạy học bài tập định tính góp phần bồi dưỡng năng lực suy luận logic cho HS luận logic cho HS
Dựa vào đặc điểm của BTĐT và các bước để giải một BTĐT ta thấy rằng muốn giải BTĐT phải xậy 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 kiện). Chuỗi suy luận đó phải sử dụng các khái niệm, định luật như những tiền đề và các quy tắc logic. Giải thành công BTĐT tức là xây dựng chuỗi suy luận logic như luận ba đoạn để thiết lập mối quan hệ giữa các hiện tượng VL, hay các điều kiện cụ thể cho trước với các khái niệm, định luật VL nhằm dự đoán, giải thích hiện tượng. Như vậy BTĐT sẽ tạo điều kiện cho HS rèn luyện năng lực lập luận logic. [1]
1.2.6.4 Dạy học bài tập định tính giúp HS hiểu sâu bản chất vật lí
Từ những đặc điểm của BTĐT ta nhận thấy. BTĐT giải thích được các hiện tượng gần gũi với cuộc sống, sẽ tạo được sự tò mò, hứng thú của HS từ đó say mê, làm cho VL gần gũi với cuộc sống hơn. Từ đó HS hiểu được bài tập VL không chỉ đơn thuần là bài toán tính ra kết quả là xong, mà khi giải xong một bài tập VL các em sẽ khám phá ra rất nhiều điều thú vị, từ đó hiểu sâu được bản chất của VL. Điều này làm các em càng hiểu rõ được vì sao phải học VL, VL sẽ có ý nghĩa như thế nào đối với cuộc sống. Khi giải BTĐT đòi hỏi HS phân tích hiện tượng phức tạp thành các hiện tượng đơn giản đồng
thời tìm ra nguyên nhân hay các quy tắc, định luật chi phối hiện tượng đó. Từ đó tổng hợp cái nhìn đầy 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 VL là một môn khoa học giúp HS nắm được các quy luật của thế giới vật chất và BTĐT giúp HS hiểu rõ những quy luật ấy, biết phân tích và vận dụng những quy luật ấy vào thực tiễn. [1]
1.2.6.5 Dạy học bài tập định tính là cơ sở suy luận giúp HS giải quyết các loại bài tập khác các loại bài tập khác
Bài tập là hình thức củng cố, hệ thống hóa, mở rộng và đào sâu kiến thức hữu hiệu nhất. Bất kì loại bài tập nào cũng bắt đầu từ những dạng câu hỏi hoặc bài tập đơn giản mang tính gợi nhớ rồi phát triển dần lên thành bài tập tổng hợp, bài tập sáng tạo. BTĐT là bài tập đi sâu vào phân tích bản chất của sự vật, hiện tượng, do đó khi đã giải BTĐT thành thạo thì việc phân tích, so sánh, suy luận để giải quyết các loại bài tập khác sẽ thuận tiện hơn. Dù là loại bài tập nào, khi bắt đầu giải cũng cần phải phân tích hiện tượng trong bài toán, tìm mối liên hệ với những kiến thức trước đó, sắp xếp kiến thức theo thứ tự logic từ nguyên nhân dẫn đến kết quả. Đó cũng chính là thực hiện giải BTĐT trước khi tiến hành giải một bài tập cụ thể.
Tóm lại, muốn học giỏi VL thì cần phải thường xuyên giải bài tập VL, trong đó bước đầu tiên không thể thiếu là phải rèn luyện kĩ năng giải BTĐT vì BTĐT là cơ sở suy luận để HS có thể giải quyết các loại bài tập khác.
1.3 Thực trạng về việc dạy học bài tập định tính ở một số trường THCS ở Thành phố Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp THCS ở Thành phố Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp
Tiến hành khảo sát thực trạng giảng dạy BTĐT của GV nhằm phát triển tư duy logic cho HS bằng phiếu điều tra (phụ lục 4) ở 7 trường THCS trên địa bàn thành phố Cao Lãnh
STT Tên trường Số lượng GV
2 THCS Kim Hồng 5 3 THCS Nguyễn Thị Lựu 5 4 THCS Nguyễn Chí Thanh 4 5 THCS Nguyễn Trãi 2 6 THCS Thống Linh 2 7 THCS Võ Trường Toản 3 Tổng cộng 24
(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:
75% GV cho rằng BTĐT có tác dụng tốt trong việc rèn luyện kĩ năng ngôn ngữ và tư duy logic cho HS.
41,7% GV đã sử dụng BTĐT trong quá trình tìm hiểu bài mới, đồng thời kết hợp yêu cầu HS liên hệ và giải thích các hiện tượng thực tế.
62,5% GV cho HS giải BTĐT trong SGK, SBT và khuyến khích HS tự tìm thêm trong thực tế.
58,4% 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 25% GV đã cho HS tự giải thích theo ý mình sau đó GV nhận xét, sửa chữa.
54,2% GV thường xuyên yêu cầu HS cho ví dụ liên hệ thực tế trong tiết dạy vật lí chương “Nhiệt học” lớp 8.
54,2% GV có HS trong lớp đưa ra những hiện tượng VL trong đời sống nhờ GV giải thích giúp.
50% GV cho rằng trong các bài kiểm tra VL khối 8 ở học kì II thì BTĐT nên chiếm khoảng từ 4 đến 5 điểm.
50% GV nhận thấy rằng HS thích giải bài tập định lượng, trong khi đó có 45,8% GV có HS thích loại bài tập định tính.
66,7% GV nhận xét thấy BTĐT rất ít khi được sử dụng ra đề thi học sinh giỏi Vật lí.
37,5% GV cho rằng để bồi dưỡng tư duy logic cho HS thông qua giải BTĐT trong chương “Nhiệt học” vật lí 8 thì biện pháp hữu hiệu là phải thường 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 điểm khi HS giải đúng.
Qua điều tra cho thấy, đa số GV chưa phát huy hết tác dụng của BTĐT trong quá trình bồi dưỡng tư duy logic cho HS. Trong thực tế, GV còn hạn chế sử dụng BTĐT, cũng như làm cho HS yêu thích giải loại BTĐT. Đặc biệt, ở các trường chuẩn nằm ở trung tâm thành phố thì hầu như GV nhận thấy HS chỉ thích loại bài tập định lượng. HS tiếp xúc với BTĐT phần lớp từ SGK, SBT, GV chưa tạo điều kiện cho HS tự học, tự tìm và giải BTĐT.
Kết luận chương 1
Dạy học VL hướng đến sự phát triển tư duy khoa học và năng lực sáng tạo cho HS là một trong những nhiệm vụ quan trọng đối với giáo dục phổ thông.
Bài tập VL nói chung và BTĐT nói riêng là một phương tiện dạy học truyền thống được sử dụng vào mọi giai đoạn của quá trình dạy học. Tổ chức hoạt động giải bài tập là một trong những phương pháp dạy học tích cực nếu GV biết vận dụng một cách sáng tạo.
BTĐT sử dụng trong quá trình dạy học có lợi thế bồi dưỡng tư duy logic 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 bằng việc 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 các hiện tượng VL và các quy luật của chúng mà còn giúp HS vận dụng kiến thức VL vào thực tiễn.
Chương 2
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “NHIỆT HỌC” VẬT LÍ 8 THCS
2.1 Mục tiêu, nội dung dạy học chương “Nhiệt học” lớp 8 2.1.1 Kiến thức, kĩ năng, thái độ
Kiến thức
- Nêu được các chất được cấu tạo từ nguyên tử, phân tử. - Nêu được giữa các nguyên tử, phân tử có khoảng cách.
- Nêu được các nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng và chuyển động này phụ thuộc vào nhiệt độ.
- Phát biểu được khái niệm “Nhiệt năng”, “Nhiệt lượng”.
- Viết được công thức tính nhiệt lượng và chú thích đơn vị của từng đại lượng trong công thức.
- Nêu được có 2 cách làm thay đổi nhiệt năng là thực hiện công và truyền nhiệt và tìm được ví dụ minh họa cho mỗi cách.
- Biết được có 3 hình thức truyền nhiệt là dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ nhiệt. Nêu được đặc điểm của từng hình thức truyền nhiệt đó và cho ví dụ minh họa cho mỗi cách.
- Nêu được ví dụ chứng tỏ nhiệt lượng trao đổi phụ thuộc vào khối lượng, độ tăng giảm nhiệt độ và chất cấu tạo nên vật.
- Phát biểu được nguyên lý truyền nhiệt và viết được phương trình cân bằng nhiệt. Từ đó chỉ ra được nhiệt chỉ tự truyền tử vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
Kĩ năng
- Vận dụng kiến thức các nguyên tử, phân tử có khoảng cách và chuyển động không ngừng để giải thích các hiện tượng có liên quan.
- Giải thích được hiện tượng khuếch tán xảy trong cuộc sống.
- Vận dụng kiến thức về dẫn nhiệt đối lưu, bức xạ nhiệt giải thích các hiện tượng đơn giản xảy ra xung quanh.
- Vận dụng công thức tính nhiệt lượng Q = m.c.Δt và phương trình cân bằng nhiệt Qtỏa = Qthu để giải các dạng bài tập.
Thái độ
- Có ý thức học tập tốt, yêu thích học VL.
- Tích cực, tự giác tìm tòi và giải thích hiện tượng VL thường xảy ra trong cuộc sống.
- Cảm thấy hứng thú khi dùng kiến thức VL giải thích bản chất của các hiện tượng có liên quan đến chương nhiệt học.
- Cẩn thận, kiên trì và linh hoạt đối với những hiện tượng phức tạp, những câu hỏi và bài tập sáng tạo.
2.1.2 Sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương “Nhiệt học” vật lí 8
2.1.3. Các nội dung cơ bản của chương [15]
Bài 19: Các chất được cấu tạo như thế nào?
- Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là nguyên tử, phẩn tử. - Giữa các nguyên tử, phân tử có khoảng cách.
Bài 20: Nguyên tử, phân tử chuyển động hay đứng yên?
NHIỆT HỌC
Cấu tạo của các chất Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt Nguyên tử, phân tử
Có khoảng cách Chuyển động không ngừng
Nhiệt năng
Truyền nhiệt
Thực hiện công
Nhiệt lượng Phương trình cân bằng nhiệt
- Các nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng.
- Nhiệt độ càng cao thì các nuyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
Bài 21: Nhiệt năng
- Nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật. - Nhiệt năng của một vật có thể thay đổi bằng 2 cách: thực hiện công và truyền nhiệt.
- Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm được hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt. Đơn vị của nhiệt năng và nhiệt lượng là Jun (J).
Bài 22: Dẫn nhiệt
- Nhiệt năng có thể truyền từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang vật khác bằng hình thức dẫn nhiệt.
- Chất rắn dẫn nhiệt tốt. Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất. - Chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém.
Bài 23: Đối lưu – Bức xạ nhiệt
- Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí, đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí.
- Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng. Bức xạ nhiệt có thể xảy ra cả ở trong chân không.
Bài 24: Công thức tính nhiệt lượng
- Nhiệt lượng vật cần thu vào để nóng lên phụ thuộc khối lượng, độ tăng nhiệt của vật và nhiệt dung riêng của chất làm vật.
- Công thức tính nhiệt lượng vật thu vào Q = m.c.Δt, trong đó: Q là nhiệt lượng (J), m là khối lượng của vật (kg), Δt là độ tăng nhiệt độ của vật (0C hoặc K), c là nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kgK)
- Nhiệt dung riêng của một chất cho biết nhiệt lượng cần thiết để làm cho 1kg chất đó tăng thêm 10C.
- Khi có 2 vật truyền nhiệt cho nhau thì:
+ Nhiệt truyền từ vật có nhiệt cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau.
+ Nhiệt lượng vật này tỏa ra bằng nhiệt lượng vật kia thu vào. - Phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa ra = Qthu vào.
Bài 27: Sự bảo toàn năng lượng trong các hiện tượng cơ và nhiệt
- Cơ năng, nhiệt năng có thể truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác.
- Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng: Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi, nó chỉ truyền từ vật này sang vật khác, chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác.
2.2 Xây dựng hệ thống bài tập định tính chương “Nhiệt học” vật lí 8 theo tinh thần bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh
Dựa vào khái niệm BTĐT, các dạng BTĐT và phương pháp giải BTĐT trên cơ sở mục tiêu nội dung dạy học chương “Nhiệt học” chúng tôi biên soạn hệ thống BTĐT [2], [6], [11], [14] theo các tiêu chí sau:
- Có tính hệ thống đi từ dễ đến khó.