BTVL rất đa dạng và phong phú cho nên cĩ rất nhiều cách phân loại khác nhau. Dựa vào mục đích dạy học, về tiêu chí giải mà người ta phân loại các dạng BTVL như phân loại theo nội dung, theo mục đích dạy học, theo độ khĩ, theo đặc điểm, phương pháp nghiên cứu vấn đề, theo phương thức giải hay phương thức cho điều kiện và theo hình thức lập luận lơgic.
Với mục đích bồi dưỡng HSG theo PGS.TS Phạm Thị Phú chia BTVLtheo các loại sau:
* Loai 1: Bài tập nâng cao kiến thức
- M uctiêu: Bơ túc thêm kiến thức cho học sinh đê cĩ thể thi Olvmpic các cấp hoặc quốc gia. Thơng qua các loại bài tập này giáo viên bơ sung cho học sinh một so kiến thức cĩ tính chất nâng cao và mở rộng, đế giải các bài tập này học sinh cần cĩ sự tập trung cao độ và đồng thời phải huy động kiến thức vật lý cũng như tốn học ở mức
độ cao và phức tạp như vi phân, tích phân.. ..Bên cạnh đĩ học sinh khi giải cần phải cĩ tư duy, tống hợp và khái quát hĩa vấn đề ở múc độ cao. Vì vậy trong quá trình bồi dưỡng loại bài tập này ta cần chú trọng và ưu tiên về thời gian, số lượng để học sinh tiếp cận và rèn luyện.
* Loai 2: Bài tập luyện tập nâng cao
- M uctiẽu: Rèn luyện kỹ năng sử dụng các phương pháp quen thuộc đê giải các bài tập tơng họp nhiều kiến thức, phải vận dụng nhiều khái niệm, định luật...Những bài tập được dùng đề rèn luyện cho học sinh kv năng áp dụng những kiến thức xác định đê giải bài tập theo một khuơn mẫu đã cĩ, loại bài tập này khơng địi hỏi nhiều ề tư duy sáng tạo của học sinh. Tính chất tái hiện của tư duy thê hiện ở chỗ: Học sinh so sánh bài tập cần giải với các dạng bài tập đã biết, trong đề bài các dữ kiện đã hàm chứa an-gơ-rit giải. Bồi dưỡng loại bài tập này cho học sinh sẽ giúp học sinh rèn luvện kỹ năng tính tốn, lập luận lơ gic tính cân thận kiên trì, tự lực và khả năng chịu áp lực
* Loai 3 : Bài tập sáng tạo
- M uctiẽu: Bồi dưỡng tư duy sáng tạo và địi hỏi trả lời câu hỏi:”Làm thế nào” tương tự với “sáng chế” tong sáng tạo khoa học kỹ thuật. Cĩ nhiều BTVL khơng chỉ
dừng lại phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà cịn giúp cho học sinh tư duy sáng tạo. Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ nĩ rất cĩ ích cho mặt này. Đây là loại bài tập rất đặc trưng của mơn vật lý địi hịi người giải cần cĩ tính nhạy bén sáng tạo, ĩc quan sát, trí tường tượng, trực giác kỹ th u ậ t, bồi dưỡng niềm đam mê tìm tịi sáng tạo và hứng thú với mơn học.
1.3.3 Bài tập vật lý với việc bồi dưỡng học sinh giỏi
Sử dụng BTVL trong việc bồi dưỡng HSG là một trong những quá trình cá biệt hĩa học sinh với mức độ nội dung của bài tập nâng cao và sáng tạo, vấn đề giải quyết, phạm vi và tính phức hợp trong bài rộng. Các thao tác tư duy lơ gic đều được huy động với mức độ cao, về số lượng bài tập cần giải và tự lực giải của học sinh phải đảm bảo đủ lớn. Bài tập bồi dưỡng HSG vật lý phải giải được 3 loại nĩi trên và đạt được các tiêu chí sau:
1.3.3.1 Tiêu chí bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi
Theo Phạm Thị Phú ngồi các yêu cầu chung của hệ thống bài tập dùng trong dạy học một chương, một phần thì bài tập bồi dưỡng HSG phải đạt các tiêu chí sau:
-Tiêu chí 1: Hệ thống bài tập được chọn theo chủ đề, các bài tập trong cùng một chủ đề phải đảm bảo 3 loại: Bài tập nâng cao kiến thức, bài tập luyện tập nâng cao, bài tập sáng tạo.
-Tiêu chí 2: Bài tập nâng cao kiến thức phải bơ túc cho học sinh phơ thơng kiến thức nam ngồi chuấn kiến thức kỹ năng nhưng trong phạm vi mà trong các đề thi HSG các cấp tương ứng đề cập đến.
-Tiêu chí 3: Bài tập luyện tập nâng cao phải là những bài tập tơng hợp sử dụng từ 3 đơn v ị kiến thức trở lên ở cấp thấp nhất (cấp trường), từ HSG cấp tỉnh trở lên loại
bài tập này phải sử dụng tối thiêu 4 đơn vị kiến thức cơ bản. Bài tập nâng cao phải đa dạng: Bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập đồ thị.
-Tiêu chí 4: Bài tập sáng tạo phải là những bài tập gắn với tình huống thực tế nhằm bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạovà niềm đam mê yêu thích mơn vật lý học.
Với những tiêu chí trên hệ thống bài tập được xây dựng gồm: Bài tập nâng cao kiến thức, Bài tập luyện tập nâng cao, Bài tập cĩ nội dung thực tế, lịch sử, kỹ thuật trong đĩ cĩ một số thuộc dạng BTST.
1.3.3.2 Bài tập luyện tập bồi dưỡng học sinh giỏi
Những bài tập được dùng rèn luyện cho học sinh kỹ năng áp dụng những kiến thức xác định đế giải theo mẫu đã cĩ. Loại bài tập này khơng địi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu rèn luvện cho học sinh nam vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định. Tính chất tái hiện của tư duy được thê hiện ờ chỗ học sinh so sánh bài tập cần giải và các dạng bài tập đã biết, trong đề bài các dữ kiện đã hàm chứa an- gơ- rit giải. Loại bài tập này cĩ tác dụng đặc biệt giúp cho học sinh đào sâu kiến thức, rèn luyện kỹ năng áp dụng phương pháp đã biết cho bài tập tương tự.
1.3.3.3 Bài tập sáng tạo cho học sinh giỏi [9], [11], [12]
Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kỳ cái gì cĩ đồng thời tính mới và tính lợi ích. “Tính mới” là bất kỳ sự khác biệt nào của đối tượng tìm ra so với đối tượng ban đầu.
* Bài tập sáng tạo vật lý: Theo V.G Razumo6pxki (Nga) thì đĩ là bài tập mà giả thuyết khơng cĩ thơng tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng quá trình vật lý được ân dấu, điều kiện bài tốn khơng chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp mà gián tiếp về an-gơ-rit giải hay kiến thức vật lý cần sử dụng.
Loại bài tập nàv dùng cho việc bồi dưỡng các phâm chất của tư duv sáng tạo: tính linh hoạt, mềm dẻo, độc đáo, nhạv cảm. Tính chất sáng tạo thê hiện ở chỗ khơng cĩ an-gơ-rit cho việc giải bài tập, đề bài che dấu dữ kiện khiến cho người giải khơng
thể liên hệ tới một an-gơ-rit đã cĩ. Với BTST, người giải phải vận dụng kiến thức linh hoạt trong tình huống mới ( chưa biết), phát hiện điều mới ( về kiến thức, kỹ năng hoạt động hoặc thái độ ứng xử mới), phải cĩ những đề xuất độc lập mới mẻ, khơng thế suy luận đơn thuần từ kiến thức đã học.
Giải BTST khơng những địi hỏi học sinh phải cĩ kiến thức sâu rộng mà phải vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, việc đề xuất ra các phương án và các hình thức thực hiện các phương án phải cĩ tính sáng tạo, BTST là một trong những phương tiện giúp cho giáo viên phát hiện và bồi dưỡng HSG vật lí, loại bài tập này cịn bồi dưỡng cho học sinh niềm yêu thích khoa học vật lý.
1.3.4 Quỵ trình xây dụng hệ thống bài tập Vật lý bồi dưỡng HSG Vật lý
Mục đích cơ bản đặt ra khi hướng dẫn học sinh giải BTYL là làm cho học sinh hiêu sâu sắc hơn những quy luật vật lý, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đề của thực tiễn, vào tính tốn của kỹ thuật và cuối cùng là phát triên được năng lực tư duy và năng lực giải quyết vấn đề.
Dựa trên tiêu chí hệ thống bài tập bồi dưỡng HSG, chúng tơi sử dụng qui trình xây dựng bài tập bồi dưỡng HSG vật lý cho mỗi phần, mỗi chương, mỗi chủ đề (sau đây gọi chung là chủ đề ) hư đề xuất của PGS.TS Phạm Thị Phú sau đây:
1. Xác định chuân kiến thức, kv năng của chủ đề ( Đây là mức độ tối thiêu của học sinh đại trà, HSG phải vượt qua chuẩn này theo mức độ khá trở lên).
2. Khảo sát đề thi HSG cấp tương ứng trong 5 năm gần đây của địa phươngvà của một số địa phương khác (Cấp tương ứng nghĩa là bồi dưỡng HSG cấp nào thì khảo sát đề thi HSG cấp đĩ: Đội tuyển HSG Tỉnh thì khảo sát đề thi HSG Tỉnh,...)
Việc khảo sát đề thi HSG nhằm:
- Xác định phơ kiến thức của chủ đề được sử dụng trong các đề thi, mức độ vượt qua khỏi chuân của kiến thức và kv năng làm cơ sở xác định kiến thức cần bơ túc cho HSG thơng qua bài tập nâng cao kiến thức.
- Xác định mức độ phức tạp của bài tập luyện tập nâng cao làm cơ sở thiết kế các kỹ năng cần rèn luyện cho học sinh trong các bài tập luyện tập nâng cao.
- Xác định tần suất và các dấu hiệu bài tập sáng tạo được sử dụng.
3. Đánh giá kiến thức kỹ năng và năng lực tư duv của đội tuyển HSG ( xác định trình độ hiện thời, đầu vào của đối tượng HSG) nhằm xây dựng bài tập phù hợp với vùng phát trien gần nhất của học sinh được bồi dưỡng.
4. Xây dựng mục tiêu dạy học của hệ thống bài tập bồi dưỡng HSG trên cơ sờ các kết quả của các bước 1,2,3 trong quá trình.
5. Xây dựng hệ thống bài tập thỏa mãn các tiêu chí bài tập bồi dưỡng HSG nhằm đạt mục tiêu ở bước 4.
6. Xây dựng phương án sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng.
7. Thực nghiệm các phương án, đánh giá hiệu quả bài tập đã xây dựng. 8. Điều chỉnh, bơ sung bài tập qua từng đợt bồi dưỡng.
1.4 Các phương án dạy học bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi
Theo qui định giải một BTVL thực chất là một qui trình tìm hiêu điều kiện của bài tập, xem xét hiện tượng vật lý được đề cập và dira trên kiến thức vật lý tốn học để suv nghĩ đến những mối quan hệ cĩ thế cĩ cái đã cho và cái đi tìm sao cho cĩ thê thấy được cái phải tìm cĩ thế liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho. Từ đĩ tìm ra mối liên hệ tường minh giữa cái cần tìm và cái đã biết, tức là tìm ra lời giải.
Từ đĩ, sơ đồ định hướng chung để giải BTVL gồm:
- Bước 1 : Tìm hiêu đầu bài, xác định dữ kiện, ân số của bài tập. - Bước 2: Xác định mối liên hệ cơ bản giữa các dữ kiện đã cho và ẩn số. - Bước 3 : Rút ra kết quả cần tìm.
- Bước 4: Kiểm tra kết quả, nhận xét, tìm hướng giải khác (nếu cĩ thể). Trong hoạt động dạy bài tập cịn tùy thuộc vào đối tượng thụ hường và nội dung bài tập, giáo viên cĩ thế đưa ra hệ thong câu hỏi định hướng tư duv sao cho phù hợp với đối tượng thụ hường. Việc định hướng quá trình nàv phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể để cĩ thể đưa ra các kiểu hướng dẫn phù hợp và quan trọng nhất là định hướng một cách đúng đắn để đưa ra được phương pháp cụ thê bằng cách vận dụng các thao tác tư duy để giải quyết BTVL.
1.4.1 Bài tập tại lớp
Đây là một khâu quan trọng nhất trong quá trình bồi dưỡng, qua các bài tập ở lớp học sinh được bồi dưỡng hầu hết các kỹ năng đê giải quyết các dạng bài tập và xử lý các phép tốn phức tạp, kỹ năng thực hành ờ những bài tập thiết kế chế tạo...Bài tập được giáo viên sử dụng giảng dạy tại lớp là những bài tập cĩ tính đa dạng, độ khĩ cao, mang tính sáng tạo đồng thời cũng cĩ những bài tập tơng quát cĩ an-gơ-rit giải.
Dưới sự hướng dẫn của giáo viên thơng qua các câu hỏi định hướng kết hợp với những định hướng chung và khả năng tự lực của học sinh tiến hành giải bài tập tìm ra kết quả.
Bài tập tại lĩp phải đạt được mục tiêu: - Bố sung kiến thức mới.
- Hệ thống hĩa các dạng bài tập luyện tập và phương pháp giải tương ứng . - Hình thành các bước giải khái quát giải bài tập sáng tạo.
- Giáo dục nhân cách: Cân thận, kiên trì, độc lập tư duy, tìm tịi, khám phá, niềm vui sáng tạo vêu thích vật lý.
Trong lúc học ở nhà, giáo viên cho học sinh những bài tập luyện tập các nơi dung các bài tập cĩ thế nâng cao nhưng ngược lại học sinh đã được cung cấp tài liệu, an-gơ-rit giải hoặc hệ thống câu hỏi định hướng tư duy. Trên cơ sở đĩ học sinh với năng lực tự học kết hợp cùng với các thao tác tư duy để hồn thành bài tập được giao. Đê giải bài tập cá nhân ở nhà học sinh vận dụng một so bước như sau:
- Vận dụng các bước định hướng chung của việc giải BTVL. - Tơng hợp nguồn tài liệu mà học sinh sẵn cĩ.
-Dựa vào hệ thống câu hỏi định hướng tư duy và các kỹ năng đê tìm a kết quả. Trong hoạt động này khơng cĩ sự hướng dẫn trực tiếp và giám sát của giáo viên nên học sinh phải phát huy hết năng lực tự học của mình, vì vậy qua hoạt động này học sinh rèn luyện được năng lực tự học rất cao, cho nên trong quá trình bồi dưỡng giáo viên khơng nên xem nhẹ. Giáo viên định thời gian để hồn thành bài tập cĩ thể trong ngày, trong tuần, sau khi học sinh giải bài tập xong thì giáo viên kiểm tra và chỉnh sửa cho hồn chỉnh.
Hai hoạt động cĩ tính chất quyết định chất lượng giải bài tập cá nhân ở nhà: - Câu hỏi hướng dẫn sau mỗi bài tập.
- Kiêm tra và đánh giá việc giải bài tập ở nhà của học sinh.
Câu hỏi hướng dẫn giúp định hướng tư duy của học sinh về phía trả lời đúng, hạn chế việc học sinh bế tắc khơng giải bài tập.
Kiêm tra và đánh giá cho điếm bài làm ở nhà của học sinh biếu dương và phê bình kịp thời đối với từng học sinh cĩ tác dụng tích cực động viên khích lệ học sinh tự học- điều đặc biệt quan trọng trong cơng tác bồi dưỡng HSG.
- Thành thạo kỹ năng giải bài tập theo phương pháp đã biết (giải bài tập tương tự ở mức độ phức tạp ngày càng tăng).
- Bồi dưỡng phát triển ĩc quan sát tìm tịi khám phá niềm vui sáng tạo yêu thích vật lv học.
1.4.3 Giải bài tập theo nhĩm
Phương pháp làm việc theo nhĩm hiện nay rất chú trọng, trong quá trình làm việc mỗi cá nhân trong nhĩm đều cĩ vai trị quan trọng như nhau, ơ dạng bài tập này thường yêu cầu thiết kế, chế tạo một thiết bị kỹ thuật nào đĩ với những dụng cụ đã cho. Ta cĩ thê xây dựng phương án giải bài tập như sau:
- Kiểm tra dụng cụ, thiết bị đã cho với vêu cầu đặt ra đề bài. - Tìm mối liên hệ giữa các thiết bị, dụng cụ với đại lượng cần tìm - Xác định tham số vật lý, các đại lượng cần tìm.
-Tiến hành thiết kế sao cho phù hợp, tìm ra những bước thí nghiệm trung gian. Sau khi giải quyết xong bài tập cả nhĩm phải phân tích cách giải hay, độc đáo, đưa ra điều dễ mắc sai lầm, qua đĩ cá nhân học hỏi được những kinh nghiệm của các thành viên trong nhĩm.
Học sinh cĩ thế sử dụng cơng nghệ thơng tin như một số phần mềm mơ phỏng để hỗ trợ cho việc thiết kế, đo đạt.. ..để cĩ sản phẩm hợp lí trước khi thực hiện sản phấm thực và hồn chỉnh.
Giải bài tập theo nhĩm được sử dụng nhằm khai thác vốn kiến thức mà các em