7. Cấu trúc luận văn
1.4.1.2. Tác dụng của BTTN trong việc bồi dỡng t duy sáng tạo cho HS
Do yêu cầu phải thực hiện cả các thao tác t duy trí tuệ và t duy toán học lẫn các thao tác t duy vật chất cụ thể, cùng với các hành động chân tay, nên BTTN có vai trò quan trọng và có tác dụng toàn diện trong việc thực hiện mục tiêu và nhiệm vụ của dạy học vật lý ở trờng THPT.
BTTN giúp bồi dỡng và rèn luyện cho HS các thao tác t duy nh: phân tích, tổng hợp, phán đoán, khái quát hoá, trừu tợng hoá; các thao tác t duy vật thể, kỹ năng thực hành vật chất nh: xây dựng phơng án TN, lựa chọn dụng cụ TN, lắp ráp TN, quan sát, đo đạc xử lí số liệu, vẽ biểu đồ, và cả trực giác khoa học. Mặt khác, HS còn đợc rèn luyện năng lực thực nghiệm, năng lực hoạt động độc lập.
Việc giải các BTTN, nh là những nghiên cứu nhỏ, tạo điều kiện tốt để phát triển t duy và khả năng nhận thức cho HS. BTTN đã khắc phục đợc tình trạng giải bài tập một cách hình thức, áp dụng công thức một cách máy móc.
BTTN giúp cho giáo viên phát hiện và bồi dỡng các em có năng khiếu về vật lí học và về kĩ thuật. Cùng một BTTN HS có thể đa ra nhiều phơng án giải khác nhau, gây ra sự tranh luận sôi nổi trong lớp tạo không khí s phạm tốt. Vì thế BTTN giúp các em
hình thành năng lực giao tiếp, rèn luyện kĩ năng sử dụng ngôn ngữ. Trong quá trình làm TN các kĩ năng và kĩ xảo sử dụng máy móc, dụng cụ đo lờng và các thiết bị TN cũng nh một số kĩ năng khác đợc phát triển.
BTTN có ý nghĩa to lớn về mặt đức dục, trí dục, những BTTN có tính nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi để giáo dục tính tích cực nhận thức, hoạt động thực tiễn của HS.
1.4.1.3. Các bớc trong quá trình giải BTTN vật lý
Để giải một BTTN vật lý chúng ta có thể tiến hành theo các bớc sau đây: 1 - Đọc và hiểu kĩ đề bài, phân tích yêu cầu của bài tập:
Đọc kĩ đề bài để thấy đợc: + Dữ liệu đã cho
+ Yêu cầu của nội dung bài tập?
+ Mối liên hệ giữa dữ liệu với yêu cầu? Phân tích nội dung bài tập:
+ Bài toán này thuộc dạng nào? + Đại lợng nào bài toán đã cho? + Đại lợng nào cần phải tìm?
+ Cần sử dụng những kiến thức lí thuyết nào đã học? 2 - Xây dựng phơng án giải:
- Tìm đại lợng cha biết bằng cách nào? - Bằng những thiết bị gì?
- Thiết kế sơ đồ thí nghiệm nh thế nào?
- Các thiết bị đó sử dụng nh thế nào?(lắp ráp, tiến hành TN)
3 - Lập phơng án thí nghiệm, lựa chọn thiết bị, có thể phải cải tiến, chế tạo một số thiết bị và lắp ráp TN nh phơng án đã đợc xác lập.
4 - Tiến hành TN, quan sát hiện tợng, đo đạc số liệu và xử lí kết quả. 5 - Rút ra kết luận và trả lời các câu hỏi của bài tập.
BTTN có hai bớc đặc biệt khác với loại bài tập khác là bớc 3; 4.
Nói chung các bớc giải một BTTN có liên quan với các giai đoạn của phơng pháp thực nghiệm.
1.4.1.4. Phân loại BTTN vật lí
Căn cứ vào yêu cầu và phơng thức giải ta có thể phân chia BTTN thành hai loại là: BTTN định tính và BTTN định lợng.
Loại bài tập này không có các phép đo đạc, tính toán định lợng. Khi giải nó thì HS phải lắp ráp TN theo sơ đồ cho trớc hoặc theo những điều kiện đã xác định; sau đó điều khiển cho TN vận hành. HS phải quan sát diễn biến của hiện tợng vật lý trong TN và sử dụng những suy luận lôgic dựa trên cơ sở các định luật, khái niệm vật lý đã học để mô tả và giải thích những kết quả đã quan sát đợc. BTTN định tính có thể phân thành hai dạng:
* Dạng 1: BTTN quan sát và giải thích hiện tợng.
Khi giải bài tập dạng này yêu cầu HS phải thực hiện các công việc sau: + Làm TN theo sự hớng dẫn của giáo viên.
+ Quan sát TN theo mục tiêu đã chỉ sẵn. + Mô tả hiện tợng bằng kiến thức đã có.
Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải trả lời các câu hỏi nh: + Hiện tợng xảy ra nh thế nào?
+ Tại sao lại xảy ra hiện tợng đó?
Trả lời câu hỏi thứ nhất HS tham gia vào quá trình tích luỹ kiến thức về hiện tợng, mô tả đợc diễn biến của hiện tợng. Còn câu hỏi thứ hai, giúp cho HS liên hệ sự kiện quan sát xảy ra trong TN với những định nghĩa, khái niệm, hiện tợng vật lí đã học. Tức là giúp HS biết cách lập luận khi giải thích bản chất của hiện tợng. Đây chính là cơ hội để bồi dỡng cho HS các thao tác t duy, khả năng lập luận, diễn đạt bằng ngôn ngữ nói và viết.
Ví dụ:
Cho mạch điện có sơ đồ nh hình vẽ (h.3). Hãy làm thí nghiệm, và cho biết số chỉ của các dụng cụ thay đổi nh thế nào khi di chuyển con chạy của biến trở về bên trái? bên phải? Vì sao lại có hiện tợng đó?
Để giải đợc bài tập này, trớc tiên HS phải làm thí nghiệm nh đã yêu cầu. Quan sát hiện tợng xảy ra. Giải thích hiện tợng đã thấy bằng cách liên hệ hiện t- ợng xảy ra trong thí nghiệm với lí thuyết đã học đồng thời diễn đạt bằng ngôn ngữ nói và viết.
* Dạng 2: Bài tập thiết kế phơng án TN.
Dạng bài tập này khá phổ biến ở trờng phổ thông vì TN đợc tiến hành trong t duy. Do đó nó
hoàn toàn khả thi trong điều kiện trang thiết bị TN còn cha đầy đủ nh hiện nay. Các bài tập này là tiền đề cho HS giải các BTTN định lợng. Nội dung của dạng bài tập này th-
109 A V E,r R K h.3
ờng là: thiết kế phơng án TN để đo các đại lợng vật lý, hoặc để quan sát một quá trình vật lý, minh hoạ cho một định luật vật lí.
Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải thực hiện các yêu cầu nh: + Cho các thiết bị... hãy tìm cách đo ...
+ Cho các thiết bị ... nêu phơng án đo ... + Trình bày cách đo ...
Với loại bài tập này HS phải tiến hành một loạt các hoạt động t duy sáng tạo, để liên kết yêu cầu của bài toán với các dự kiện đã cho bằng các tri thức vật lí đã có, để thiết kế trong óc một mô hình TN và tiến hành TN trong tởng tợng, sau đó diễn đạt bằng lời TN tởng tợng mà mình đã thực hiện.
Ví dụ: Thiết kế một sơ đồ thí nghiệm để xác định đợc suất điện động và điện trở trong của một chiếc pin với các các dụng cụ : một vôn kế, một ampekế, một biến trở và các dây nối?
Để giải bài tập này HS phải xác định các đại lợng đo đợc liên quan đến suất điện động và điện trở trong của pin nh thế nào? phải vận dụng kiến thức nào đã học ? ( Vận dụng công thức hiệu điện thế mạch ngoài: U=E-Ir ),
Sau đó HS phải hình dung đợc trong đầu mạch điện cần phải mắc nh thế nào và cách tiến hành đo làm sao. Sau khi đo đợc các đại lợng thì họ áp dụng việc giải toán để tìm ra đại lợng mà bài toán yêu cầu.
Bài tập thí nghiệm định lợng.
Đây là loại bài tập yêu cầu HS ngoài việc chú ý đến hiện tợng vật lí còn phải đo đạc các đại lợng vật lý bằng các thiết bị; tìm mối liên hệ giữa các đại lợng vật lý. BTTN định lợng có thể ở các mức độ tăng dần nh sau:
Mức độ 1: Cho thiết bị, cho sơ đồ thiết kế và hớng dẫn cách làm thí nghiệm. Yêu
cầu đo đạc các đại lợng, xử lí kết quả đo đạc để đi đến kết luận.
Mức độ 2: Cho thiết bị, yêu cầu thiết kế phơng án TN, làm TN đo đạc các đại lợng
cần thiết, xử lí số liệu để đi đến kết luận.
Mức độ 3: Yêu cầu tự lựa chọn thiết bị, thiết kế phơng án TN, làm TN đo đạc, xử lí
số liệu để tìm qui luật.
1.4.2. Thực trạng dạy học BTTN vật lí ở trờng phổ thông
Về mặt nhận thức thì trong tất cả các văn bản về chơng trình vật lí từ trớc đến nay, chúng ta đều khẳng định vật lí là một môn khoa học thực nghiệm và yêu cầu nó phải đợc giảng dạy đúng tính chất của một môn khoa học thực nghiệm. Tuy nhiên giữa nhận thức và thực tế vẫn còn một khoảng cách dài, khoảng cách này chịu ảnh hởng của
những vấn đề lớn có tính chiến lợc nh: phân luồng HS; sự thiếu thốn và lạc hậu của cơ sở vật chất và thiết bị trờng học; sự bất hợp lí của chơng trình và sách giáo khoa ( Số tiết bài tập tổng kết chơng quá ít, số BTTN trong sách giáo khoa quá ít ...); sự lạc hậu của phơng pháp dạy học; sự bất cập của nội dung các đề thi ...tuy nhiên từ năm 2006 đến nay tình hình có sự thay đổi đáng kể. Chúng ta đã thực hiện phân luồng HS, chơng trình sách giáo khoa có sự đổi mới : BTTN đợc đa vào, thiết bị TN đợc trang bị nhiều hơn, song đa số giáo viên cha bắt nhịp đợc với sự đổi mới.
Trong những năm học gần đây chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu các trờng THPT trên địa bàn tỉnh Nghệ an thì thấy rằng: khái niệm và vai trò của BTTN trong dạy học đối với nhiều giáo viên còn rất mơ hồ. Việc dạy bài tập vật lý ở trờng phổ thông, chủ yếu tập trung vào các bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập vật lý. Còn việc dạy BTTN thì hầu nh không đợc nhắc đến, có chăng thì chỉ một số trờng chuyên, lớp chọn có HS dự thi HS giỏi tỉnh, thành phố và quốc gia. Các trờng phổ thông bình thờng thì một phần do cơ sở vật chất thiếu thốn, không đồng bộ, để làm đợc BTTN thì cần phải có sự đầu t về vật chất và tinh thần. Hơn nữa trong các kì thi tốt nghiệp, tuyển sinh đại học không đa BTTN vật lý vào nên trong dạy học hầu nh bỏ qua loại bài tập này. Mặt khác có quan niệm cho rằng: BTTN là khó, lại cần thiết bị, thời gian hạn hẹp không cho phép.
Tuy nhiên chúng ta cần phải thấy rằng: thứ nhất không phải BTTN nào cũng khó. Nếu biết lựa chọn một hệ thống bài tập hợp lý từ đơn giản đến phức tạp, phù hợp với từng đối tợng học sinh, thì nó sẽ có tác dụng không chỉ về mặt giáo dỡng, mà còn khêu gợi hứng thú học tập của HS đối với bộ môn vật lý. Thứ hai - các thiết bị cho BTTN không phải hoàn toàn đắt tiền, khó tìm kiếm mà chúng ta có thể sử dụng những phơng tiện kĩ thuật sẵn có trong nhà, trong công việc bếp núc, trong sinh hoạt đời thờng, hoặc các đồ phế thải nh chai nhựa, lon bia, hộp bìa cứng...Thứ ba - về thời gian, không nhất thiết phải giải BTTN trên lớp, các em có thể làm ở nhà, có thể trình bày kết quả nghiên cứu trong các buổi ngoại khoá, buổi thực hành...
Qua kết quả điều tra, chúng tôi thấy trong thực tế dạy học, BTTN rất ít sử dụng đến. Do đó phần nào cha đáp ứng đợc mục tiêu của quá trình dạy học. Để khắc phục tình trạng đó theo chúng tôi nghĩ cần phải nghiên cứu và xây dựng một hệ thống BTTN hợp lý trong chơng trình vật lý phổ thông.
Trong khuôn khổ của luận văn này, chúng tôi đã tập trung chú ý đến tiến trình xây dựng và sử dụng loại bài tập này khi dạy học chơng “ Dòng điện không đổi” ở vật lý 11 nâng cao THPT. Hy vọng những kết quả này cũng có thể áp dụng đợc cho những phần và những chơng khác trong chơng trình của bộ môn.
1.5. Kết luận chơng 1
Trong chơng này chúng tôi đã tìm hiểu về hoạt động nhận thức vật lí; quy luật chung của quá trình nhận thức vật lí. Tìm hiểu về t duy: các đặc điểm của t duy; các giai đoạn của quá trình t duy; các thao tác và hành động t duy vật lí phổ biến. Từ đó đa ra phơng pháp bồi dỡng t duy sáng tạo cho HS thông qua quá trình dạy học.
Để bồi dỡng t duy sáng tạo cho HS chúng ta cần phải tổ chức các tình huống dạy học sao cho huy động đợc HS vào quá trình xây dựng các tri thức vật lý theo con đờng nhận thức của nhà vật lí học. Trong đó vai trò của giáo viên là tạo điều kiện thuận lợi cho HS hoạt động, hớng dẫn giúp đỡ họ khi cần thiết để cho họ có thể thực hiện có kết quả các hoạt động học tập trong một thời gian, một hoàn cảnh xác định . GV còn có vai trò kích thích động cơ, hứng thú của HS để họ tự giác tích cực hoạt động, tổ chức giúp đỡ hớng dẫn họ để họ có thể vừa thực hiện thành công nhiệm vụ học tập vừa phát triển đợc khả năng t duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực hành động thực tiễn.
Chúng tôi đã nghiên cứu về BTTN: Tìm hiểu tác dụng của BTTN trong việc bồi d- ỡng t duy sáng tạo cho HS, đề xuất các bớc trong quá trình giải BTTN vật lí, tiến hành tìm hiểu loại các BTTN vật lí. Tìm hiểu thực trạng dạy học BTTN vật lí ở các trờng THPT hiện nay.
CHƯƠNG 2
Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm cho chơng dòng điện không“
đổi ở vật lí lớp 11 nâng cao ”
2.1. Vị trí và nội dung của chơng dòng điện không đổi vật lí 11 nâng cao.“ ”
2.1.1. Vị trí của chơng Dòng điện không đổi vật lí 11 nâng cao“ ”
Chơng “ Dòng điện không đổi” là chơng thứ hai, thuộc phần thứ nhất trong ch- ơng trình vật lí 11 nâng cao THPT. Việc sắp xếp này là hợp lí, thuận tiện cho GV và HS vì trớc đó các em đã đợc học chơng “ Điện tích - Điện trờng”. Nội dung của chơng “ Dòng điện không đổi” gồm các khái niệm cơ bản về dòng điện, dòng điện không đổi, cấu tạo nguồn điện, nguồn điện một chiều (pin và acquy), điện năng và công suất điện-
định luật Jun-Lenxơ, định luật Ôm cho toàn mạch, cho các loại đoạn mạch, mắc nguồn thành bộ...Tất cả các kiến thức đó là cơ sở để nghiên cứu các chơng tiếp theo nh: ch- ơng” Dòng điện trong các môi trờng”, chơng “Từ trờng”, lên lớp 12 học về “Dòng điện xoay chiều”...Chơng “ dòng điện không đổi “ là một chơng rất quan trọng trong chơng trình vật lí 11 nói riêng và vật lí phổ thông nói chung.
2.1.2. Mục tiêu dạy học chơng “Dòng điện không đổi”
Kiến thức: - Nêu đợc dòng điện không đổi là gì. - Nêu đợc suất điện động của nguồn điện là gì.
- Nêu đợc nguyên tắc tạo ra suất điện động trong pin và acquy. - Nêu đợc nguyên nhân vì sao acquy có thể sử dụng đợc nhiều lần.
- Nêu đợc công của nguồn điện là công của lực lạ bên trong nguồn điện và bằng công của dòng điện chạy trong toàn mạch. Viết đợc công thức tính công của nguồn điện.
- Nêu đợc máy thu điện là gì và ý nghĩa của suất phản điện của máy thu. - Phát biểu đợc định luật Ôm đối với toàn mạch.
- Viết đợc biểu thức định luật Ôm đối với đoạn mạch có chứa nguồn điện và máy thu điện.
- Nêu đợc thế nào là mắc nối tiếp, mắc xung đối, mắc song song và mắc hỗn hợp đối xứng các nguồn điện thành bộ nguồn.
Kĩ năng: - Vận dụng đợc công thức tính công, công suất của nguồn điện: Ang = EIt, Png = EI.
- Vận dụng đợc công thức tính công suất của máy thu: Pth= EI +I2r