Từ những phân tích các kiểu định hướng trên, để hình thành ởngười học năng lực giải bài tập vật lí, người giáo viên cần thực hiện các công việc:
- Giúp người học thấy được ý nghĩa của kĩ năng cần nắm vững và mục đích của
hành động tương ứng.
- Tổ chức cho người học lĩnh hội được các thành phần cấu trúc cơ bản của hành
động và trình tự hợp lí nhất để thực hiện các thao tác thành hành động.
- Tổ chức để học sinh thực hiện các bài luyện tập nhằm rèn luyện kĩ năng thực hiện
hành động.
- Tạo điều kiện để học sinh sử dụng kĩ năng đã hình thành vào việc thực hiện hành
động mới, phức tạp hơn nhằm nắm vững kĩ năng mới.
Muốn hướng dẫn học sinh giải bài tập, trước tiên giáo viên phải giải được bài tập
đó, sau đó mới bàn đến việc hướng dẫn của giáo viên đối với học sinh. Vì vậy, sau khi đã
lựa chọn được nội dung bài tập, quy trình hoạt động của giáo viên trong việc soạn phương
án lên lớp về bài tập vật lí được chia thành các công đoạn như sau: • Giải trước bài tập cụ thểđịnh giao cho học sinh.
• Phân tích phương pháp giải bài tập cụ thể theo trình tự.
- Trình bày một cách trực quan, tóm tắt đề bài bằng các kí hiệu vật lí, chỉ rõ các dữ
24
- Phân tích hiện tượng vật lí xảy ra. Biểu diễn một cách trực quan, cô đọng các mối liên hệcơ bản cần xác lập để giải được bài tập đó.
- Khái quát hóa tiến trình luận giải, mô hình hóa tiến trình này bằng sơ đồ, từđó hình
dung một cách rõ ràng các trình tựhành động cần thực hiện để giải được bài tập.
- Trình bày sự tính toán, biện luận cụ thểđểcó được kết quả cuối cùng. • Xác định phương án hướng dẫn học sinh giải bài tập đã cho theo các bước:
- Lựa chọn, xác định kiểu hướng dẫn phù hợp với mục đích sư phạm.
- Xác định tiến trình hoạt động dạy học cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập.
- Soạn thảo các câu hỏi hoặc lời hướng dẫn cụ thể sẽ sử dụng khi lên lớp tương ứng với từng bước của tiến trình hướng dẫn đã vạch ra.
Muốn rèn kĩ năng hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí một cách tích cực, chủđộng, sáng tạo và kích thích được hứng thú học tập của học sinh thi giáo viên cần rèn các mặt sau:
- Ngay từđầu cần thực hiện nghiêm túc tất cảcác công đoạn trên.
- Mỗi bài tập cần chuẩn bị nhiều phương án giải có thể.
- Mỗi phương án giải phải soạn thảo được lời hướng dẫn mang tính định hướng. Việc
xác định kiểu hướng dẫn là tùy thuộc mục tiêu của việc dạy học và đối tượng học sinh.
- Việc giải bài tập cần được rèn luyện theo các bước chung của việc giải một bài tập vật lí.
Việc hướng dẫn sơđẳng nhất mà nhiều giáo viên hay làm là chỉ việc trình bày lại lời giải đã chuẩn bị sẵn của mình. Nếu làm như vậy thì hiệu quả của việc dạy học về bài tập vật lí không cao. Điểm mấu chốt nhất là đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề do bài tập đặt ra, nói cách khác, người giáo viên cần trình bày được con đường suy nghĩ để giải quyết vấn đề hoặc yêu cầu học sinh đề xuất giải pháp. Điều này tạo cơ hội cho giáo viên rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề(năng lực đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp) ở người học.
Trong các bước chung giải một số bài tập vật lí thì việc chuẩn bị nhiều phương án
25
dẫn học sinh. Đồng thời việc lập sơ đồ luận giải giúp cho các giáo sinh mới vào nghề tránh lúng túng trên lớp, họ sẽ tựtin hơn và không còn cảm giác ngại khi lên lớp giờ bài tập. Từ sơ đồ luận giải giúp cho giáo viên có được lời hướng dẫn khái quát, tránh việc hướng dẫn học sinh những hành động đơn lẻ, vụn vặt.
Khi đánh giá các bài làm của học sinh cần phải chú ý đến những sai lầm của họ. Những sai lầm mắc phải là những sai lầm chứng tỏ rằng học sinh:
- Không nắm được các phương pháp giải hoặc không biết vận dụng chúng vào việc giải các bài tập cơ bản thuộc cùng loại.
- Không biết các công thức, các đồ thị, các sơ đồ hoặc không biết vận dụng chúng hoặc sự không chính xác khi biểu diễn hình vẽ, đồ thị, sơ đồ.
- Không biết các đơn vị và hệđơn vịđo các đại lượng vật lí.
- Những câu trả lời trong bài tập diễn đạt không đúng hoặc những nhầm lẫn trong việc diễn đạt câu hỏi hoặc lời giải.
- Không hiểu đúng những điều kiện của bài tập.
Đề cập đến phương pháp hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí, cần lưu ý rằng có
hai con đường khái quát hóa phương pháp giải một loại bài tập nào đó mà trong dạy học về bài tập vật lí giáo viên cần tính đến.
CÂU HỎI TỰ HỌC CHƯƠNG 2
1. Hãy trình bày những vấn đề vềtư duy trong quá trình giải bài tập vật lý. Hãy lấy ví dụ minh họa.
2. Hãy trình bày phương pháp giải bài tập vật lý. Hãy lấy ví dụ minh họa.
3. Hãy trình bày các kiểu định hướng hành động giải bài tập vật lý. Hãy lấy ví dụ minh họa.
4. Hãy trình bày phương pháp hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý. Hãy lấy ví dụ
26
5. Hãy lựa chọn hệ thống bài tập nhằm kiểm tra kiến thức và kĩ năng của học sinh sau khi học sinh học xong chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10. Hãy nêu mục tiêu chung của hệ thống bài tập và mục tiêu của mỗi bài.
6. Lựa chọn một bài tập trong hệ thống bài tập trên và thực hiện các yêu cầu sau: ✓ Giải bài tập cụ thểđó
✓ Phân tích phương pháp giải bài tập cụ thể này theo trình tự:
• Trình bày một cách trực quan, tóm tắt đề bài bằng các kí hiệu, các dữ liệu hoặc hình vẽ
• Biểu diễn một cách trực quan, cô đọng các mối liên hệ cơ bản cần xác lập để
giải bài tập đó
• Khái quát hóa tiến trình luận giải, mô hình hóa tiến trình này bằng sơ đồ, để
hình dung một cách rõ ràng cấu trúc hành động và các trình tự hành động cần thực hiện để giải được bài toán này
• Trình bày sự tính toán, biện luận cụ thểđểcó được kết luận cuối cùng ✓ Xác định phương ánhướng dẫn học sinh giải bài tập đã cho trong đó nêu rõ:
• Kiểu hướng dẫn phù hợp với mục đích sư phạm
• Tiến trình hoạt động dạy học cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập
• Soạn thảo các câu hỏi hoặc lời hướng dẫn cụ thể sẽ sử dụng khi lên lớp tương ứng với từng bước của tiến trình hướng dẫn đã vạch ra.
27
CHƯƠNG 3. DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ THUỘC MỘT SỐĐỀ TÀI TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG
3.1. Phương pháp giải bài tập động học chất điểm 3.1.1. Tóm tắt nội dung kiến thức
3.1.1.1. Khái niệm mởđầu
Động học là một phần của cơ học, trong đó người ta nghiên cứu cách xác định vị trí của các vật trong không gian tại những thời điểm khác nhau và mô tả các tính chất của chuyển động của các vật bằng các phương trình toán học nhưng chưa xét đến nguyên nhân chuyển động.
Chất điểm là một vật có kích thước nhỏkhông đáng kể so với những khoảng cách, những kích thước mà ta đang khảo sát.
3.1.1.2. Những khái niệm cơ bản
Chuyển động của một vật là sự chuyển dời vị trí của vật đó đối với các vật khác trong không gian theo thời gian.
Quỹđạo: đường đi của một vật gọi là quỹđạo chuyển động của vật.
Hệ tọa độ là hệdùng đểxác định chính xác vị trí của vật trong không gian.
- Hệ tọa độ một trục sử dụng khi vật chuyển động trên một đường thẳng, tọa độ
của vật ở vị trí M: x = OM x o M y My Mx X
28
- Hệ tọa độ hai trục sử dụng khi vật chuyển động trên một đường cong trong một mặt phẳng và tọa độ của vật ở vị trí M: 𝑥 = 𝑂𝑀𝑋 ; 𝑦 = 𝑂𝑀𝑌
Mốc thời gian tức là thời điểm bắt đầu xét chuyển động.
Thời điểm là trị số chỉ một lúc nào đó theo mốc thời gian và theo đơn vị thời gian
đã chọn.
Thời gian là khoảng thời gian trôi đi trong thực tế giữa hai thời điểm mà ta xét. Hệ quy chiếu:
- Đểxác định vị trí của một vật phải chọn hệ quy chiếu.
- Hệ quy chiếu gồm: Một hệ gồm một vật làm mốc, một hệ tọa độ gắn với một mốc; một mốc thời gian và một đồng hồ.
Độ dời và quãng đường đi:
- Độ dời của một vật chuyển động thẳng là độ biến thiên tọa độ của vật: 𝛥𝑥 = 𝑥2− 𝑥1
- Đường đi của vật là chiều dài phần quỹ đạo mà vật vạch được khi chuyển động:
s
Vận tốc và tốc độ: Để biết một vật chuyển động nhanh hay chậm trong khoảng thời
gian Δt người ta phải dùng khái niệm tốc độ và vận tốc:
- Tốc độ trung bình của chuyển động là tỉ số giữa quãng đường đi được trong một
đơn vị thời gian:
𝑣𝑡𝑏 =𝑠 𝑡
- Độ lớn vận tốc tức thời là tỉ số giữa sựthay đổi vị trí trong khoảng thời gian rất nhỏ và khoảng thời gian đó:
𝑣 = 𝛥𝑠 𝛥𝑡
Gia tốc của chuyển động là đại lượng các định bằng thương số giữa độ biên thiên vận tốc v và thời gian vận tốc biến thiên Δt có giá trị:
𝑎 = 𝛥𝑣 𝛥𝑡
29
3.1.1.3. Các dạng chuyển động và đặc điểm
1. Chuyển động thẳng đều
- Quỹ đạo là đường thẳng và có tốcđộ trung bình như nhau trên mọi đoạn đường - Gia tốc của chuyển động thẳng đều bằng không.
- Vận tốc có phương,chiều và độ lớn không đổi. - Công thức tính quãng đường đi được: s = v. (t – to)
- Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng đều:
x = x0 + v. (t – to)
2. Chuyển động thẳng biến đổi đều
- Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có độ lớn của vận tốc tăng (giảm) đều theo thời gian.
- Vận tốc tức thời và gia tốc là các đại lượng vecto.
- Quỹ đạo của chuyển động thẳng biến đổi đều là đường thẳng.
- Vận tốc có phương, chiều không đổi và độ lớn vận tốc tăng (giảm) đều theo thời gian
𝑣 = 𝑣0+ 𝑎. (𝑡 − 𝑡𝑜)
- Gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều là một đại lượng không đổi. - Công thức tính quãng đường đi đượccủa chuyển động thẳng biếnđổi đều:
𝑠 = 𝑣0. (𝑡 − 𝑡𝑜) +12𝑎(𝑡 − 𝑡𝑜)2
- Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng biến đổi đều: 𝑥 = 𝑥0+ 𝑣0(𝑡 − 𝑡𝑜) +1
2𝑎(𝑡 − 𝑡𝑜)2
3. Sự rơi tự do
- Sự rơi tự do là sự rơi chỉ chịu tác dụng của trọng lực. - Phương của chuyển động rơi tự do là phương thẳng đứng - Chiều của chuyển động rơi tự do là chiều từ trên hướng xuống. - Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều - Công thức tính vận tốc: v = gt
30
- Công thức tính quãng đường đi dược của sự rơi tự do:
𝑠 = 12𝑔𝑡2
4. Chuyển động tròn đều
- Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.
- Gia tốc luôn hướng vào tâm của đường tròn có độ lớn không đổi: 𝑎ℎ𝑡 =𝑣𝑟2 = 𝑟⍵2
- Vận tốc luôn nằm theo tiếp tuyến với đường tròn và độ lớn không đổi. 𝑣 = 𝛥𝑠𝛥𝑡
5. Tính tương đối của chuyển động –công thức cộng vận tốc
- Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau => quỹ đạo có tính tương đối.
- Vận tốc của vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau => vận tốc có tính tương đối.
- Hệ quy chiếu gắn với vật đứng yên gọi là hệ quy đứng yên.
- Hệ quy chiếu gắn với vật chuyển động gọi là hệ quy chiếu chuyển động. - Vận tốc tuyệt đối là vận tốc của vật đối với hệquy chiếu đứng yên. - Vận tốc tương đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động.
- Vận tốc kéo theo là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên.
31