10. Cấu trúc luận văn
1.5. Thực tiễn hoạt động hƣớng dẫn giải bài tập vật lí và việc ứng
1.5.3. Kết quả điều tra
Qua tìm hiểu chúng tơi thấy:
a . Cơ sở vật chất .
- Trƣờng THPH Nguyễn Trãi - Ba Đình, trƣờng THPH Việt Đức và trƣờng THPH Nguyễn Thị Minh Khai là trƣờng công lập, cơ sở vật chất tƣơng đối đầy đủ, có truyền thống dạy và học tốt. Đội ngũ giáo viên có nhiều kinh nghiệm, kết hợp với đội ngũ giáo viện trẻ nhiệt tình năng động, sơi nổi .
- Phịng thực hành máy tính: Gồm 3 phịng học, mỗi phịng có 22 máy tính, tất cả đều đƣợc nối mạng.
b. Về của học sinh phương pháp học và những khó khăn sai lầm của học sinh:
Việc dự giờ, trò chuyện với HS và xem vở ghi chép, bài tập của họ còn cho thấy: Nhiều HS không giải bài tập ra về nhà, khơng tích cực theo dõi q trình giải bài tập trên bài giảng của bạn, của thầy, chủ yếu là ghi chép máy móc vào vở những phép tính tốn củ thể và kết quả cuối cùng.
Qua phối hợp một số biện pháp điều tra (chủ yếu là phân tích các bài kiểm tra viết), chúng tôi phát hiện trong quá trình học tập và giải bài tập Động lực học chất điểm, HS gặp các khó khăn chủ yếu, mắc các sai lầm phổ biến sau:
- Khi xác định các lực tác dụng lên vật cần nghiên cứu chuyển động của nó, HS hoặc bỏ sót tác dụng của một lực nào đó, hoặc đặt vào vật các lực thừa khơng có thực, khơng do các vật khác tác dụng.
Chẳng hạn, khi chỉ ra các lực tác dụng lên vật ném theo phƣơng ngang và phƣơng thẳng đứng trong môi trƣờng bỏ sức cản vừa ra khỏi tay, ngồi trọng lực, HS cịn kể thêm lực ném của tay theo hƣớng chuyển động của vật, hay tác dụng vào vật trƣợt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng xuống có cả lực phát động. Nguyên nhân của sai lầm này là họ luôn
gắn lực với vận tốc của vật, cho rằng lực là nguyên nhân gây ra chuyển động, chỉ có lực nào cùng chiều với vận tốc mới truyền gia tốc cho vật. Mặt khác, lúc đầu giải các bài tập về định luật II Newton có một số HS cho rằng ngoài các lực tác dụng lên vật bởi các vật xung quanh, cịn có một lực khác truyền gia tốc cho nó. Nhƣ họ khẳng định tác dụng lên thang máy kéo thẳng đứng nhanh dần đều lên trên có ba lực: trọng lực, lực căng của dây cáp và lực truyền gia tốc cho thang máy. Nghĩa là ngồi các lực có thực, cịn có thêm hợp lực của chúng tác dụng lên vật cần nghiên cứu.
Ngƣợc lại, khi xác định các lực tác dụng lên một vật chuyển động trên bề mặt của vật khác, HS lại bỏ qua hoặc lực ma sát, hoặc lực đàn hồi của mặt tựa. Thiếu sót này xuất phát từ quan niệm là mỗi vật xung quanh chỉ tác dụng vào vật đang xét chỉ một lực mà thôi.
- Khó khăn trong việc xác định hƣớng của lực đàn hồi và lực ma sát. Việc xác định các lực tác dụng lên vật nghiên cứu là khơng chỉ kể tên, mà cịn nêu rõ hƣớng và độ lớn của từng lực ấy. HS đã biết có ba loại lực cơ học. Chỉ có ít HS biểu diễn sai hƣớng của trọng lực đặt vào vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng khi vẽ nó vng góc với mặt phẳng đó. Khó khăn chủ yếu của HS là xác định hƣớng của lực đàn hồi, lực ma sát.
Khó khăn khi xác định hƣớng của lực đàn hồi là do không xác định đƣợc hƣớng biến dạng của vật đàn hồi, hay hƣớng dịch chuyển của các phần tử của vật khi biến dạng .Trong cơng thức định luật hooke có dấu trừ có ý nghĩa là lực đàn hồi ngƣợc chiều với độ biến dạng của lo xo nhƣng khi áp dụng cơng thức đƣa dấu trừ vào để tính (mặc dù vẫn chiếu phƣơng trình động lực học lên trục tọa độ đã chọn trong bài). Cịn khó khăn khi xác định hƣớng của lực ma sát đƣợc bộc lộ khi xét chuyển động của vật bị hãm lại do tác dụng của chỉ riêng nó (Đầy đủ là vật còn chịu tác dụng của các lực khác, nhƣng chúng cân bằng nhau). Nguyên nhân là do HS quan niệm hợp lực luôn luôn cùng hƣớng với vận tốc chuyển động của vật.
- Sai lầm trong việc viết phƣơng trình của định luật II Newton cho chuyển động của hệ vật nối với nhau bởi sợi dây khơng giãn vắt qua một rịng rọc cố định.
Về thực chất, định luật II chỉ viết cho một vật coi nhƣ chất điểm. Nhƣng cũng có thể viết cho hệ vật chỉ khi các vật trong hệ chuyển động với cùng một vectơ gia tốc. Khi giải các bài tập về chuyển động của hệ vật nối với nhau bởi các đoạn dây vắt qua một ròng rọc cố định, Một số HS vẫn viết phƣơng trình của định luật II cho cả hệ coi nhƣ một vật (một chất điểm).
- Gắn hệ quy chiếu với vật chuyển động có gia tốc: Hệ quy chiếu gồm hệ tọa độ và đồng hồ đo thời gian. Thông thƣờng nhƣ giải bài tập động học, HS chọn mốc thời gian là lúc vật bắt đầu chuyển động. Và việc chọn nhƣ thế khơng gây khó khăn gì nhiều cho họ. Vả lại, nhiều bài tập ĐLHCĐ khơng u cầu tính thời gian. Nhƣng khi giải chúng, chọn hệ tọa độ lại là một yêu cầu bắt buộc để đảm bảo cho bài tập đƣợc giải đúng đắn, đơn giản lại gây những khó khăn nhất định. HS tính áp lực của vật lên sàn thang máy, của ôtô lên cầu cong hay khi xem xét chuyển động tròn đều của một vật nói chung đã gắn hệ quy chiếu với vật chuyển động có gia tốc hoặc chuyển động quay (thang máy, ôtô, con lắc,…) mà vẫn viết phƣơng trình của định luật II cho vật ấy. Điều này một phần do GV sơ suất không giới thiệu cho HS hệ quy chiếu qn tính và việc chọn nó trong thực tế.
- Giải các bài tập , nhiều HS khi phân tích các hiện tƣợng vật lý liên quan đế bài chƣa cặn kẽ, vì hiện tƣợng vật lý trong bài xảy ra quá nhanh, khó tƣởng tƣợng .
- Khi giải bài tập có liên quan đến vẽ đồ thị : Đa số HS vẽ khơng đƣợc chính xác, và rất ngại làm loại bài tập này.
c.Về phương pháp dạy bài tập của giáo viên:
Để tìm hiểu vấn đề trên, chúng tơi đã gặp tổ trƣởng bộ mơn vật lí ở ba trƣờng cần điều tra để nắm đƣợc chất lƣợng giảng dạy của GV, trao đổi
trực tiếp với các GV dạy hai lớp 10 cần điều tra, nghiên cứu giáo án và dự giờ của họ (đã dự 6 tiết luyện tập giải bài tập chƣơng Động lực học chất điểm).Qua điều tra, rút ra đƣợc một số nhận xét sau:
- 2/3 GV lựa chọn các bài tập giải trên lớp hay ra về nhà chƣa có mục đich rõ ràng, rất ít sử dụng bài tập củng cố trong tiết học nghiên cứu tài liệu mới . Trong các tiết luyện tập, GV chữa và dành nhiều thời gian cho các bài tập mà đa số HS trong lớp đã giải đƣợc.
- Tất cả các GV đều áp đặt HS suy nghĩ và giải bài tập theo cách của mình chứ khơng hƣớng dẫn họ độc lập suy nghĩ tìm kiếm lời giải. Đồng thời, khi chữa bài tập có tới 2/3 GV cịn để ý đến q nhiều các phép biến đổi tốn học, tính tốn cụ thể (cào bằng BTVL với bài tập tốn học) mà coi nhẹ việc phân tích đƣờng lối giải, định hƣớng tƣ duy của HS.
- Các GV đều khơng dành thời gian thích đáng cho việc giải bài tập cơ bản, coi nhẹ việc rèn luyện HS giải các bài tập cơ bản đến mức thành thạo, ra rất ít loại này và không chú ý tới cách giải một bài tập phức hợp bằng cách quy nó về các bài tập cơ bản.
- Việc ứng dụng công nghệ thông tin hƣớng dẫn giải bài tập vật lý trong chƣơng này cịn rất hạn chế, ít sử dụng .
Kết luận chƣơng 1
Trong chƣơng này chúng tơi đã trình bày một số vấn đề cơ sở lí luận dạy học hiện đại; vai trị, ý nghĩa của CNTT trong dạy học; lí luận về dạy giải BTVL ở trƣờng phổ thông. Đồng thời chúng tôi cũng giới thiệu về phần mềm toán học Mathematica nhƣ: môi trƣờng làm việc, sử dụng phần mềm Mathematica. Ngoài ra chúng tơi cịn trình bày thực trạng hoạt động dạy học vật lý tại trung phổ thông hiện nay . Để làm cơ sở giải
quyết nhiệm vụ đề ra của luận văn, chúng tôi quan tâm đến các vấn đề nghiên cứu sau:
+ Để học sinh hoạt động học tập một cách có hiệu quả, đảm bảo cho học sinh nắm vững kiến thức thì đồng thời với việc tổ chức tình huống học tập cho học sinh cần có sự định hƣớng hành động của học sinh một cách đúng đắn nhất, phù hợp với trình độ của học sinh.
+ Để phát huy đầy đủ vai trò của học sinh trong sự tự chủ hoạt động xây dựng kiến thức, vai trị của giáo viên trong việc tổ chức tình huống học tập và định hƣớng tìm tịi xây dựng tri thức của học sinh, đồng thời cho học sinh làm quen với việc xây dựng và bảo vệ cái mới trong nghiên cứu khoa học thì có thể tổ chức hoạt động dạy học cho học sinh theo hƣớng sử dụng các phƣơng tiện hiện đại nhƣ các phần mềm dạy học hỗ trợ trong quá trình dạy học.
+ BTVL không chỉ là một công cụ hữu hiệu để kích thích và duy trì hứng thú học tập của học sinh mà còn giúp học sinh làm quen với các phƣơng pháp nghiên cứu khoa học, rèn đƣợc kĩ năng làm bài tập của học sinh. Do đó yếu tố vơ cùng quan trọng, cơ sở để giáo viên soạn thảo tiến trình dạy học một tri thức cụ thể là việc soạn thảo đƣợc một hệ thống bài tập đối với tri thức cần dạy phù hợp với trình độ học sinh, bám sát mục tiêu dạy học.
Tất cả những điều trên sẽ đƣợc chúng tôi vận dụng để soạn thảo một hệ thống bài tập và tổ chức hoạt động dạy học nhờ sử dụng phần mềm toán học Mathematica ở một số bài tập vật lý thuộc chƣơng “Động lực học chất điểm " lớp 10 ban nâng cao THPT.
CHƢƠNG 2
SOẠN THẢO HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ TỔ CHỨC HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CĨ SỬ DỤNG PHẦN MỀM TỐN HỌC MATHEMATICA VÀO CHƢƠNG ''ĐỘNG LỰC HỌC
CHẤT ĐIỂM '' VẬT LÝ LỚP 10 NÂNG CAO