2.3. Phương pháp xây dựng và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương Tĩnh
2.3.2. Phương pháp hướng dẫn giải bài tập chương Tĩnh điện học
2.3.2.1. Phương pháp hướng dẫn giải bài tập định tính chương Tĩnh điện học
Các bài tập định tính trong chương Tĩnh điện học cũng thuộc hai loại bài tập định tính điển hình đó là giải thích hiện tượng và dự đốn hiện tượng. Các hiện tượng Vật lý trong đó đều chịu sự chi phối của định luật Cu-lông. Ở đây trong quá trình hướng dẫn giải bài tập tôi đã định hướng khái quát cho học sinh dẫn các em theo các bước giải bài tập định tính, hình thành ở các em khả năng suy luận(luận ba đoạn) và kỹ năng giải các bài tập định tính trong Vật lý. Cụ thể là sau khi phân tích đề bài tơi hướng dẫn cho học sinh căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đề bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng, dự đốn được hiện tượng gì xảy ra và xảy ra thế nào hoặc từ đó giải thích được các hiện tượng.
2.3.2.2. Phương pháp hướng dẫn giải bài tập định lượng chương Tĩnh điện học
Những bài tập định lượng trong chương Tĩnh điện học được sử dụng để hướng dẫn cho học sinh giỏi ở đây chủ yếu là các bài có mức độ tổng hợp. Trong những bài tập đó việc tìm kiếm lời giải phải thực hiện một chuỗi các lập luận logic, biến đổi toán học qua nhiều mối liên hệ giữa những đại lượng đã cho, đại lượng phải tìm với những đại lượng trung gian không cho trong dữ kiện bài toán. Bản thân việc xác lập mối liên hệ trung gian đó là một bài tập cơ bản. Và do đó, muốn giải được bài tập tổng hợp này buộc người học phải giải được thành thạo các bài tập cơ bản, ngồi ra cịn phải biết cách phân tích bài tập phức hợp để quy nó về các bài tập đơn giản đã biết.
Kiểu hướng dẫn giải bài tập chủ đạo mà tôi sử dụng ở đây là định hướng khái qt hóa kết hợp với hướng dẫn tìm tịi:
+ Định hướng tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề ở đây là hướng cho học sinh biết phân tích một bài tốn phức tạp, tổng quát thành các bài toán đơn giản, cụ thể. Thực chất là rèn cho học sinh biết cách suy luận khái quát hóa “Từ một vấn đề rất khó, nếu chúng ta
biết cách tập trung, gỡ rối từng mảng thì chúng ta có thể đưa vấn đề ra ánh sáng. Ít ra, chúng ta có thể đặt vấn đề một cách dễ hiểu hơn. Nói cách khác,
chúng ta đã đi từng bước để khái quát hóa vấn đề.”[ 11]
Đồng thời định hướng cho học sinh biết cách suy luận tổng quát hóa vấn đề “Ta gặp một vấn đề F(w1, w2,…, wn) tại điểm các thông số đã là hằng nhất định. Giải xong vấn đề này, ta tiến đến tổng qt hố chúng cho các thơng số wi bất định nằm trong giới hạn nào đó”[11]. Thực chất là rèn luyện cho học sinh cách suy luận chuyển từ việc khảo sát một tập hợp đối tượng sang một tập hợp đối tượng lớn hơn chứa tập hợp đối tượng ban đầu. Sau khi làm một bài tập với một đại lượng trung gian cụ thể xác định biết cách suy luận để chuyển sang một bài tập khác tổng quát hơn có đại lượng trung gian bất kỳ. + Định hướng tìm tịi được sử dụng thơng qua việc gợi mở để học sinh để các em tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt các em có thể chuyển từ các bài cụ thể, đơn giản sang các bài tập tổng quát phức tạp hơn.
Thật vậy ở đây tôi đã yêu cầu, định hướng để học sinh làm các bài toán đơn giản sau đó hướng các em tổng hợp kiến thức để làm những bài tốn tổng hợp khó hơn. Đồng thời gợi mở, định hướng để các em suy luận tổng quát và tiến đến làm được cái bài tốn có nhiều biến tổng qt hơn nữa.
Những bài tập sử dụng để hướng dẫn và xây dựng cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi ở chương này là những bài tập khó: Khó ở chỗ mỗi bài thường liên quan đến nhiều mảng của Vật lý khiến khó ghép nối liên hệ giữa các mảng, liên quan đến nhiều đại lượng Vật lý dẫn đến phải giải nhiều phương trình và sẽ khó trong khâu xử lý tốn học. Do vậy trong quá trình hướng dẫn giải các bài tập cho Học sinh giỏi Vật lý trong quá trình hướng cho học sinh làm theo các bước của phương pháp giải bài tập Vật lý tôi đã chú ý phân tích và hướng dẫn học sinh một số cách làm cụ thể và chi tiết như sau:
+ Bước 1. Tìm hiểu đề bài: Đọc đúng đề bài, mơ tả hiện tượng vật lí nêu trong đề bài (có thể vẽ hình), xác định xem trong lớp hiện tượng vật lí đã cho có những đại lượng vật lí nào đã cho, đại lượng nào cần tìm.
+ Bước 2. Xây dựng lập luận: Căn cứ vào các dữ kiện đề bài, các điều kiện ràng buộc nhằm làm rõ bản chất Vật lý và diễn biến của các hiện tượng được mơ tả trong bài từ đó xác định các cơng thức các định luật biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng đã cho và cần tìm, từ đó lập các phương trình.
Bước 3. Luận giải: Trong quá trình giải các phương trình vốn liên quan đến các đại lượng Vậy lý khác nhau thuộc nhiều mảng kiến thức thì mấu chốt để gỡ rối chính là các định luật tổng quát nghiệm đúng trong nhiều quá trình Vật lý và các đại lượng Vật lý chung tham gia, làm ảnh hưởng đến các giai đoạn của hiện tượng Vật lý. Ví dụ định luật bảo tồn và chuyển hóa năng lượng áp dụng trong tất cả các quá trình cơ, nhiệt, điện, quang, định luật bảo tồn điện tích…Một số đại lượng Vật lý thường xuất hiện trong nhiều quuá trình cơ, điện, nhiệt, từ… như năng lượng, lực, áp suất …Khi đồng nhất hoặc rút và thế các đại lượng đó trong các phương trình là cách làm phổ biến và thuận tiện trong hầu hết các bài tập Vật lý từ dễ đến khó.
Bước 4. Biện luận: Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện đầu bài tập hoặc không phù hợp với thực tế và kết luận
2.3.2.3. Mục tiêu của việc hướng dẫn giải bài tập chương Tĩnh điện học
Trong quá trình hướng dẫn giải bài tập của chương Tĩnh điện học đã định hướng để học sinh hoàn thiện các kỹ năng giải bài tập Vật lý, biết kết hợp xây dựng lập luận phân tích và lập luận tổng hợp. Mục tiêu cụ thể của quá trình hướng dẫn các bài tập Vật lý ở đây là:
+ Rèn luyện kỹ năng giải bài tập Vật lý nói chung và kỹ năng giải bài tập chương Tĩnh điện học nói riêng.
+ Phát triển khả năng suy luận và và tư duy logic của học sinh, đó là điều kiện để học sinh có thể giải được các bài tốn khó, bài tốn tổng hợp góp phần bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lý.