VIII. NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN
1.5 BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
1.5.1 Khái niệm và vai trò của bài tập Vật lí 1.5.1.1 Khái niệm bài tập Vật lí:
Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề hay một câu hỏi cần đƣợc giải đáp nhờ lập luận lôgic, suy luận Toán học hay thực nghiệm Vật lí trên cơ sở sử dụng các định luật và các phương pháp của Vật lí học là bài toán Vật lí.
Bài toán Vật lí, hay đơn giản gọi là các bài tập Vật lí, là một phần hữu cơ của quá trình dạy học Vật lí vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm Vật lí, phát triển tƣ duy Vật lí và thói quen vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn.
1.5.1.2 Vai trò của bài tập Vật lí
Trong thực tiễn dạy học Vật lí, giáo viên và học sinh thường rất chú trọng tới giải bài tập Vật lí. Trong chương trình Vật lí phổ thông đang hiện hành, người ta cũng rất chú ý tăng cường các bài toán Vật lí cả về số lượng và chất lƣợng vì chúng đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ giáo dục phổ thông.
Các tác dụng cơ bản của việc sử dụng bài tập trong dạy học Vật lí đó là:
- Giúp cho việc ôn tập, củng cố, mở rộng kiến thức, kĩ năng cho học sinh.
- Bài tập có thể là khởi đầu kiến thức mới.
- Rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn, phát triển thói quen vận dụng kiến thức một cách khái quát.
- Phát triển năng lực tự lực làm việc của học sinh.
- Phát triển tƣ duy sáng tạo của học sinh.
- Dùng để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh.
Có thể thấy, việc giải các bài toán Vật lí đƣợc xem là mục đích, là phương pháp dạy học. Trong dạy học Vật lí, giải các bài toán Vật lí đóng vai trò hết sức quan trọng, cụ thể:
- Về phương diện giáo dục, giải các bài tập Vật lí sẽ giúp hình thành các phẩm chất cá nhân của học sinh nhƣ tình yêu lao động, trí tò mò, sự khéo léo, khả năng tự lực, hứng thú đối với học tập, ý chí và sự kiên trì đạt tới mục đích đặt ra.
- Việc rèn luyện, hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lí là biện pháp rất hiệu quả phát triển tƣ duy Vật lí cho học sinh.
- Giải các bài toán Vật lí đóng vai trò quan trọng trong việc góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh. Các bài tập Vật lí gắn với cuộc sống, với kĩ thuật, với thực tiễn sản xuất thường đem lại hứng thú rõ rệt cho học sinh.
- Giải các bài tập Vật lí là một phương pháp đơn giản để kiểm tra, hệ thống hoá kiến thức, kĩ năng và thói quen thực hành, cho phép mở rộng, làm sâu sắc các kiến thức đã học.
- Bài tập Vật lí là công cụ để thực hiện mối quan hệ liên môn.
- Vận dụng các định luật Vật lí, đặc biệt là các định luật bảo toàn, sẽ tạo cơ hội hình thành thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh, phát triển tƣ duy biện chứng đồng thời với tƣ duy lôgic hình thức.
1.5.2 Phân loại bài tập Vật lí
Các bài tập Vật lí khác nhau về nội dung, về phương pháp giải, về mục tiêu dạy học. Do vậy, việc phân loại bài tập Vật lí cũng có nhiều phương án khác nhau. Trong giới hạn đề tài này, chúng tôi quan tâm nhiều tới cách phân loại theo phương pháp giải. Theo phương án này, người ta phân các bài tập Vật lí thành 4 loại: bài tập định tính, bài tập định lƣợng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị. Phân loại này có ý nghĩa quan trọng vì nó cho phép giáo viên lựa chọn bài tập tương ứng với sự chuẩn bị Toán học của học sinh, mức độ kiến thức và sự sáng tạo của học sinh. [10]
a. Bài tập định tính:
Đặc điểm nổi bật của bài tập định tính là ở chỗ trong các điều kiện của bài toán đều nhấn mạnh bản chất Vật lí của hiện tƣợng. Giải các bài tập định tính thường bằng các lập luận logic trên cơ sở các định luật Vật lí.
Khi giải bài tập định tính, học sinh rèn đƣợc tƣ duy logic, khả năng phân tích hiện tượng, trí tưởng tượng khoa học, kĩ năng vận dụng kiến thức. Vì vậy, để luyện tập tốt nên bắt đầu từ bài tập định tính.
b. Bài tập định lượng (Bài tập tính toán)
Bài tập định lượng là những bài tập khi giải phải sử ụng các phương pháp Toán học (dựa trên các định luật và quy tắc, thuyết Vật lí …). Đây là dạng bài tập phổ biến, sử dụng rộng rãi trong chương trình Vật lí phổ thông.
Dạng bài tập này có ƣu điểm lớn là làm sâu sắc các kiến thức của học sinh, rèn luyện cho học sinh phương pháp nhận thức đặc thù của Vật lí, đặc biệt là phương pháp suy luận Toán học.
c. Bài tập đồ thị
Bài tập đồ thị là dạng bài tập phân tích đồ thị từ đó tìm các điều kiện giải bài toán. Dạng bài tập này rèn kĩ năng đọc và vẽ đồ thị cho học sinh. Việc áp dụng phương pháp đồ thị cho phép diễn đạt trực quan hiện tượng Vật lí, cho
cách giải trực quan hơn, phát triển kĩ năng vẽ và sử dụng đồ thị là các kĩ năng có tác dụng sâu sắc trong kĩ thuật.
d. Bài tập thí nghiệm
Đây là dạng bài tập trong đó thí nghiệm là công cụ đƣợc sử dụng để tìm các đại lƣợng cần cho giải bài toán, cho phép đƣa ra lời giải hoặc là công cụ kiểm tra các tính toán phù hợp ở mức độ phù hợp với điều kiện bài toán. Công cụ đó có thể là một thí nghiệm biểu diễn hoặc một thí nghiệm thực tập của học sinh.
1.5.3 Các hoạt động giải bài tập Vật lí [1], [10], [12]
Mặc dù các bài tập Vật lí khác nhau về loại và mục đích sử dụng trong dạy học, song trong thực tế người ta cũng thừa nhận một quan điểm chung về một qua trình giải bài tập Vật lí. Theo quan điểm đó người thầy không chỉ đơn giản trình bày cho học sinh cách giải mà phải thực hiện nhiệm vụ giáo dục, giáo dƣỡng học sinh trong quá trình giải bài tập, cần dạy học sinh tự lực giải bài tập Vật lí.
Quá trình giải một bài tập Vật lí, đặc biệt là giải bài tập phức tạp có thể chia thành các bước sau:
1. Tìm hiểu đề bài
- Đọc kĩ đề bài để xác định rõ các điều kiện và làm rõ ý nghĩa các thuật ngữ, các cụm từ quan trọng.
- Tóm tắt đề bài, có thể sử dụng các kí hiệu, hình vẽ hoặc sơ đồ nếu cần thiết. Khi tóm tắt đề bài cần kiểm tra và đổi đơn vị của các đại lƣợng về cùng một hệ thống đơn vị (thông thường là dùng đơn vị trong hệ SI).
2. Phân tích hiện tượng
Ở bước này cần phân tích nội dung bài tập với mục đích làm rõ bản chất Vật lí của các hiện tƣợng đƣợc mô tả trong bài, gợi lại trong đầu óc học sinh những khái niệm, định luật có liên quan, cần thiết cho việc giải bài tập.
3. Giải bài tập
Ở bước này có thể thực hiện theo các bước sau:
- Lập kế hoạch giải bài tập, bổ sung các điều kiện bằng hằng số Vật lí hoặc bảng số liệu, phân tích các bảng số liệu, phân tích các đồ thị (nếu có).
- Tìm quy luật liên hệ các đại lƣợng phải tìm với các đại lƣợng đã cho, viết ra các công thức tương ứng.
- Lập các phương trình dưới dạng tổng quát hoặc lắp ráp các thí nghiệm cần thiết (bài tập thí nghiệm) cho việc giải bài toán.
- Giải phương trình để tìm ẩn số (hoặc phân tích các số liệu thực nghiệm).
4. Biện luận
- Phân tích lời giải hoặc đáp số (biện luận), đánh giá ảnh hưởng của các số gần đúng trong điều kiện của bài toán.
- Thảo luận tìm kiếm cách giải khác, lựa chọn cách giải phù hợp, mở rộng bài toán …
Trong các bước giải bài tập nêu trên, bước thứ nhất và bước thứ hai rất quan trọng, nó đóng vai trò quyết định phương pháp giải bài tập.