Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.2. Bài tập thí nghiệm Vật lý
1.2.2. Phân loại bài tập thí nghiệm Vật lý
Căn cứ vào mức độ khó khăn khi giải bài tập và phương thức giải, tôi chia ra làm hai loai sau:
- Bài tập thí nghiệm định tính.
- Bài tập thí nghiệm định lượng.
1.2.2.1. Bài tập thí nghiệm định tính
Loại bài tập này không có các phép đo đạc, tính toán định lượng. Khi giải nó thì HS phải lắp ráp TN theo sơ đồ cho trước hoặc theo những điều kiện đã xác định, sau đó điều khiển cho TN vận hành. HS phải quan sát diễn biến của hiện tượng 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 được.
BTTN định tính có thể phân thành hai dạng:
Dạng 1: BTTN quan sát và giải thích hiện tượng.
Dạng này yêu cầu HS:
- Làm TN theo sự hướng dẫn của giáo viên.
- Quan sát TN theo mục tiêu đã chỉ sẵn.
- Mô tả hiện tượng bằng kiến thức đã có.
Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải trả lời các câu hỏi như:
- Hiện tượng xảy ra như thế nào?
- Tại sao lại xảy ra hiện tượng đó?
Với câu hỏi thứ nhất, HS tham gia vào quá trình tích luỹ kiến thức về hiện tượng, mô tả được diễn biến của hiện tượng. 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 tượng Vật lý đã học. Tức là giúp HS biết cách lập luận khi giải thích bản chất của hiện tượng. Đây chính là cơ hội để bồi dưỡng cho HS các thao tác tư duy, khả năng lập luận, diễn đạt bằng ngôn ngữ nói và viết.
Ví dụ:
Một người nhìn thấy con cá ở trong nước.
Hỏi muốn đâm trúng con cá thì người đó phải phóng mũi lao vào chỗ nào, đúng vào chỗ người đó nhìn thấy con cá, hay ở phía trên, phía dưới chỗ đó? Giải thích.
Dạng 2: Bài tập thiết kế phương án TN.
Dạng bài tập này khá phổ biến ở trường phổ thông vì TN được tiến hành trong tư duy. Do đó nó hoàn toàn khả thi trong điều kiện trang thiết bị TN còn chưa đầy đủ như hiện nay. Các bài tập này là tiền đề cho HS giải các BTTN định lượng. Nội dung của dạng bài tập này thường là: thiết kế phương án TN để đo các đại lượng Vật lý, hoặc để quan sát một quá trình Vật lý, một định luật.
Để giải dạng bài tập này thì HS cần phải thực hiện các yêu cầu như:
+ Cho các thiết bị... hãy tìm cách đo...
+ Cho các thiết bị... nêu phương án đo...
+ Trình bày cách đo...
Ví dụ:
Giả sử bạn có một thấu kinh hội tụ và một thấu kính phân kỳ. Làm thế nào để có thể xác định được trong hai thấu kính đó, cái nào có giá trị tuyệt đối của độ tụ lớn hơn?
1.2.2.2. Bài tập thí nghiệm định lượng
Đây là loại bài tập yêu cầu HS phải đo đạc các đại lượng vật lý bằng các thiết bị tìm mối liên hệ giữa các đại lượng Vật lý. BTTN định lượng có thể ở các mức độ tăng dần như sau:
Mức độ 1: Cho thiết bị, cho sơ đồ thiết kế và hướng dẫn cách làm thí nghiệm. Yêu cầu đo đạc các đại lượng, xử lí kết quả đo đạc để đi đến kết luận.
Những bài thí nghiệm thực hành của HS ở phòng thí nghiệm được biên soạn ở SGK là những ví dụ về bài tập thí nghiệm ở mức độ 1.
Mức độ 2: Cho thiết bị, yêu cầu thiết kế phương án TN, làm TN đo đạc các đại lượng cần thiết, xử lí số liệu để đi đến kết luận.
Ví dụ:
Một lăng kính thuỷ tinh có chiết suất n = 1,5 tiết diện chính là một tam giác đều được đặt trong không khí.
Tính góc lệch của tia sáng qua lăng kính khi góc tới 300
Mức độ 3: Yêu cầu tự lựa chọn thiết bị, thiết kế phương án TN, làm TN đo đạc, xử lí số liệu để tìm qui luật.
Các ví dụ ở mức độ 2, nếu không có thiết bị sẽ là những bài tập ở mức độ 3. Đây thực sự là những nghiên cứu nhỏ.
Ví dụ:
Lăng kính có góc đỉnh là 600, chùm sáng song song qua lăng kính có góc lệch cực tiểu Dm 420. Hãy tìm góc tới và chiết suất của lăng kính
Với bài toán này HS phải tự tìm thiết bị và lập phương án thí nghiệm.
Có thể tóm tắt sự phân loại BTTN Vật lý trong trường phổ thông bằng sơ đồ sau:
Sơ đồ 1. Hệ thống bài tập thí nghiệm Vật lý