Các BTVL có nội dung rất phong phú và đa dạng. Chính vì thế, mà phương pháp giải một BTVL theo nhiều tác giả khác nhau sẽ có nhiều cách giải khác nhau.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Theo tác giả Nguyễn Văn Khải, hoạt động giải một BTVL có thể được thực hiện theo những bước sau:
- Bước 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 lượng về cùng một hệ thống đơn vị (thông thường là dùng đơn vị trong hệ SI).
- Bước 2: Phân tích hiện tượng
Phân tích nội dung bài tập với mục đích làm rõ bản chất vật lí của các hiện tượng được mô tả trong bài, nhớ lại những khái niệm, định luật có liên quan, cần thiết cho việc giải bài tập.
- Bước 3: Giải bài tập
+ 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 lượng, phải tìm với các đại lượng 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). - Bước 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 các cách giải khác nhau, lựa chọn lời 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.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
1.4.5. Hƣớng dẫn học sinh giải BTVL [10]
Muốn hướng dẫn HS giải được một bài toán nào đó thì trước hết GV phải biết cách giải bài toán đó. Ngoài ra, GV phải biết định hướng, phân tích được phương pháp giải bài toán cụ thể bằng cách vận dụng những hiểu biết về tư duy giải BTVL để xem xét giải bài tập cụ thể. Mặt khác, phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thể của việc cho HS giải bài toán để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp. Điều này được minh họa theo sơ đồ sau:
1.4.6. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lí [3]
Như ta đã biết bài tập vật lý có tác dụng to lớn trong việc giáo dục, giáo dưỡng, giáo dục kỹ thuật tổng hợp đặc biệt là phát huy tính tích cực của học sinh. Tác dụng đó càng được phát huy nếu ta lựa chọn được hệ thống các bài tập phù hợp với những yêu cầu phát huy tính tích cực của học sinh. Hệ thống bài tập được lựa chọn phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Để kích thích hứng thú của học sinh, các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về phạm vi và số lượng các kiến thức, kỹ năng cần vận dụng, số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng cần phải tìm…Giúp học sinh nắm được phương pháp giải các bài tập điển hình.
- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp vào việc củng cố, hoàn thiện và mổ rộng kiến thức cho học sinh
- Hệ thống bài tập được chọn giải giúp học sinh nắm được phương pháp giải từng loại bài tập cụ thể.
Tư duy giải BTVL
Phân tích phương pháp giải bài toán cụ thể
Mục đích sư phạm Xác định kiểu hướng dẫn Phương pháp hướng dẫn giải bài toán cụ thể
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Chọn những bài tập có những nội dung thực tế, đó là những bài tập liên quan trực tiếp đến đời sống, tới kỹ thuật sản xuất, tới thực tế lao động của học sinh vì như đã phân tích ở trên, con người chỉ hứng thú với những gì gắn liền với kinh nghiệm, cuộc sống của họ.
- Cũng cần chọn những bài tập mang yếu tố nghiên cứu, nhằm giúp học sinh phát triển tư duy. Đó là những bài tập muốn giải được học sinh phải suy nghĩ, phân tích tỉ mỉ, cẩn thận, đồng thời phát huy tính tích cực, sáng tạo chứ không thể áp dụng một cách máy móc các công thức vật lý. Những bài tập như thế có thể cho thiếu hoặc thừa dữ kiện và cũng có thể mang tính chất ngụy biện và nghịch lý.
Ngoài ra cũng cần sử dụng những bài tập giả tạo tuy không có nội dung kỹ thuật, thực tế, vì các quá trình trong đó được đơn giản hoá đi nhiều hoặc người ta đã cố ý ghép nhiều yếu tố thành một đối tượng phức tạp để tập nghiên cứu, nhưng nó có tác dụng giúp học sinh quen với việc áp dụng kiến thức, hình thành và rèn luyện kỹ năng giải bài tập. Như vậy, những bài tập giả tạo có tác dụng rèn kiến thức, phương pháp cho học sinh, đó cũng là một điều kiện để phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh
Từ những yêu cầu đó, cần cho học sinh bắt đầu việc giải bài tập về một đề tài bằng những bài tập định tính hay bài tập tính toán tập dượt. Sau đó mới đến các bài tập tính toán tổng hợp, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm và những bài tập khác phức tạp hơn.
Đối với học sinh miền núi thì hệ thống bài tập lựa chọn cần chú ý hơn đến yêu cầu vừa phải đảm bảo cho học sinh nắm vững kiến thức, rèn kỹ năng giải bài tập vừa phải chú ý giảm bớt những khó khăn cho học sinh và kích thích hứng thú của học sinh đối với công việc giải bài tập. Đây là điều kiện quan trọng để xoá bỏ tính tự ti, giúp học sinh miền núi tự tin hơn vào sức mình, có hứng thú khi giải bài tập. Hơn nữa, học sinh miền núi quen tư duy cụ thể, ít tiếp xúc với những vấn đề phức tạp của kỹ thuật. Vì thế hệ thống bài
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
tập vật lý được lựa chọn cho học sinh miền núi phải bắt đầu bằng nhiều bài tập cơ bản hơn rồi mới đến các bài tập phức hợp với mức độ phức tạp tăng dần. Làm như vậy vừa đảm bảo yêu cầu vừa sức học sinh, vừa tạo cho các em có một trình độ xuất phát vững chắc, tạo điều kiện phát huy hoạt động tích cực của học sinh [3].
1.5. Phƣơng pháp chung để giải bài tập vật lý
Vấn đề phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh có vai trò hết sức quan trọng trong quá trình dạy học. Đặc biệt, đối với học sinh miền núi việc phát huy tính tích cực và tự lực luôn là điều cần thiết. Học sinh miền núi phần lớn thường thụ động trong quá trình tiếp thu kiến thức, ít phát biểu xây dựng bài. Trong các giờ bài tập chỉ có những học sinh khá, giỏi mới hăng hái, tích cực giải các bài tập mà giáo viên đưa ra, số còn lại thường ỷ lại chờ giáo viên giải. Do đó, để xây dựng được tiến trình hướng dẫn giải bài tập vật lí theo hướng phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh, chúng tôi chú trọng một số biện pháp sau:
- Trong giờ học giáo viên phải tạo được không khí thoải mái trong học tập, không gò bó học sinh. Còn đối với bài tập GV cần xác định rõ mục tiêu của bài, những bài tập đưa ra phải đa dạng, điển hình, không bị trùng lặp, kích thích được tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của mỗi cá nhân học sinh, cần đưa ra những bài tập mới, nhưng không phải là bài tập khó, không mang tính chất đánh đố học sinh. Tuy nhiên, GV cũng không nên bỏ qua các bài tập có trong SGK, mà GV cần lựa chọn các bài tập cơ bản cho học sinh.
- Phương pháp dạy học phải đa dạng, sử dụng các phương pháp đàm thoại theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, dạy học theo nhóm…
- Ứng dụng công nghệ thông tin: sử dụng tính trình chiếu để kích thích hứng thú học sinh trong giờ bài tập.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Kết hợp giữa tổ chức hoạt động cá nhân với hoạt động nhóm. GV cần khen thưởng khịp thời khi HS tự giải được bài tập hoặc khi HS có cách giải bài tập khác hay hơn.
Bằng việc đưa ra các biện pháp trên vào trong các bước của tiến trình hướng dẫn giải bài tập nói chung, chúng tôi đã xây dựng được tiến trình hướng dẫn giải BTVL theo hướng phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh như sau:
Bước 1: Giáo viên hướng dẫn học sinh đọc kỹ đầu bài, tìm hiểu ý nghĩa
của những thuật ngữ mới, nắm vững đâu là dữ kiện, đâu là ẩn số phải tìm, từ đó dùng các kí hiệu vật lí và hình vẽ để tóm tắt đầu bài.
Đọc kỹ đầu bài giúp cho học sinh hiểu được đề ra và tìm được cách giải quyết vấn đề. Có đọc kĩ đầu bài mới tránh được những thiếu sót và nhầm lẫn do hiểu sai đề hoặc không thể giải được bài toán do bỏ xót dữ kiện. Trong quá trình dạy học giáo viên cần có những phương pháp tác động thích hợp để rèn kỹ năng đọc đề bài, xác định chính xác các dữ kiện của đề cũng như yêu cầu cần tìm bằng các câu hỏi định hướng:
- Đề bài cung cấp cho ta những dữ kiện gì? Yêu cầu xác định cái gì? Kí hiệu như thế nào?
- Các dữ kiện đề cho xác định bằng những từ, cụm từ nào? Hãy ghi ra những từ và cụm từ đó?
- Giá trị của các dữ kiệm đó bằng bao nhiêu? Tính theo đơn vị nào? Có cần đổi đơn vị khi tính toán không?
- Tóm tắt đề bài bằng kí hiệu và hình vẽ.
Ở bước này, để phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh, giáo viên có thể cho học sinh hoạt động cá nhân hay theo nhóm. Nếu cho học sinh hoạt động cá nhân giáo viên có thể tiến hành như sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
+ Giáo viên giao bài tập cho cả lớp, yêu cầu mỗi cá nhân học sinh độc lập đọc và tìm hiểu đề bài rồi nêu tóm tắt.
+ Sau khi học sinh tóm tắt xong đề bài, giáo viên gọi một học sinh lên bảng trình bày phần tóm tắt của mình và yêu cầu cả lớp quan sát.
+ Giáo viên gọi học sinh nhận xét và bổ xung phần tóm tắt trên bảng. + Sau cùng giáo viên nhận xét và chốt lại nội dung tóm tắt đúng. Khen ngợi nếu học sinh tóm tắt nội dung bài đúng và nhanh.
Bước 2: Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích hiện tượng vật lí
nhằm làm sáng tỏ các bản chất của các hiện tượng, quá trình vật lí được đề cập trong bài tập, xác lập mối liên hệ cơ bản.
Kết quả của bước phân tích này nhằm làm sáng tỏ một số vấn đề: - Bài tập đang giải thuộc dạng nào?
- Nội dung bài tập đề cập đến hiện tượng vật lí nào? Mối liên hệ giữa các đại lượng ra sao và diễn biến theo quy luật nào?
- Những đại lượng nào đã cho? Những đại lượng nào chưa biết? Mối liên hệ giữa các đại lượng đó theo quy luật, quy tắc và công thức nào?
Kết quả của bước này là chỉ ra được các định luật, các công thức, hiện tượng vật lí hay phương pháp để giải bài tập. Ở bước này giáo viên có thể tiến hành như sau:
+ Giáo viên chia lớp học thành các nhóm học tập
+ Cho các nhóm thảo luận, phân tích hiện tượng, quá trình vật lí xảy ra trong bài toán.
+ Sau đó giáo viên gọi đại diện một nhóm bất kì trình bày kết quả thảo luận của nhóm mình. Các nhóm còn lại quan sát, chú ý.
+ Giáo viên yêu cầu các nhóm còn lại cho ý kiến nhận xét về phần trình bày của nhóm vừa nêu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
+ Giáo viên tiếp thu các phần trình bày, nhận xét các nhóm và đưa ra nhận xét cuối cùng.
Trường hợp, nếu như các nhóm không thể phân tích được các hiện tượng vật lí xảy ra, giáo viên phải hướng dẫn, phân tích cho học sinh bằng những câu hỏi mang tính chất định hướng.
Bước 3: Giáo viên hướng dẫn học sinh xác định phương pháp, lập kế
hoạch và tiến hành giải cụ thể.
- Lập kế hoạch giải bài tập, bổ sung các điều kiện bằng các hằng số Vật lí hoặc bằng bảng số liệu, phân tích các bảng số liệu, phân tích các đồ thị đối với những bài toán đồ thị.
- Tìm quy luật liên hệ giữa các đại lượng cần phải tìm với các đại lượng đã cho, biểu diễn các mối liên hệ này bằng các phương trình.
- 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 các phương trình để tìm ẩn số hoặc phân tích các dữ liệu thực nghiệm đối với bài toán thí nghiệm.
Ở bước này có thể tiến hành như sau:
+ Giáo viên cho học sinh các nhóm thảo luận lập kế hoạch giải: đưa ra sơ đồ giải toán liên hệ các phương trình đã viết, cách giải phương trình. Yêu cầu học sinh trong mỗi nhóm độc lập giải các phương trình với các đại lương đã được kí hiệu bằng chữ sau đó mới được thay số.
+ Sau khi các nhóm đã giải xong bài tập và thống nhất kết quả, GV gọi đại diện một nhóm lên trình bày lời giải của nhóm mình, các nhóm khác quan sát và nhận xét.
+ Giáo viên nhận xét về lời giải của các nhóm và chốt lại lời giải đúng, cho điểm các nhóm có lời giải đúng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Nếu học sinh không tự lực trình bày lời giải bài toán, giáo viên hướng dẫn học sinh giải bước 2 bằng cách đưa ra các câu hỏi gợi mở cho học sinh tham gia tích cực vào quá trình giải. Đối với các bài tập khó, ở bước này giáo viên có thể hướng dẫn tỉ mỉ và trình bày lời giải chi tiết của bài toán.
Bước 4: Giáo viên hướng học sinh kiểm tra kết quả và biện luận.
Bước kiểm tra là rất cần thiết, giúp học sinh phát hiện những sai xót trong quá trình giải bài tập, qua đó rèn luyện cho học sinh đức tính cẩn thận cũng như thói quen thường xuyên kiểm tra kết quả công việc. Tùy theo từng bài toán mà có cần biện luận hay không biện luận, nhưng không thể bỏ qua khâu kiểm tra. Để kiểm tra chúng ta có thể tiến hành theo một trong các cách sau:
- Đối chiếu kết quả tính được với dữ kiện đầu bài
- Xem lại một cách cẩn thận tiến trình giải để phát hiện và bổ sung, sửa chữa những sai sót trong quá trình giải.
- Giải lại bài toán bằng phương pháp khác rồi so sánh kết quả của hai cách giải.
Việc kiểm tra và biện luận khi giải bài tập còn giúp học sinh mở rộng kiến thức, dự đoán được nhiều trường hợp tương tự có thể xảy ra và các kết quả tương ứng. Qua biện luận chúng ta có thể tìm được nghiệm thỏa mãn yêu cầu của bài toán và loại bỏ những nghiệm không phù hợp.
Trong bốn bước chung để giải một bài tập vật lý thì bước phân tích hiện tượng để lập kế hoạch giải là bước quan trọng nhất. Đây cũng là bước khó khăn nhất trong toàn bộ quá trình giải bài tập vật lý. Nó đòi hỏi người