Các bài được chọn về chủ đề các định luật bảo toàn được nêu ra trong giáo án ở mục 2.5.5 trang 72.
2.5. Phƣơng pháp rèn luyện phƣơng phápgiải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dƣỡng học sinh giỏi
Hệ thống kiến thức phần cơ học HS cần phải nắm vững khi tham gia học bồi dưỡng không phải là ít, số lượng và dạng BT là nhiều mặc dù đã lựa chọn. Do đó cần có PPDH hợp lí phù hợp với nội dung dạy học và đối tượng HSG.
Theo quy trình rèn luyện PP giải BT vật lí cho HS dùng trong bồi dưỡng HSG như đã nêu ở trên, việc rèn luyện PP giải BT phần cơ học vật lí lớp 10 cần được thực hiện thông qua hệ thống các việc làm sau:
- Tổ chức hoạt động tự học ở nhà cho HS. - Tổ chức hoạt động dạy học trên lớp.
- Kiểm tra đánh giá và tự kiểm tra đánh giá.
Để giúp cho hoạt động tự học ở nhà của HS và hoạt động dạy học trên lớp có hiệu quả thì GV cần biên soạn tài liệu tự học trong đó bao gồm hệ thống các kiến thức chuyên sâu, những chú ý và PP chung giải bài tập từng chủ đề cũng như một số PP cụ thể thường áp dụng để giải các BT cơ học cũng như các BT vật lí nói chung. GV phát những tài liệu này cho HS tự nghiên cứu trước ở nhà trước khi học các chủ đề.
2.5.1.Tổ chức hoạt động tự học ở nhà cho học sinh
Hoạt động tự học ở nhà của HS bao gồm 3 giai đoạn: Tự học cá nhân, tự học theo nhóm và dạy học lẫn nhau.
Tự học cá nhân:
Ngoài các bài tập được giao (là những bài C được chọn trong sơ đồ hình 2.1) HS tự đọc thêm về lí thuyết và tự giải các bài tập trong các sách tham khảo. Kiến
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
thức lí thuyết HS đã được học chung trên lớp cùng với HS đại trà. Để giúp cho HS củng cố, ôn tập lí thuyết sao cho có hiệu quả thì GV cần yêu cầu HS tự hệ thống hóa các kiến thức của từng chủ đề một cách lôgic dưới dạng các bản đồ tư duy. GV cần đưa ra một sơ đồ tư duy mẫu để HS dựa theo đó bắt chước. Tuy nhiên có những kiến thức mở rộng và chuyên sâu do thời gian trên lớp hạn hẹp, HS chưa được tiếp cận, do vậy GV cần chuẩn bị tài liệu phát cho HS dùng làm tài liệu tự học ở nhà. Trong tài liệu này có những kiến thức mở rộng, nâng cao; một số PP suy luận giải các BT vật lí và cả danh mục các tài liệu HS nên tham khảo.
Tự học theo nhóm:
GV phân công các nhóm, mỗi nhóm 3 HS, yêu cầu các nhóm giải các bài tập (là các bài T được chọn trong sơ đồ hình 2.1). Đối với mỗi nhóm, GV yêu cầu HS cử thư kí ghi chép kết quả hoạt động của nhóm. Nội dung hoạt động của các nhóm bao gồm:
- Ghi những thắc mắc về lí thuyết trong tài liệu GV phát cho. - Giải chi tiết các bài tập được giao (nếu biết giải).
- Các cách giải (nếu có) của cùng một bài tập.
- Ghi những bài không giải được. Nguyên nhân không giải được là do đâu? (Do không phân tích được diễn biến của hiện tượng; không biết sử dụng kiến thức nào; số phương trình đã lập ít hơn số ẩn; không biết biện luận khi có hai đáp số; cho rằng cách giải đúng nhưng sai đáp số so với đáp án; …)
Dạy học lẫn nhau giữa các nhóm:
Giai đoạn dạy học lẫn nhau giữa các nhóm diễn ra sau khi các nhóm hoàn thành các báo cáo. Trong thời gian này các nhóm trao đổi lẫn nhau về kết quả hoạt động của nhóm mình cho các nhóm khác và ngược lại. Thông qua hoạt động này mỗi HS sẽ dạy cho bạn những chỗ bạn chưa biết và học từ bạn những điều mình còn lúng túng. Sau giai đoạn này mỗi HS sẽ tự nhận ra những lỗ hổng kiến thức của mình; tự rút ra được những bài học kinh nghiệm; biết thêm PP giải khác hay hơn đối với một dạng BT…
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
được thì thư kí sẽ tổng hợp và ghi chép, nộp lại cho GV, đề nghị GV giải đáp trong thời gian tổ chức hoạt động trên lớp.
2.5.2. Tổ chức hoạt động dạy học trên lớp
Trước khi rèn luyện PP giải BT từng chủ đề cho HS, GV cần kiểm tra xem HS đã nắm vững các bước trong PP giải một BT vật lí nói chung hay chưa. Căn cứ kết quả đó mà GV hướng dẫn lại hoặc nhắc lại một cách vắn tắt hay chi tiết các bước cơ bản dựa theo mục 2.2.2.1 trong phần trên.
Tiếp theo là GV cần kiểm tra khái quát kiến thức toán học trong vật lí của HS. Khó khăn của nhiều HS về vật lí rút lại chủ yếu là những khó khăn với toán học. Trong lời giải một BT vật lí thường có một hoặc hệ phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí. Những phương trình này được lập trên cơ sở các định luật, công thức vật lí. Để giải các phương trình đó đòi hỏi HS phải có những kiến thức toán học nhất định. Những công thức toán học, những định lí, hệ quả của chúng là công cụ không thể thiếu trong lời giải một BT vật lí. Vì vậy, mỗi GV dạy vật lí cần hướng dẫn HS sử dụng kiến thức toán học trong quá trình dạy học, đặc biệt là trong công việc bồi dưỡng HSG.
Khi dạy học trên lớp, PPDH được sử dụng thường xuyên hơn cả là “tổ chức học tập theo nhóm (3 HS/nhóm)”, các nhóm HS trao đổi với nhau và trao đổi giữa HS và GV.
-Khi nghiên cứu lí thuyết:
+ GV không giảng lại toàn bộ kiến thức đã phát trong tài liệu cho HS mà hỏi xem các em thắc mắc gì, ở những phần nào, GV ghi những nội dung đó lên bảng.
+ GV đặt hệ thống câu hỏi theo nội dung lí thuyết của chủ đề để nhấn mạnh những chú ý khi giải bài tập.
- Khi nghiên cứu BT:
+ GV tổ chức cho HS trình bày báo cáo tổng hợp kết quả tự học ở nhà. + GV nhận xét, đánh giá kết quả hoạt động của HS.
+ Đối với các BT mà HS đã giải quyết tốt: GV nhấn mạnh, khắc sâu những kiến thức cần áp dụng; PP giải đối các BT cùng dạng; Gợi ý để HS tìm thêm cách
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
giải khác (nếu còn) và so sánh ưu nhược điểm của các cách đó.
+ Đối với các bài tập HS chưa giải được: GV chọn ra các bài (là các bài H trong sơ đồ hình 2.1). Với những bài này GV đưa ra các câu hỏi gợi ý cho các nhóm thảo luận để tìm câu trả lời dẫn tới PP giải các bài của dạng đó. Số lượng BT có thể giải quyết trong khi tổ chức dạy học trên lớp phụ thuộc vào thời gian cho phép, trình độ năng lực cũng như kết quả hoạt động tự học ở nhà của HS.
- Để tiết kiệm thời gian và tăng hiệu quả của giờ lên lớp thì phương tiện dạy học không thể thiếu đó là máy tính và máy chiếu. Do đó, GV cần chuẩn bị bài giảng trên Powerpoint. Bảng đen và phấn có vai trò hỗ trợ thêm.
- Thông qua thảo luận, giải đáp các bài tập, HS sẽ nắm được hệ thống kiến thức PP giải BT của từng chủ đề đồng thời GV cũng đánh giá được khả năng tự học, mức độ nắm vững kiến thức của HS và điều chỉnh PPDH cho phù hợp.
2.5.3. Kiểm tra, đánh giá và tự kiểm tra đánh giá
2.5.3.1. Vai trò của kiểm tra, đánh giá và tự kiểm tra đánh giá [26]
Để giúp GV và HS đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của các em trong và ngay sau mỗi buổi học, GV tổ chức cho HS làm bài trắc nghiệm khách quan (từ 5 đến 10 câu) và trắc nghiệm tự luận (từ 1 đến 3 bài ). Điểm số của bài kiểm tra là cơ sở ghi nhận sự tiến bộ hoặc yếu kém của HS và từ đó GV sẽ động viên, khen thưởng kịp thời đối với từng HS và đó là động lực giúp các em không ngừng nỗ lực, cố gắng trong học tập. Mặt khác, qua đó GV có thể điều chỉnh tốc độ học tập, tăng hoặc giảm số lượng bài tập yêu cầu HS tự nghiên cứu ở nhà trong những thời gian sau.
GV cũng cần tổ chức cho HS làm các bài kiểm tra tổng hợp và yêu cầu vận dụng kiến thức của nhiều chủ đề để kiểm tra mức độ ghi nhớ và vận dụng kiến thức giữa các phần đã học.
GV cần bồi dưỡng năng lực tự kiểm tra, đánh giá cho HSG: Sau mỗi lần kiểm tra GV tổ chức cho HS tự chấm điểm và cho HS chấm chéo bài cho nhau, sau đó GV rà soát lại. Nếu cách làm này lặp lại nhiều lần sẽ giúp cho HS học hỏi được kinh nghiệm lẫn nhau, rèn luyện tính trung thực, nâng cao trình độ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Cho HS tập ra đề kiểm tra: GV ra 1 đề gốc và yêu cầu HS hãy soạn những đề kiểm tra khác nhau dựa vào các những số liệu ở đề gốc.
- Căn cứ vào các bài kiểm tra, kết quả thi HSG cấp trường, cấp tỉnh, GV có thể đánh giá chính xác về năng lực của mỗi HS trong đội tuyển và đánh giá được tính hiệu quả của các hình thức tổ chức dạy học cũng như các PP học tập của các nhóm HS.
2.5.3.2. Các tiêu chí đánh giá
Các tiêu chí đánh giá việc rèn luyện PP giải BT vật lí cho HS phải dựa trên các tiêu chí của việc rèn luyện PP giải BT vật lí cho HS. Cụ thể:
- Đánh giá xem HS có nắm vững kiến thức hay không.
- Đánh giá xem HS có nắm vững hiện tượng vật lí trong các BT hay không.
- Đánh giá xem HS có nắm vững PP chung giải một BT vật lí và PP giải các bài theo các chủ đề khác nhau hay không.
- Đánh giá xem HS có các kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn hoạt động giải BT cụ thể cũng như có biết liên hệ, vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn hay không.
- Đánh giá khả năng vận dụng kiến thức toán học trong vật lí.
- Đánh giá xem trong quá trình giải BT, HS có thể giải một bài tập bằng nhiều PP khác nhau hay chỉ biết một PP duy nhất; có tìm được các cách giải độc đáo hay không.
2.5.3.3. Biên soạn đề kiểm tra lớp 10 bồi dƣỡng học sinh giỏi
1. Xác định mục tiêu đề kiểm tra, nội dung kiểm tra
- Mục tiêu kiểm tra:
+ Về kiến thức: Kiểm tra mức độ học sinh nắm vững các công thức, các định luật cơ học.
+ Về kĩ năng: Kiểm tra khả năng vận dụng kiến thức, PP giải BT đối với các BT cụ thể của từng chủ đề và bài tập tổng hợp các chủ đề cũng như khả năng vận dụng thuần thục, linh hoạt, sáng tạo PP giải BT vào giải các bài toán có liên quan, các bài toán phức tạp cần có kĩ năng tính toán và PP tư duy tốt.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+Về thái độ: Kiểm tra thái độ ham thích học và làm bài trung thực.
- Nội dung đề kiểm khảo sát cần bám sát các tiêu chí đánh giá. Mỗi đề kiểm tra có 4 bài thuộc 4 chủ đề: Động học chất điểm, động lực học chất điểm, tĩnh học vật rắn và các định luật bảo toàn (đề và đáp án được nêu trong phần phụ lục).
2. Số lượng đề kiểm tra khảo sát: Ít nhất 2 đề.
3. Hình thức kiểm tra: Kiểm tra tự luận , thời gian 90 phút cho mỗi bài. 4. Thiết lập ma trận đề (Môn Vật lí lớp 10, thời gian kiểm tra: 90 phút)
Bảng 2.4. Ma trận đề kiểm tra khảo sát (Phương án đề kiểm tra: Tự luận)
Tên Chủ đề Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Số câu Cấp độ 1 Cấp độ 2 Động học chất điểm BT nào thuộc dạng động học chất điểm. Nắm được các công thức về từng dạng CĐ. Vận dụng vào việc giải các BT. Viết được các phương trình sử dụng các công thức.
Biết suy luận cần sử dụng PP nào để giải. Phối hợp công thức, các PP để lập được hệ các phương trình cần thiết. Giải đúng hệ phương trình và biện luận. (Câu 1) 1 Động lực học chất điểm BT nào thuộc dạng động lực học chất điểm. Nắm được các công thức các lực cơ học, các định luật Niu-tơn. Vận dụng vào việc giải các BT. Viết được các phương trình sử dụng các công thức.
Biết suy luận cần sử dụng PP nào để giải. Phối hợp công thức phần động học chất điểm và các công thức, định luật phần động lực học chất điểm và phối hợp các PP suy luận để lập được hệ các phương trình cần thiết. Giải đúng hệ phương trình và biện luận. (Câu 2) 1 Tĩnh học vật rắn BT nào thuộc dạng tĩnh học vật rắn. Nắm được các công thức tính mômen lực, nội dung các quy tắc, đặc điểm hệ lực cân bằng, điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn. Vận dụng vào việc giải các BT. Viết được các phương trình sử dụng các công thức.
Biết suy luận cần sử dụng PP nào để giải. Biết phối hợp công thức phần động lực học cà tĩnh học và phối hợp các PP suy luận để lập được hệ các phương trình cần thiết. Giải đúng hệ phương trình và biện luận. (Câu 3) 1 Các định luật bảo toàn BT nào thuộc dạng các định luật bảo toàn. Nắm được các công thức và các định luật phần các định luật bảo toàn. Vận dụng vào việc giải các BT. Viết được các phương trình sử dụng các công thức.
Biết suy luận cần sử dụng PP nào để giải. Biết phối hợp công thức phần động học chất điểm, động lực học và các định luật bảo toàn và phối hợp các PP suy luận để lập được hệ các phương trình cần thiết. Giải đúng hệ phương trình và biện luận. (Câu 4)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.5.4. Hệ thống kiến thức lí thuyết và phƣơng pháp giải bài tập phần cơ học dùng trong bồi dƣỡng học sinh giỏi vật lí (dùng làm tài liệu tự học cho HS) [12]; [13]; [14]; [19]; [20]; [23]; [34]; [35]; [36]; [37]; [38]; [39]
Để giải được bài tập, HS phải nắm vững kiến thức lí thuyết bao gồm kiến thức toán học và kiến thức vật lí và PP chung giải BT vật lí cũng như PP giải từng dạng bài. Cơ sở khoa học của việc xây dựng hệ thống kiến thức lí thuyết và PP giải BT phần cơ học dùng trong bồi dưỡng HS giỏi vật lí:
Dựa vào nội dung SGK vật lí lớp 10 đang dùng trong các trường phổ thông (chương trình chuẩn) và các tài liệu tham khảo về BT cơ học.
Đây là tài liệu bổ ích giúp cho việc tham khảo của GV và HS được dễ dàng, không phải mất thời gian đọc nhiều tài liệu.
Giúp cho việc dạy và học của GV, HS được tốt hơn, có hiệu quả hơn.
Trên cơ sở mục tiêu bồi dưỡng HSG môn vật lí cho HS trong các trường phổ thông không chuyên, chúng tôi xây dựng hệ thống kiến thức lí thuyết và PP giải BT phần cơ học dùng làm tài liệu tự học cho học sinh.
2.5.4.1. Kiến thức toán học trong dạy học vật lí
Dưới đây là một số kiến thức toán học thường dùng để giải bài tập cơ học: - Các tính chất của tỉ lệ thức.
- Bất đẳng thức Côsi.
- Bất đẳng thức Bu-nhia-cốp-xki-Côsi. - Bất đẳng thức Béc-nu-li.
- Giải phương trình, hệ phương trình bậc nhất, bậc hai. - Cấp số cộng.
- Cấp số nhân.
- Hệ thức giữa các hàm số lượng giác của một góc, của các góc phụ nhau, bù nhau. - Quy tắc tam giác, quy tắc hình bình hành khi cộng trừ các véctơ.
- Định lí hàm số sin.