Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập Vật lí thực tế vào dạy học chương 4 “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 Cơ bản

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:142

Thêm vào BST

Báo xấu

153
lượt xem 27
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập Vật lí thực tế vào dạy học chương 4 “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 Cơ bản trình bày cơ sở lí luận về bài tập Vật lí thực tế; xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập Vật lí thực tế vào dạy học chương 4 “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 Cơ bản.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập Vật lí thực tế vào dạy học chương 4 “Các định luật bảo toàn” – Vật lí 10 Cơ bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Nguyễn Lê Ngọc Hồng XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI CÁC BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TẾ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG 4 “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” – VẬT LÍ 10 CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Nguyễn Lê Ngọc Hồng XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI CÁC BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TẾ VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG 4 “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” – VẬT LÍ 10 CƠ BẢN Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy học môn Vật lí Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN ĐÔNG HẢI Thành phố Hồ Chí Minh - 2014
LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cám ơn Thầy: TS. NGUYỄN ĐÔNG HẢI đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Xin cám ơn quý Thầy Cô tham gia giảng dạy chương trình sau đại học trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh, các bạn học và các quý thầy cô trường THPT Phước Kiển, huyện Nhà Bè đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và làm luận văn này. Tác giả Nguyễn Lê Ngọc Hồng 3
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. 3 MỤC LỤC ........................................................................................................ 4 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................... 7 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .................................................. 8 DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................. 9 MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 12 1. Lí do chọn đề tài...............................................................................................12 2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................13 3. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................13 4. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................13 5. Giả thuyết của đề tài ........................................................................................13 6. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................14 7. Đóng góp của đề tài .........................................................................................14 8. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................14 9. Cấu trúc của luận văn .....................................................................................15 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TẾ .......... 17 1.1. Tổng quan về bài tập vật lí ...........................................................................17 1.1.1. Bài tập vật lí là gì? .................................................................................17 1.1.2. Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học vật lí ....................................18 1.1.3. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học vật lí ........................................21 1.1.4. Phân loại bài tập vật lí ...........................................................................22 1.1.5. Phương pháp giải bài tập vật lí..............................................................28 1.1.6. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí ...................................................32 1.2. Những hạn chế của bài tập vật lí hiện nay ..................................................33 1.2.1. Thực trạng về vấn đề vận dụng kiến thức vật lí vào thực tế đời sống của học sinh trung học phổ thông hiện nay ............................................................33 1.2.2. Hạn chế của bài tập vật lí ......................................................................35 4
1.3. Bài tập vật lí thực tế (Context Rich Problem)..............................................36 1.3.1. Khái niệm bài tập vật lí thực tế ..............................................................36 1.3.2. Đặc điểm của bài tập vật lí thực tế ........................................................37 1.3.3. Các tiêu chí của bài tập vật lí thực tế.....................................................38 1.3.4. Các bước xây dựng bài tập vật lí thực tế ...............................................41 1.3.5. Phương pháp giải và hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí thực tế .....44 TÓM TẮT CHƯƠNG 1 .......................................................................................48 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TẾ CHƯƠNG 4 “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”_VẬT LÍ 10 CB ...................................................................... 49 2.1. Phân tích cấu trúc nội dung và chuẩn kiến thức – kỹ năng chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB........................................................................49 2.1.1. Giới thiệu chung .....................................................................................49 2.1.2. Vị trí, nhiệm vụ và mục tiêu về chuẩn kiến thức và kĩ năng ...................49 2.1.3. Phân tích về mặt nội dung kiến thức của chương 4 “Các định luật bảo toàn” trong sách giáo khoa vật lí 10 CB .........................................................52 2.2. Xây dựng hệ thống các bài tập vật lí thực tế chương 4 “Các định luật bảo toàn”_vật lí 10 CB và phương pháp giải từng bài cụ thể. .................................64 2.2.1. Xây dựng hệ thống các bài tập vật lí thực tế chương 4 “Các định luật bảo toàn” _ Vật lí 10 CB ..................................................................................64 2.3. Phương pháp giải từng bài cụ thể ...............................................................69 2.3.1 Phương pháp chung ................................................................................69 2.3.2 Định hướng giải từng bài cụ thể .............................................................69 2.4 Tổ chức hoạt động giải bài tập vật lí thực tế ..............................................100 2.4.1 Phân phối chương trình chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB ...................................................................................................................100 2.4.2 Một số khó khăn và thuận lợi khi dạy chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB .........................................................................................101 2.4.3 Tiến trình hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí thực tế trong hai tiết bài tập theo phân phối chương trình ....................................................................102 TÓM TẮT CHƯƠNG 2 .....................................................................................115 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................. 116 5
3.1 Mục đích thực nghiệm Sư phạm .................................................................116 3.2 Nội dung thực nghiệm Sư phạm .................................................................116 3.3 Quá trình tiến hành thực nghiệm ...............................................................117 3.3.1 Đối tượng và địa bàn thực nghiệm ........................................................117 3.3.2 Tiến hành thực nghiệm Sư phạm ...........................................................117 3.3.3 Kiểm tra đánh giá ..................................................................................118 3.3.4 Xử lí kết quả thực nghiệm......................................................................118 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 132 PHỤ LỤC ......................................................................................................... 1 6
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTTT Bài tập thực tế BTVLTT Bài tập vật lí thực tế CB Cơ bản ĐC Đối chứng ĐLBT Định luật bảo toàn GV Giáo viên HS Học sinh KT15 Kiểm tra 15 phút Nxb Nhà xuất bản PPTN Phương pháp thực nghiệm SGK Sách giáo khoa SPSS Statistical Products for the Social Services (phần mềm chuyên ngành thống kê) THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm Sư phạm TS Tiến sĩ 7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 2.1: Sơ đồ tóm tắt nội dung chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 35T 10 CB ...........................................................................................................52 35T Hình 2.2: Sơ đồ tóm tắt cấu trúc chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 35T 10 CB ...........................................................................................................53 35T Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc nội dung bài 23 “Động lượng – Định luật bảo toàn 35T động lượng”..................................................................................................55 35T Hình 2.4: Sơ đồ cấu trúc nội dung bài 24 “Công và công suất”. .................57 35T 35T Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc nội dung bài 25 “Động năng”. .............................59 35T 35T Hình 2.6: Sơ đồ cấu trúc nội dung bài 26 “Thế năng”. ................................62 35T 35T Hình 2.7: Sơ đồ cấu trúc nội dung bài 27 “Cơ năng”. .................................63 35T 35T Hình 3.1: Đồ thị phân bố điểm số của bài KT15 lần 2 ..............................122 35T 35T Hình 3.2: Biểu đồ cột phân phối tần suất điểm kiểm tra câu 5 phần 35T BTVLTT của 2 lớp TN và ĐC ...................................................................123 35T Hình 3.3: Đường phân phối tần suất tích lũy đểm kiểm tra câu 5 BTVLTT 35T của 2 lớp TN và ĐC ...................................................................................124 35T Hình 3.4: Biểu đồ phân phối tần suất điểm số KT15 lần 2 của 2 lớp ĐC và 35T TN. 126 35T Hình 3.5: Đường phân phối tần suất tích lũy điểm KT15 lần 2 của 2 lớp ĐC 35T và TN..........................................................................................................127 35T 8
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Bảng phân phối chương trình Chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 35T 10 CB .....................................................................................................100 35T Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm số bài KT15 lần 2 theo từng câu của lớp ĐC .......121 35T 35T Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số bài KT15 lần 2 theo từng câu của lớp TN .......121 35T 35T Bảng 3.3. Bảng thống kê điểm số Xi bài KT15 lần 2 ............................................121 35T 35T Bảng 3.4. Bảng thống kê kết quả điểm kiểm tra bài tập vật lí thực tế ...................122 35T 35T Bảng 3.5. Bảng thống kê điểm kiểm tra KT15 lần 2 của lớp TN ..........................125 35T 35T Bảng 3.6. Bảng thống kê điểm KT15 lần 2 của lớp ĐC. .......................................125 35T 35T 9
MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Giải bài tập vật lí là một hoạt động quan trọng, không thể thiếu trong quá trình dạy học vật lí. Thông qua việc giải các bài tập vật lí, học sinh hiểu sâu hơn kiến thức lí thuyết đã được học; vận dụng kiến thức để giải quyết nhiều vấn đề trong nhiều ngữ cảnh khác nhau; rèn luyện tư duy lôgic, phân tích, tổng hợp; tự đánh giá mức độ hiểu và vận dụng kiến thức của mình. Đối với giáo viên, việc hướng dẫn và yêu cầu học sinh giải bài tập vật lí còn là một công cụ kiểm tra – đánh giá quan trọng. Các bài tập trong các sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo hiện nay phổ biến là các bài tập trong đó một số đại lượng vật lí được cho trước và học sinh được yêu cầu tính toán những đại lượng vật lí khác có liên quan với các đại lượng đã cho. Quy trình giải các bài tập này thường là học sinh nhớ lại các khái niệm, định luật, công thức vật lí đã học trong lí thuyết, tìm kiếm một con đường nối giữa đại lượng đã biết với đại lượng cần tìm bằng cách lắp ghép các công thức lại thành một chuỗi lôgic. Thông qua việc giải các bài tập như vậy, học sinh hiểu sâu hơn các khái niệm vật lí, các định luật vật lí và sự vận dụng chúng vào các tình huống cụ thể. Học sinh cũng ghi nhớ kỹ hơn và sử dụng thành thạo hơn các công thức vật lí, biết cách “lắp ghép” các công thức này thành một chuỗi nối đại lượng đã biết với đại lượng cần tìm. Với các bài tập này, giáo viên có thể kiểm tra mức độ ghi nhớ và sử dụng thành thạo các công thức vật lí cũng như khả năng tính toán của học sinh. Tuy nhiên, các bài tập vật lí phổ biến hiện nay cũng bộc lộ nhiều hạn chế: Thứ nhất, học sinh có thể giải được các bài tập này mà không cần thông hiểu sâu sắc các khái niệm vật lí, không cần có kỹ năng lập luận định tính về các hiện tượng vật lí. Học sinh có thể bắt tay ngay vào việc giải các bài tập này mà không cần phân tích định tính các hiện tượng vật lí có liên quan. Nhiều nghiên cứu đã chỉ 12
ra rằng học sinh có thể giải rất tốt các bài tập vật lí mặc dù vẫn còn những quan niệm sai lầm nghiêm trọng về các kiến thức vật lí có liên quan. Thứ hai, bài tập vật lí hiện nay hạn chế năng lực sáng tạo của học sinh. Các bài tập thường có cách giải và đáp số đã được xác định trước, nên sự sáng tạo của học sinh, nếu có, cũng chỉ dừng ở mức tìm ra những cách giải mới cho các bài toán. Thứ ba, các bài tập vật lí thường sử dụng những ngữ cảnh không thực tế, làm giảm đi tác dụng của bài tập vật lí trong việc giúp học sinh vận dụng kiến thức vào tình huống thực tế. Qua sự gợi ý của giáo viên hướng dẫn và sự tìm hiểu của bản thân, tôi nhận thấy bài tập vật lí thực tế (context-rich problems) sử dụng những ngữ cảnh thực tế, liên quan đến cuộc sống hằng ngày của học sinh có thể giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn về các khái niệm vật lí và nâng cao khả năng lập luận định tính về các hiện tượng vật lí. Bên cạnh đó, bài tập vật lí thực tế còn khắc phục được phần lớn những hạn chế của bài tập vật lí hiện nay. Vì vậy, tôi đã chọn đề tài “Xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập vật lí thực tế vào dạy học chương ‘Các định luật bảo toàn’ – Vật lí 10 cơ bản”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, xây dựng và vận dụng một số bài tập thực tế chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB nhằm khắc phục một số hạn chế của các bài tập vật lí đang được sử dụng phổ biến hiện nay và nâng cao khả năng vận dụng kiến thức vật lí vào tình huống thực tế của học sinh. 3. Đối tượng nghiên cứu Quá trình xây dựng và hướng dẫn học sinh giải các bài tập vật lí thực tế chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB. 4. Phạm vi nghiên cứu Chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB 5. Giả thuyết của đề tài 13
Nếu xây dựng được các bài tập vật lí thực tế có chất lượng và hướng dẫn học sinh giải được các bài tập này thì sẽ giúp học sinh nâng cao khả năng lập luận định tính về các hiện tượng vật lí và khả năng vận dụng các kiến thức vật lí vào thực tế. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập vật lí và quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí. Nghiên cứu những hạn chế của các bài tập vật lí hiện nay. Nghiên cứu các tiêu chí và phương pháp xây dựng bài tập vật lí thực tế và tác dụng của chúng đối với việc học tập vật lí của học sinh. Xây dựng một số bài tập vật lí thực tế cho chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB. Xây dựng phương án hướng dẫn học sinh giải các bài tập thực tế đã sáng tác. Thực nghiệm Sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập đã xây dựng trong quá trình dạy học chương “Các định luật bảo toàn”. 7. Đóng góp của đề tài Hệ thống hóa cơ sở lí luận về bài tập vật lí và việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí. Giới thiệu với giáo viên một dạng bài tập mới – bài tập vật lí thực tế, có khả năng khắc phục những hạn chế của các dạng bài tập phổ biến hiện nay. Xây dựng được một hệ thống bài tập thực tế làm nguồn tư liệu tham khảo cho các giáo viên muốn áp dụng dạng bài tập này vào giảng dạy. Mở đường cho những nghiên cứu tiếp theo về việc vận dụng bài tập thực tế vào dạy học vật lí. 8. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lí luận: đọc và sưu tầm các tư liệu có liên quan đến vấn đề cần nghiên cứu. Từ đó, xây dựng các hệ thống các bài tập vật lí thực tế. 14
Phương pháp thực nghiệm Sư phạm: tổ chức hoạt động giải bài tập vật lí sử dụng hệ thống bài tập đã xây dựng. Phương pháp thống kê toán học: xử lí các kết quả thu được từ thực nghiệm Sư phạm, từ đó rút ra kết luận về tính khả thi và hiệu quả của hệ thống bài tập đã xây dựng. 9. Cấu trúc của luận văn MỞ ĐẦU Chương 1: Cơ sở lí luận 1.1 Tổng quan về bài tập vật lí 1.1.1 Bài tập vật lí là gì? 1.1.2 Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học vật lí 1.1.3 Một số cách phân loại bài tập vật lí 1.1.4 Giải và hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí 1.2 Những hạn chế của bài tập vật lí hiện nay 1.3 Bài tập vật lí thực tế 1.3.1 Khái niệm 1.3.2 Các tiêu chí của bài tập vật lí thực tế 1.3.3 Các bước xây dựng bài tập vật lí thực tế 1.3.4 Phương pháp giải và hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí thực tế Chương 2: Xây dựng và hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập vật lí thực tế chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB 2.1 Phân tích cấu trúc nội dung và chuẩn kiến thức – kỹ năng chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB 2.2 Xây dựng hệ thống các bài tập vật lí thực tế chương 4 “Các định luật bảo toàn”_Vật lí 10 CB và phương pháp giải từng bài cụ thể. 2.3 Tổ chức hoạt động giải bài tập vật lí thực tế Chương 3: Thực nghiệm Sư phạm KẾT LUẬN 15
TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 16
Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BÀI TẬP VẬT LÍ THỰC TẾ 1.1. Tổng quan về bài tập vật lí 1.1.1. Bài tập vật lí là gì? Trong từ điển tiếng Việt phổ thông, bài tập được giải nghĩa như sau: “Bài tập là bài ra cho học sinh làm để tập vận dụng những kiến thức đã học”. Như vậy, bài tập vật lí được hiểu một cách đơn giản là bài ra cho học sinh làm để tập vận dụng các kiến thức vật lí đã học. Bên cạnh đó, trong một số giáo trình lí luận dạy học vật lí, các tác giả đưa ra nhiều cách lí giải khác nhau về bài tập vật lí nhưng với cùng một cách hiểu: Giải bài tập vật lí là tập vận dụng các khái niệm, quy tắc, định luật, thuyết vật lí,… đã học vào các vấn đề trong đời sống và lao động sản xuất [9], [11],… Khi giải bài tập vật lí, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp các kiến thức của nhiều chương nhiều phần của chương trình. Vì thế trong việc giải bài tập vật lí mục đích cơ bản cuối cùng không phải chỉ tìm ra đáp số, tuy điều này cũng quan trọng và cần thiết, nhưng mục đích chính của việc giải là ở chỗ người làm bài tập hiểu được sâu sắc hơn các khái niệm, định luật Vật lí, vận dụng chúng vào những vấn đề thực tế trong cuộc sống, trong lao động. Bài tập vật lí (BTVL) được hiểu là một vấn đề đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật, các thuyết vật lí. Theo nghĩa rộng BTVL được hiểu là mỗi vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài toán đối với học sinh. Sự tư duy tích cực luôn là việc giải bài tập. Từ những điều đã đề cập trên, chúng ta có thể định nghĩa đầy đủ về bài tập vật lí như sau: Bài tập vật lí là bài ra cho học sinh làm để tập vận dụng các kiến thức vật lí nhằm giúp học sinh củng cố, phát triển khả năng tư duy và nắm vững sâu sắc hơn các kiến thức vật lí đã học. 17
1.1.2. Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học vật lí Một trong những đặc trưng của phương pháp dạy học (PPDH) mới, hiện đại - là phát huy tính tích cực, chủ động, tôn trọng vai trò của người học, kích thích tính độc lập sáng tạo, trau dồi khả năng tự giáo dục cho mỗi người. Trong quá trình dạy học theo phương pháp này, học sinh là chủ thể nhận thức. Học sinh không học thụ động bằng cách nghe thầy giảng mà học tích cực bằng hành động của chính mình, giáo viên không phải là người duy nhất để dạy hay truyền bá kiến thức mà chỉ đóng vai trò tổ chức, định hướng quá trình học tập nhằm phát huy vai trò chủ động trong học tập của học sinh. Giáo viên giúp học sinh nắm được phương pháp chiếm lĩnh kiến thức, phương pháp hoạt động học tập (nhận thức) cũng như phương pháp hoạt động trong cuộc sống xã hội. Qua việc tự giành lấy kiến thức, ở học sinh hình thành và phát triển năng lực hoạt động trí tuệ, năng lực giải quyết vấn đề. Nói cách khác, học sinh phát triển trong hoạt động và học tập diễn ra trong hoạt động. Chính vì lẽ đó, học sinh cần phải được huấn luyện ngay từ khâu xây dựng kiến thức cho đến khâu vận dụng nó vào thực tế. Giải bài tập vật lí là một trong những hình thức luyện tập chủ yếu và được tiến hành nhiều nhất. Các bài tập vật lí có tác dụng rất lớn trong việc hình thành, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng và tìm tòi kiến thức cho học sinh. Bởi lẽ đó, “Trong quá trình dạy học vật lí các bài tập vật lí có tầm quan trọng đặc biệt. Chúng được sử dụng theo những mục đích khác nhau” [10, tr.7]. Trong mỗi tiết học, hoạt động giải BTVL tham gia vào quá trình: 1.1.2.1. Ôn tập, đào sâu và mở rộng kiến thức Bài tập vật lí là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động và có hiệu quả. Khi giải bài tập vật lí, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp các kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình; học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát và trừu tượng đã học vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ đó mà họ nắm được những biểu hiện cụ thể của chúng trong thực tế, phát hiện ngày càng nhiều những hiện tượng thuộc ngoại diên 18
của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay thuộc phạm vi ứng dụng của chúng. Quá trình nhận thức các khái niệm, định luật vật lí không kết thúc ở việc xây dựng nội hàm của các khái niệm, định luật vật lí mà còn tiếp tục ở giai đoạn vận dụng vào thực tế. Điều này được các GV sử dụng lâu nay. Tuy nhiên, nếu nhìn nhận lại, công việc mà GV vẫn làm theo truyền thống là chọn một bài tập khá dễ, thuần túy vận dụng công thức của bài mới được học để HS làm quen với công thức, sử dụng đơn vị, cách gọi tên đại lượng… BTVL dùng ở vị trí ôn tập và củng cố kiến thức còn có nhiều cách làm khác, như: Mở rộng ra cách làm tương tự để khám phá, phát triển tư duy thực nghiệm. Ví dụ, bài “Tổng hợp hai lực song song cùng chiều”, trong bài học, thầy biểu diễn thí nghiệm nghiên cứu qui tắc hợp lực song song cùng chiều dò tìm điểm O. Nhưng TN này cũng có thể “dò” theo kiểu phán đoán: nối 5 quả trọng lại, dò tìm vị trí để thanh AB trở về vị trí. Cách làm này có thể giao cho HS, coi như một nhiệm vụ để củng cố bài học: “Cũng với TN này, bằng cách khác, tương tự như thầy mới làm, em cũng có thể tìm được hợp lực của 2 lực song song cùng chiều. Hãy suy nghĩ xem có thể làm như thế nào?” 1.1.2.2. Hình thành kiến thức mới Các bài tập vật lí được sử dụng khéo léo có thể dẫn dắt học sinh đi đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra. Từ đó, học sinh hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Bài tập vật lí là một trong những phương tiện rất quí báu giúp học sinh rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn; rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn. Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lí thuyết để giải thích các hiện tượng hoặc dự đoán hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước. 19
Ví dụ, khi học đặc điểm về công, thì đặc điểm công của trọng lực cũng được rút ra từ bài tập tính công của trọng lực của một vật m trong hai trường hợp: 1. Vật rơi tự do từ độ cao z 1 xuống độ cao z 2 . R R R R 2. Vật trượt không ma sát từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng có độ cao z = z 1 - z 2 . R R R R Thông qua việc giải bài tập trên học sinh đã có thể rút ra nhận xét về công của trọng lực trong hai trường hợp. Đó cũng là kiến thức mới của bài học. 1.1.2.3. Một trong những hình thức làm việc tự lực cao Trong khi giải bài tập vật lí, học sinh phải tự mình phân tích các điều kiện của bài tập đặt ra, xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận rút ra được nên tư duy của họ được phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ được nâng cao. Có nhiều loại BTVL không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho HS tư duy sáng tạo. Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm. Thông qua hoạt động giải BTVL có thể rèn luyện cho học sinh những đức tính tốt như tinh thần tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vượt khó. 1.1.2.4. Phát triển tư duy vật lí Trong quá trình giải bài tập, HS phải trải qua các quá trình phân tích, so sánh, tổng hợp, suy luận lôgic để tìm ra lời giải đáp cho bài toán. Chính trong quá trình đó, khả năng tư duy của HS ngày càng được nâng cao Tư duy vật lí là khả năng quan sát hiện tượng vật lí, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những hiện tượng thành phần, thiết lập các mối liên hệ giữa các mặt định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lí, đoán trước các hệ quả từ lí thuyết và vận dụng được kiến thức. Hầu hết các hiện tượng nêu lên trong bài tập vật lí là phức tạp, trừ một số bài tập đơn giản chỉ đề cập đến một hiện tượng vật lí. Muốn giải được chúng cần phải phân tích hiện tượng phức tạp ấy thành các hiện tượng thành phần, nghĩa là cần phải phân tích một bài tập vật lí phức tạp thành các bài tập đơn giản. Trong quá trình đó học sinh phải vận dụng các thao tác 20
tư duy để giải bài tập, nhờ đó mà tư duy được phát triển và năng lực làm việc tự lực được nâng cao. 1.1.2.5. Kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phân loại được các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, làm cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh được chính xác. Bởi vậy, bài tập vật lí là phương tiện rất hữu hiệu để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh. 1.1.3. Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học vật lí Việc giảng dạy bài tập vật lí trong nhà trường không chỉ giúp học sinh hiểu được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình mà còn giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra. Muốn đạt được điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày. Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước đo mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận được. Bài tập vật lí có chức năng là một phương pháp dạy học với một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở trường phổ thông. Trước hết, vật lí là một môn khoa học giúp học sinh nắm được qui luật vận động của thế giới vật chất và bài tập vật lí giúp học sinh hiểu rõ những qui luật ấy, biết phân tích và vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn. Trong nhiều trường hợp mặc dù người giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợp lôgic, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, qui tắc và có kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chưa đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức. Chỉ thông qua việc giải các bài tập vật lí dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện. 21
Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lí đặt ra, học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa …để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của học sinh có điều kiện để phát triển. Vì vậy có thể nói bài tập vật lí là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống của học sinh. Bài tập vật lí là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ học lí thuyết chưa có điều kiện để đề cập nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh. Đặc biệt, để giải được các bài tập vật lí dưới hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể. Bên cạnh đó, học sinh phải giải thật nhiều các dạng bài tập khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học. Để đánh giá đúng vai trò của BTVL, cần nhìn nhận chúng dưới các góc độ khác nhau về tầm quan trọng của chúng trong dạy học VL: - Nhìn BTVL dưới góc độ là công cụ đánh giá lí thuyết - Nhìn BTVL dưới góc độ là phương tiện để phát triển tư duy cho HS - Nhìn BTVL qua hai mặt: BT mang tính lí thuyết và BT mang tính thực tế - Nhìn BTVL dưới góc độ phương pháp sử dụng chúng Có nhìn nhận như vậy thì ta mới đáng giá hết ý nghĩa của BTVL, đồng thời mới có đủ cơ sở để phân loại các BTVL một cách rõ ràng và chính xác. 1.1.4. Phân loại bài tập vật lí Các BTVL có tầm quan trọng đặc biệt trong quá trình dạy học vật lí (như đã trình bày ở trên). Chú ý đầy đủ đến các “góc nhìn” của BTVL thì ta thấy BTVL được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Số lượng các bài tập vật lí sử dụng trong thực tiễn dạy học hiện nay rất lớn, vì vậy cần có sự phân loại sao cho có tính tương đối thống nhất về mặt lí luận cũng như thực tiễn cho phép người giáo viên lựa chọn và sử dụng phù hợp với từng mục đích trong dạy học. 22