Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học và kiểm tra đánh giá phần: Động học và Động lực học – Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:52

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh thông qua dạy học bài tập nghịch lí, ngụy biện phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10; Tạo hứng thú học tập của học sinh đối với môn Vật lí; Nâng cao chất lượng giáo dục môn Vật lí, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục nhà trường.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học và kiểm tra đánh giá phần: Động học và Động lực học – Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ, NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC VÀ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ PHẦN:“ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC” - VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY LOGIC CHO HỌC SINH” MÔN/LĨNH VỰC: VẬT LÍ
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN Đơn vị: Trƣờng THPT Phan Đăng Lƣu SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ, NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC VÀ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ PHẦN:“ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC” - VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY LOGIC CHO HỌC SINH” MÔN/LĨNH VỰC: VẬT LÍ Ngƣời thực hiện: 1. Nguyễn Đức Hiền Tổ: Khoa học Tự nhên Số điện thoại: 0984.984.289 2. Trần Vũ Tuân Tổ: Khoa học Tự nhiên Số điện thoại: 0916.159.858 Có đính kèm: Mô hình Phần mềm Phim ảnh Hiện vật khác NĂM HỌC: 2022-2023
MỤC LỤC A. MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................. 2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 2 4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................... 2 5. Những đóng góp mới của đề tài. ........................................................................... 2 6. Cấu trúc của đề tài: ................................................................................................ 2 CHƢƠNG 1: PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY LOGIC BẰNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ, NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNG ................... 3 1.1. Năng lực tƣ duy logic của học sinh trong học tập Vật lí. .................................. 3 1.1.1. Khái niệm ........................................................................................................ 3 1.1.2. Biểu hiện của năng lực tƣ duy logic trong học tập Vật lí ............................... 3 1.1.3. Đánh giá năng lực tƣ duy logic của ngƣời học trong dạy học Vật lí .............. 4 1.1.4. Biện pháp phát triển năng lực tƣ duy logic trong dạy học Vật lí. ................... 5 1.2. Bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học Vật lí. ............................................. 7 1.2.1. Bài tập nghịch lí về Vật lí ............................................................................... 7 1.2.2. Bài tập ngụy biện về Vật lí .............................................................................. 7 1.3. Bài tập nghịch lí, ngụy biện với việc phát triển năng lực tƣ duy logic của học sinh. ..... 8 1.4.1. Thực trạng tài liệu về bài tập nghịch lí và ngụy biện Vật lí............................ 8 1.4.2. Hiện trạng xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí và ngụy biện Vật lí vào dạy học và kiểm tra đánh giá ở trƣờng THPT. ................................................................ 9 CHƢƠNG 2: DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ, NGỤY BIỆN VÀO DẠY HỌC PHẦN: “ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC” – VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY LOGIC CHO HỌC SINH .. 12 2.1. Vị trí, đặc điểm của phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10. ............. 12 2.2. Mục tiêu dạy học phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10. ................ 12 2.3. Xây dựng hệ thống bài tập nghịch lí, ngụy biện phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10. ...................................................................................................... 13 2.4. Thiết kế một số hoạt động dạy học phần: “Động học và Động lực học”- Vật lí 10 có sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện nhằm phát triển năng lực tƣ duy logic cho học sinh. ............................................................................................................ 22
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................... 32 3.2. Đối tƣợng, phƣơng pháp, diễn biến thực nghiệm sƣ phạm............................. 32 3.2.1. Đối tƣợng....................................................................................................... 32 3.2.2. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm .............................................................. 32 3.2.3. Diễn biến thực nghiệm sƣ phạm ................................................................... 32 3.3. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm.......................................................................... 35 3.3.1. Đánh giá định tính ......................................................................................... 35 C. KẾT LUẬN ........................................................................................................ 37 1.2. Kiến nghị, đề xuất. ........................................................................................... 37 D. KHẢO SÁT SỰ CẤP THIẾT VÀ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT ...................................................................................................................... 38 1. Mục đích khảo sát ............................................................................................... 38 2. Nội dung và phƣơng pháp khảo sát ..................................................................... 38 2.1. Nội dung khảo sát ............................................................................................. 38 2.2. Phƣơng pháp khảo sát và thang đánh giá ......................................................... 38 3. Đối tƣợng khảo sát .............................................................................................. 39 4. Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất.... 39 4.1. Sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất ........................................................ 39 4.2. Tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất ........................................................ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 41 PHỤ LỤC
A. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Năng lực tƣ duy logic là thuộc tính tính tâm lí cá nhân cho phép cá nhân thực hiện đƣợc các thao tác tƣ duy (phƣơng pháp phân tích - tổng hợp) để tƣ duy theo đúng các quy luật, quy tắc, nguyên tắc, phạm trù của logic học, giải quyết đƣợc các vấn đề nhờ thực hiện thành công các quá trình suy luận. Các thao tác tƣ duy logic góp phần quan trọng vào việc hình thành các năng lực chuyên biệt của môn Vật lí nhƣ năng lực sử dụng kiến thức Vật lí, năng lực thực nghiệm, năng lực trao đổi thông tin, năng lực cá thể. Nghịch lí là những gì trái với tự nhiên hoặc những điều hiển nhiên đã đƣợc công nhận. Bài tập nghịch lí về Vật lí là những bài tập chứa đựng các yếu tố nghịch lí (yếu tố trái ngƣợc, không phù hợp với các kiến thức Vật lí hoặc không phù hợp với thực nghiệm/thực tế). Ngụy biện là việc sử dụng các lập luận một cách sai lầm, có ý vi phạm các quy tắc logic trong suy luận một cách tinh vi, có ý nhằm mục đích đánh lạc hƣớng ngƣời nghe, ngƣời đọc, làm cho họ nhầm tƣởng cái sai là đúng và cái đúng là sai. Bài tập ngụy biện về Vật lí là bài tập xây dựng các ngụy biện, chủ yếu dựa trên các sai lầm của ngƣời học về nhận thức, vận dụng kiến thức Vật lí hoặc sai lầm về vận dụng các quy tắc logic, yêu cầu ngƣời học chỉ ra đƣợc sai lầm trong lập luận. Trong các bài tập nghịch lí thƣờng có yếu tố ngụy biện, ngụy biện để đi đến Vật lí. Các bài tập nghịch lí và ngụy biện có đặc điểm chung là các sai lầm đƣợc ẩn dấu một cách tinh vi, nếu chỉ nhìn nhận một cách hình thức thì không nhận ra đƣợc, cần phải xem xét, phân tích cặn kẽ, có luận cứ, luận chứng khoa học đầy đủ, chính xác thì mới hóa giải đƣợc nghịch lí/ngụy biện đó. Ƣu điểm nổi trội của dạng bài tập này là khả năng phát triển tƣ duy độc lập và phản biện của ngƣời học khi họ đƣợc đặt vào các tình huống để phê phán, phản biện, phát hiện sửa chữa cái sai để nhận thức và thực hành cái đúng một cách tích cực chủ động. Từ đó hình thành kĩ năng xây dựng lập luận sắc sảo trên cơ sở phê phán những lập luận sai trong đề bài, qua đó kích thích tƣ duy, hứng thú của ngƣời học. Khi sử dụng bài tâp nghịch lí và ngụy biện vào dạy học chƣơng trình Vật lí lớp 10, chúng tôi nhận thấy tính hiệu quả thực tế mà dạng bài tập này mang lại đó là giúp học sinh rèn luyện và phát triển tốt các kĩ năng nhƣ trình bày một vấn đề, phân tích vấn đề, xây dựng đƣợc chuỗi suy luận hợp logic và tổng hợp, giải quyết thành công nhiệm vụ học tập. Vì vậy đã góp phần phát triển tốt năng lực tƣ duy logic cho học sinh, đồng thời mang lại hiệu quả cao trong dạy học Vật lí. Trong phần “Động học và động lực học - Vật lí 10” có rất nhiều đơn vị kiến thức liên quan có thể xây dựng các bài tập nghịch lí, ngụy biện. Vì vậy để nâng cao hiệu quả dạy học Vật lí lớp 10, chúng tôi chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học và kiểm tra đánh giá phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh”. 1
2. Mục đích nghiên cứu - Phát triển năng lực tƣ duy logic cho học sinh thông qua dạy học bài tập nghịch lí, ngụy biện phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10. - Tạo hứng thú học tập của học sinh đối với môn Vật lí. - Nâng cao chất lƣợng giáo dục môn Vật lí, góp phần nâng cao chất lƣợng giáo dục nhà trƣờng. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng: Quá trình dạy học Vật lí, năng lực tƣ duy logic, bài tập nghịch lí, ngụy biện về Vật lí. - Phạm vi nghiên cứu: phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận. - Phƣơng pháp điều tra, khảo sát. - Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm. - Phƣơng pháp thống kê toán học, xử lí các số liệu khảo sát, thực nghiệm. 5. Những đóng góp mới của đề tài. - Hệ thống hóa cơ sở lí luận về phát triển năng lực tƣ duy logic cho học sinh thông qua các bài tập nghịch lí và ngụy biện. - Xây dựng đƣợc các bài tập nghịch lí, ngụy biện phục vụ dạy học, kiểm tra đánh giá phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10 có câu hỏi định hƣớng tƣ duy kèm theo. - Thiết kế đƣợc một số hoạt động dạy học phần: “Động học và Động lực học”- Vật lí 10 có sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện nhằm phát triển năng lực tƣ duy logic cho học sinh. 6. Cấu trúc của đề tài: Ngoài phần mở đầu, phần kết luận và phần khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất theo yêu cầu của công văn số 267/SGDĐT-CTTT-GDTX ngày 15 tháng 2 năm 2023, sáng kiến gồm ba chƣơng: Chƣơng 1: Phát triển năng lực tƣ duy logic bằng bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học Vật lí ở trƣờng phổ thông. Chƣơng 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nghịch lí, ngụy biện vào dạy học phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10 nhằm phát triển năng lực tƣ duy logic cho học sinh. Chƣơng 3: Thực nghiệm sƣ phạm. 2
B. NỘI DUNG CHƢƠNG 1: PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY LOGIC BẰNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ, NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ Ở TRƢỜNG PHỔ THÔNG 1.1. Năng lực tƣ duy logic của học sinh trong học tập Vật lí. 1.1.1. Khái niệm Năng lực tƣ duy logic là thuộc tính tâm lí cá nhân cho phép cá nhân thực hiện đƣợc các thao tác tƣ duy (phƣơng pháp phân tích - tổng hợp) để tƣ duy theo đúng các quy luật, qui tắc, nguyên tắc, phạm trù của logic học, giải quyết đƣợc vấn đề nhờ thực hiện thành công quá trình suy luận. 1.1.2. Biểu hiện của năng lực tư duy logic trong học tập Vật lí Đối với dạy học Vật lí, trong quá trình lĩnh hội kiến thức, kĩ năng mới, năng lực tƣ duy logic của ngƣời học thể hiện qua các kĩ năng: - Trình bày (ngôn ngữ nói) câu trả lời đúng, với lập luận chặt chẽ đối với các câu hỏi của giáo viên. Đặt câu hỏi trúng, rõ, gọn cho giáo viên hoặc chất vấn bạn bè khi thảo luận. Trong hoạt động vận dụng kiến thức, kĩ năng Vật lí, năng lực tƣ duy logic của ngƣời học thể hiện qua các kĩ năng: - Giới thiệu một vấn đề về Vật lí (bài tập, câu hỏi, tình huống có vấn đề về Vật lí) bằng ngôn ngữ nói, viết, mô hình hóa đảm bảo đúng, ngắn gọn, rõ ràng, chặt chẽ. - Phát hiện vấn đề trong bài toán nghịch lí và ngụy biện, các bài toán thiếu, thừa, sai dữ kiện. - Phân tích vấn đề, xác định đƣợc dữ kiện và ẩn số, phân tích hiện tƣợng phức tạp thành các hiện tƣợng đơn giản, so sánh với hiện tƣợng tƣơng tự, tìm đƣợc cách thức giải quyết vấn đề, nêu tƣờng minh con đƣờng giải quyết vấn đề. - Xây dựng chuỗi suy luận hợp lí logic theo phƣơng pháp phân tích (đi từ ẩn số đến các dữ kiện) hoặc theo phƣơng pháp tổng hợp (đi từ dữ kiện đến ẩn số). - Giải đƣợc các bài tập định tính với chuỗi lập luận đúng, mạch lạc, rõ ràng, ngắn gọn. - Giải quyết thành công các nhiệm vụ học tập (bài tập, dự án học tập, báo cáo thí nghiệm, chuyên đề học tập, bài kiểm tra, tiểu luận...), và trình bày kết quả bằng ngôn ngữ (nói,viết) đảm bảo tính chính xác, ngắn gọn, rõ ràng, phù hợp các quy tắc, quy luật logic. - Phân tích, đánh giá đúng câu trả lời của bạn, có lí giải thuyết phục. 3
1.1.3. Đánh giá năng lực tư duy logic của người học trong dạy học Vật lí Dựa vào các biểu hiện nêu trên của năng lực tƣ duy logic, có thể đánh giá năng lực tƣ duy logic của ngƣời học theo các tiêu chí, tƣơng ứng với 4 mức độ đƣợc trình bày trong bảng sau: Mức độ 1 Mức độ 2 Mức độ 3 Mức độ 4 TT Tiêu chí (Không (Đạt) (Khá) (Tốt) đạt) Kĩ năng trả Không trả Trả lời Trả lời Trả lời lời câu hỏi lời đúng đúng đúng của giáo Trả lời sai Lập luận sơ Lập luận Lập luận 1 viên sài đúng, ngôn chặt chẽ, (nói/viết) ngữ tƣơng ngôn ngữ đối tốt tốt Kĩ năng Lặp lại Nêu đƣợc Nêu đƣợc Trình bày giới thiệu nguyên xi dữ kiện, ẩn dữ kiện, ẩn vấn đề vấn đề/đề đề bài số ( vẫn số bằng bằng ngôn bài tập và (không phụ thuộc ngôn ngữ ngữ của phân tích thoát lí tài tài liệu) nói và viết bản thân 2 vấn đề liệu); Nêu (tóm tắt) kết hợp dữ kiện, ẩn thoát li tài nói, viết, vẽ số chƣa liệu hình. đầy đủ/sai Kĩ năng Không lập Lập luận sơ Lập luận Lập luận xây dựng luận sài, có từ đúng, còn đúng, chặt 3 chuỗi suy 02 lỗi logic 01 lỗi logic chẽ, không luận logic có lỗi logic Kĩ năng đặt Không nêu Tái hiện Nêu đƣợc Nêu đƣợc câu hỏi đƣợc vấn đƣợc vấn vấn đề mới vấn đề mới 4 phát hiện đề/câu hỏi đề đã có và lập luận vấn đề chặt chẽ Kĩ năng Không Đánh giá Đánh giá Đánh giá phân đánh đúng, đúng, phân đúng, phân 5 tích/đánh giá/đánh không phân tích tƣơng tích ƣu giá câu trả giá sai tích đối đầy đủ điểm, hạn lời chế đầy đủ 4
1.1.4. Biện pháp phát triển năng lực tư duy logic trong dạy học Vật lí. Phát triển năng lực tƣ duy logi cho ngƣời học là nhiệm vụ quan trọng của dạy học nói chung, dạy học Vật lí nói riêng. Các biện pháp để học sinh phát triển đƣợc năng lực tƣ duy logic trong dạy học Vật lí bao gồm: 1.1.4.1. Tạo mọi điều kiện phát triển ngôn ngữ cho người học. + Giảng dạy các khái niệm, đại lƣợng, định luật Vật lí đảm bảo tính chính xác, đầy đủ và có hệ thống. + Tạo điều kiện để ngƣời học phát biểu thành lời nhƣ yêu cầu học sinh mô tả các hiện tƣợng Vật lí, phân tích, giải thích chúng, tìm trong các hiện tƣợng đang nghiên cứu những đại lƣợng đặc trƣng và nêu đƣợc các định luật chi phối các hiện tƣợng. + Yêu cầu ngƣời học viết ra giấy câu trả lời miệng, tránh việc chỉ yêu cầu phát biểu lại nguyên văn các định nghĩa, định luật đơn thuần. + Khi giải bài tập Vật lí yêu cầu ngƣời học phân tích hiện tƣợng, phân tích dữ kiện, phân tích kết quả thu đƣợc. + Trong thực hành thí nghiệm, yêu cầu ngƣời học phát biểu mục đích, cách tiến hành, sơ đồ thí nghiệm, nhận xét kết quả thí nghiệm. + Trong ôn tập tổng kết, cần hệ thống hóa các kiến thức đã học theo một trình tự logic, chặt chẽ với cách trình bày đặc trƣng nhƣ sử dụng bảng so sánh, sơ đồ bản đồ tƣ duy. + Luôn khuyến khích và kiên nhẫn lắng nghe ý kiến phát biểu của ngƣời học động viên ý kiến tranh luận từ các học sinh khác. 1.1.4.2. Rèn luyện kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy và kĩ năng suy luận logic trong xây dựng kiến thức mới. + Sử dụng câu hỏi sao cho bắt buộc ngƣời học phải thực hiện các thao tác tƣ duy và suy luận logic. Câu hỏi là phƣơng tiện dạy học truyền thống quan trọng không thể thiếu trong hoạt động dạy học, tuy nhiên không phải tất cả các loại câu hỏi đều bắt buộc ngƣời học thực hiện các thao tác tƣ duy. Nên cần có các thủ thuật khi sử dụng câu hỏi trong đàm thoại hƣớng tới phát triển năng lực tƣ duy logic của ngƣời học trong xây dựng kiến thức mới có một số điểm cần lƣu ý nhƣ. Đặt câu hỏi khuyến khích học sinh đoán mò, lạm dụng câu hỏi khuyến khích trí nhớ thuần túy của học sinh, câu hỏi quá dài, gọi tên ngƣời học trƣớc khi nêu câu hỏi, trả lời câu hỏi của ngƣời học khi biết một vài học sinh trong lớp có thể trả lời. Cho học sinh trả lời đồng thanh, không nhận xét đánh giá câu trả lời của học sinh. Vì vậy nên đặt các câu hỏi thực sự khuyến khích tƣ duy, câu hỏi phù hợp với kinh nghiệm sống của ngƣời học, đặt câu hỏi theo trình tự (câu trả lời của câu hỏi thứ nhất là cơ sở cho câu hỏi thứ hai…). Đa dạng hóa độ khó của câu hỏi để phù hợp các đối tƣợng học sinh. Dành đủ thời gian cần thiết (cho đến khi có ít nhất một cánh tay giơ lên). 5
Tiếp tục với câu trả lời sai để dò tƣ duy, khuyến khích ngƣời học suy nghĩ về câu trả lời, cố gắng khai thác ý đúng trong câu trả lời để khuyến khích học sinh, đồng thời tiếp tục với câu trả lời đúng để dẫn dắt các câu trả lời khác. Gọi cả học sinh xung phong, học sinh không xung phong và học sinh không chú ý trả lời câu hỏi, khuyến khích học sinh nêu câu hỏi và nhận xét câu trả lời của bạn, viết mục tiêu và tóm tắt bài học dƣới dạng câu hỏi. + Phân tích các câu trả lời của học sinh để chỉ ra đƣợc chỗ sai trong khi thực hiện các thao tác tƣ duy, suy luận logic và hƣớng dẫn cách sữa chữa. Những sai lầm thƣờng gặp là do không nhận ra những dấu hiệu đặc trƣng của sự vật, hiện tƣợng, không phát hiện ra những biến đổi bên ngoài của các sự vật, hiện tƣợng. Có khi học sinh không nhận ra đƣợc các dấu hiệu bên ngoài của sự vật, hiện tƣợng có quan hệ với các khái niệm trừu tƣợng nào của Vật lí, không phân biệt những biến đổi có tính ngẫu nhiên và những biến đổi có tính qui luật. Một số sai lầm khác nhƣ: Không nắm đƣợc những khái niệm, những định luật Vật lí cần thiết làm tiền đề khi xây dựng một phán đoán hay một suy luận; Không thực hiện phép suy luận phù hợp với các quy tắc, quy luật của logic học. Để khắc phục những sai lầm trên giáo viên có thể sử dụng ba cách sau: Cách thứ nhất: Bổ sung, ôn tập lại cho học sinh những kiến thức cần có đã đƣợc học. Cách thứ hai: Tổ chức quan sát lại hiện tƣợng sau khi đã định hƣớng rõ hơn mục đích quan sát và kế hoạch quan sát. Cách thứ ba: Yêu cầu tách chuỗi suy luận thành các đoạn để phát hiện chỗ đúng, chỗ sai trong từng đoạn. + Sử dụng suy luận quy nạp khoa học, suy luận diễn dịch, suy luận tƣơng tự trong xây dựng kiến thức mới. Sử dụng suy luận quy nạp khoa học trong xây dựng khái niệm, định luật Vật lí vừa phù hợp với đặc thù môn học, vừa có tác dụng về mặt phƣơng pháp luận, học sinh đƣợc làm quen với quy nạp khoa học, qua đó dần từng bƣớc hình thành kĩ năng suy luận quy nạp. Ví dụ có thể xây dựng các định luật Niu- tơn bằng khái quát hóa kết quả thí nghiệm. Suy luận diễn dịch là đi từ cái chung đến cái riêng. Trong Vật lí học có rất nhiều kiến thức (khái niệm, định luật) là hệ quả của những định luật tổng quát hơn và hợp thức hóa các hệ quả để trở thành các kiến thức thƣờng đƣợc sử dụng. Đây là một biện pháp để rèn luyện kĩ năng suy luận logic của học sinh. Ví dụ suy ra định luật Ôm cho toàn mạch từ định luật bảo toàn năng lƣợng. Suy luận tƣơng tự có nhiều cơ hội để sử dụng trong xây dựng kiến thức mới về Vật lí. Ví nhƣ hình thành khái niệm và các đại lƣợng đặc trƣng cho từ trƣờng trong sự so sánh tƣơng tự với điện trƣờng; Xây dựng các kiến thức về dao động điện từ, sóng điện từ, sóng ánh sáng sử dụng so sánh tƣơng tự với dao động cơ, sóng cơ… 6
1.1.4.3. Bồi dưỡng năng lực tư duy logic trong giai đoạn vận dụng kiến thức. + Sử dụng bài tập định tính. Bài tập định tính là bài tập mà khi giải không sử dụng các phép tính toán định lƣợng, chỉ cần sử dụng chuỗi suy luận logic có thể kết hợp với một vài phép tính đơn giản (có thể tính nhẩm đƣợc). Bài tập định tính thƣờng đƣợc thể hiện theo các hình thức nhƣ bài tập định tính dƣới dạng câu hỏi bằng lời, bài tập định tính thể hiện thông qua mô hình, đồ thị hình vẽ hay sơ đồ, kèm theo các câu hỏi khai thác thông tin. Ngoài ra bài tập định tính có những bài tập định tính thể hiện bằng thí nghiệm đơn giản và yêu cầu giải thích kết quả của thí nghiệm. Các bƣớc cơ bản giải bài tập định tính: Bƣớc 1: Tìm hiểu đề bài. Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu các thuật ngữ chứa đựng các dữ kiện và ẩn số, ghi tóm tắt đề bài, vẽ hình (nếu cần). Bƣớc 2: Phân tích bản chất Vật lí của hiện tƣợng. Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tƣợng nêu trong đề bài; Phân tích để thấy rõ mỗi giai đoạn có liên quan đến những khái niệm, đại lƣợng Vật lí nào, giai đoạn đó chi phối những định luật Vật lí nào. Bƣớc 3: Lập kế hoạch giải. Xây dựng chuỗi suy luận phân tích bắt đầu từ câu hỏi của bài tập và kết thúc bằng các dữ kiện của bài tập hoặc kết quả của thí nghiệm đã tiến hành, hoặc số liệu trong các bảng số liệu hay phát biểu các định luật, định nghĩa các khái niệm Vật lí. Bƣớc 4: Thực hiện giải. Xây dựng chuỗi suy luận tổng hợp, bắt đầu từ sự phát biểu các định luật, định nghĩa khái niệm Vật lí thích ứng, hoặc mô tả các đặc tính, tính chất, trạng thái của sự vật hiện tƣợng nêu trong đề bài và kết thúc bằng trả lời câu hỏi của bài tập. Bƣớc 5: Kiểm tra câu trả lời. Làm thí nghiệm để kiểm tra, giải bài tập bằng cách khác, đối chiếu với các nguyên lí tổng quát… Bài tập định tính là phƣơng tiện để bồi dƣỡng năng lực tƣ duy logic vì khi giải bài tập định tính là cơ hội để rèn luyện ngôn ngữ, là cơ hội để khắc sâu bản chất Vật lí của hiện tƣợng. Đồng thời giải bài tập định tính là cơ hội rèn luyện các thao tác tƣ duy, là cơ hội rèn luyện năng lực lập luận logic. 1.2. Bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học Vật lí. 1.2.1. Bài tập nghịch lí về Vật lí Bài tập nghịch lí về Vật lí là những bài tập chứa đựng yếu tố nghịch lí (yếu tố trái ngƣợc, không phù hợp với các kiến thức Vật lí hoặc không phù hợp với thực nghiệm/thực tế). 1.2.2. Bài tập ngụy biện về Vật lí Bài tập ngụy biện về Vật lí là bài tập xây dựng các ngụy biện, chủ yếu dựa 7
trên các sai lầm của ngƣời học về nhận thức, vận dụng kiến thức Vật lí hoặc sai lầm về vận dụng các quy tắc logic.Yêu cầu ngƣời học chỉ ra đƣợc sai lầm trong lập luận. Trong các bài tập nghịch lí thƣờng có yếu tố ngụy biện, ngụy biện để đi đến nghịch lí. Các bài tập nghịch lí và ngụy biện có đặc điểm chung là các sai lầm đƣợc ẩn dấu một cách tinh vi, nếu chỉ nhìn nhận một cách hình thức thì không nhận ra đƣợc, cần phải xem xét, phân tích cặn kẽ, có luận cứ, luận chứng khoa học đầy đủ, chính xác thì mới hóa giải đƣợc nghịch lí/ngụy biện đó. 1.3. Bài tập nghịch lí, ngụy biện với việc phát triển năng lực tƣ duy logic của học sinh. - Bài tập nghịch lí, ngụy biện thực chất là dạng bài tập định tính (dạng đặc biệt), do đó có vai trò phát triển năng lực tƣ duy logic của bài tập định tính. - Tính chất đặc biệt của bài tập nghịch lí, ngụy biện là chú ý đến chuỗi suy luận ngay từ dữ kiện, dữ kiện của bài tập loại này gồm: Dữ kiện của bài tập thông thƣờng và lời giải (chuỗi suy luận dẫn đến nghịch lí đối với bài tập nghịch lí, chuỗi suy luận có ngụy biện đối với bài tập ngụy biện). Vì vậy bài tập nghịch lí, ngụy biện đã kích thích tƣ duy sâu (phân tích, so sánh) ngay từ khi đọc đề. - Là phƣơng tiện bồi dƣỡng tƣ duy độc lập và phản biện. Đây là ƣu điểm nổi trội của dạng bài tập nghịch lí, ngụy biện, ngƣời học cần phải đƣợc đặt vào các tình huống để phê phán, phản biện, phát hiện sửa chữa cái sai để nhận thức và thực hành cái đúng một cách tích cực chủ động. - Giải bài tập nghịch lí, ngụy biện là điều kiện để hình thành kĩ năng xây dựng lập luận sắc sảo trên cơ sở phê phán những lập luận nêu trong đề bài. - Hình thức của bài tập nghịch lí, ngụy biện có nhiều khả năng kích thích tƣ duy, hứng thú của ngƣời học, bởi tính bất ngờ của những kết luận rút ra do những ngụy biện tinh vi. 1.4. Điều tra thực trạng sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện vào dạy học Vật lí ở trƣờng phổ thông. 1.4.1. Thực trạng tài liệu về bài tập nghịch lí và ngụy biện Vật lí Trong thực tế sách tham khảo về bài tập Vật lí trên thị trƣờng rất nhiều nhƣng các sách về bài tập nghịch lí, ngụy biện Vật lí rất ít. Qua khảo sát chủ yếu có 3 tài liệu có thể tham khảo, cụ thể nhƣ sau: (1) Nguyễn Thanh Hải, Sử dụng bài tập định tính và câu hỏi thực tế trong dạy học Vật lí, Nhà xuất bản Đại học sƣ phạm. (2) M.E. TUL TRIN XKI (1974), Những bài tập nghịch lí và ngụy biện vui về Vật lí, Nhà xuất bản Giáo Dục. (3) Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thƣớc (2019), Giáo trình. Phát triển năng 8
lực ngƣời học trong dạy học Vật lí, Nhà xuất bản Đại học Vinh. Ngoài ra, trong các sách về bài tập vật lí, tần suất xuất hiện bài tập nghịch lí ngụy biện còn ít. 1.4.2. Hiện trạng xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí và ngụy biện Vật lí vào dạy học và kiểm tra đánh giá ở trường THPT. a) Mục đích điều tra: - Tìm hiểu về thực trạng xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí và ngụy biện trong dạy học vật lí đối với giáo viên. - Tìm hiểu về thái độ tiếp nhận bài tập nghịch lí, ngụy biện trong học tập môn Vật lí của học sinh. Từ đó thấy đƣợc tính cấp thiết và tính khả thi trong nghiên cứu và thực nghiệm đề tài. b) Đối tượng và phương pháp điều tra - Đối tƣợng: + Giáo viên: 23 giáo viên Vật lí các trƣờng THPT trên địa bàn huyện Yên Thành. + Học sinh: 88 học sinh khối 10 trƣờng THPT Phan Đăng Lƣu. - Phƣơng pháp điều tra: + Đối với giáo viên: Sử dụng phiếu điều tra trao đổi bằng bảng hỏi đƣợc thiết kế trên công cụ google form, kết hợp trao đổi trực tiếp thông qua sinh hoạt tổ, nhóm chuyên môn, qua ứng dụng zalo. + Đối với học sinh: Sử dụng phiếu điều tra trao đổi bằng bảng hỏi đƣợc thiết kế trên công cụ google form (https://forms.gle/TyYshf3xjhpgodKn7) , kết hợp trao đổi trực tiếp trong quá trình giao tiếp trên lớp học. c) Kết quả điều tra Bảng 1.1: Kết quả điều tra thái độ của giáo viên với việc xây dựng và sử dụng các bài tập nghich lí, ngụy biện vào dạy học và kiểm tra đánh giá môn Vật lí để phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh Mức độ Rất cấp thiết Cấp thiết Ít cấp thiết Không cấp thiết Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ lượng (%) lượng (%) lượng (%) lượng (%) 8 34,8 15 65,2 0 0 0 0 9
Bảng 1.2. Kết quả điều tra về mức độ thường xuyên sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện vào các hoạt động dạy học môn Vật lí của giáo viên. Hoạt động dạy dạy học Tỉ lệ lựa chọn của giáo viên (%) 1. Khởi động 23 2. Hình thành kiến thức mới 13 3.Luyện tập, vận dụng 28 4. Kiểm tra đánh giá 35 Bảng 1.3: Kết quả điều tra mức độ thường xuyên sử dụng bài tập nghịch lí và ngụy biện từ các nguồn tài liệu tham khảo của giáo viên. Nguồn tài liệu tham khảo Tỉ lệ lựa chọn của giáo viên (%) 1.Từ ngân hàng bài tập tự biên soạn 10 2.Từ ngân hàng bài tập mẫu 35 (Lựa chọn từ các sách tham khảo) 3.Từ internet hoặc tham khảo từ đồng nghiệp 55 Bảng 1.4: Kết quả điều tra thái độ tiếp nhận các bài tập nghịch lí, ngụy biện của học sinh lớp 10 THPT Mức độ Hứng thú Bình thường Không hứng thú Số lượng Tỉ lệ (%) Số lượng Tỉ lệ (%) Số lượng Tỉ lệ (%) 69 77 10 12 9 11 d. Kết luận điều tra Kết quả điều tra ở các bảng trên cho thấy: Số lƣợng giáo viên thƣờng xuyên xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học Vật lí còn ít nhƣng đối với học sinh khi tiếp nhận các bài tập nghịch lí, ngụy biện thì mức độ hứng thú khá cao. Nguyên nhân của vấn đề đó là: Để xây dựng và sử dụng các bài tập nghịch lí, ngụy biện đòi hỏi ngƣời giáo viên phải đầu tƣ công sức nhiều hơn, trong lúc nguồn tài liệu tham khảo về dạng bài tập này còn hạn chế. Trong lúc đó đây lại là những bài tập giúp học sinh khắc phục đƣợc các sai lầm về nhận thức và phát triển đƣợc năng lực tƣ duy logic nên đã tạo đƣợc hứng thú cho học sinh trong học tập. Từ thực trạng trên chúng tôi nhận thấy tính cấp thiết trong xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí và ngụy biện Vật lí 10
vào dạy học Vật lí để vừa phát triển năng lực tƣ duy logic của học sinh vừa kích thích hứng thú học tập, khơi gợi nuôi dƣỡng tình yêu đối với Vật lí học của học sinh. 1.5. Qui trình xây dựng, sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học Vật lí. Để có đƣợc bài tập nghịch lí và ngụy biện sử dụng vào dạy học trên cơ sở lí luận và thực tiễn đã trình bày, chúng tôi đề xuất phƣơng pháp xây dựng bài tập nghịch lí ngụy biện về Vật lí nhƣ sau: Bƣớc 1: Chọn bài tập xất phát (có thể chọn một bài tập Vật lí thông thƣờng định tính hoặc định lƣợng, thông qua các thí nghiệm Vật lí, hoặc từ các tình huống thực tế). Bƣớc 2: Thêm hoặc bớt dữ kiện của bài toán để biến các bài tập xuất phát thành bài tập nghịch lí, ngụy biện. Bƣớc 3: Xây dựng bộ câu hỏi định hƣớng. Bƣớc 4: Xây dựng hƣớng dẫn trả lời. Bƣớc 5: Sử dụng hệ thống bài tập nghịch lí, ngụy biện vào dạy học và kiểm tra đánh giá. 11
CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ, NGỤY BIỆN VÀO DẠY HỌC PHẦN: “ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC” – VẬT LÍ 10 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY LOGIC CHO HỌC SINH 2.1. Vị trí, đặc điểm của phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10. Phần Động học và Động lực học có vị trí quan trọng trong chƣơng trìnhVật lí 10, góp phần xây dựng các khái niệm nền tảng cho các phần khác của chƣơng trình. Phần Động học và Động lực học tuy có tính trực quan nhƣng là phần khó vì các khái niệm mở đầu về chuyển động và các đại lƣợng đặc trƣng cho chuyển động. Việc học sinh lĩnh hội đƣợc bản chất của các khái niệm và các định luật về cơ học là khá phức tạp. Đó là sự tiếp nối trên cơ sở mở rộng mạch nội dung kiến thức phần cơ học ở THCS và tiền đề cho việc tiếp thu kiến thức phần dao động cơ . 2.2. Mục tiêu dạy học phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10. Chƣơng II: Động học - Lập luận để rút ra đƣợc công thức tính tốc độ trung bình, định nghĩa đƣợc tốc độ theo một phƣơng. - Từ hình ảnh hoặc ví dụ thực tiễn, định nghĩa đƣợc độ dịch chuyển. - So sánh đƣợc quãng đƣờng đi đƣợc và độ dịch chuyển. - Dựa vào định nghĩa tốc độ theo một phƣơng và độ dịch chuyển, rút ra đƣợc công thức tính và định nghĩa đƣợc vận tốc. - Thực hiện thí nghiệm (hoặc dựa trên số liệu cho trƣớc), vẽ đƣợc đồ thị độ dịch chuyển - thời gian trong chuyển động thẳng. - Tính đƣợc tốc độ từ độ dốc của đồ thị độ dịch chuyển - thời gian. - Xác định đƣợc độ dịch chuyển tổng hợp, vận tốc tổng hợp. - Vận dụng đƣợc công thức tính tốc độ, vận tốc. - Mô tả đƣợc một vài phƣơng pháp đo tốc độ thông dụng và đánh giá đƣợc ƣu, nhƣợc điểm của chúng. - Thực hiện thí nghiệm (hoặc dựa trên số liệu cho trƣớc), vẽ đƣợc đồ thị vận tốc - thời gian trong chuyển động thẳng. - Vận dụng đồ thị vận tốc - thời gian để tính đƣợc độ dịch chuyển và gia tốc trong một số trƣờng hợp đơn giản. - Rút ra đƣợc các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều (không đƣợc dùng tích phân). - Vận dụng đƣợc các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều. 12
- Mô tả và giải thích đƣợc chuyển động khi vật có vận tốc không đổi theo một phƣơng và có gia tốc không đổi theo phƣơng vuông góc với phƣơng này. - Thảo luận để thiết kế phƣơng án hoặc lựa chọn phƣơng án và thực hiện phƣơng án, đo đƣợc gia tốc rơi tự do bằng dụng cụ thực hành. Chƣơng III. Động lực học - Thực hiện thí nghiệm, hoặc sử dụng số liệu cho trƣớc để rút ra đƣợc a ~ F, a ~ 1/m, từ đó rút ra đƣợc biểu thức a = F/m hoặc F = ma (định luật II New- tơn). - Từ kết quả đã có (lấy từ thí nghiệm hay sử dụng số liệu cho trƣớc), hoặc lập luận dựa vào a = F/m, nêu đƣợc khối lƣợng là đại lƣợng đặc trƣng cho mức quán tính của vật. - Phát biểu định luật I New-tơn và minh hoạ đƣợc bằng ví dụ cụ thể. - Vận dụng đƣợc mối liên hệ đơn vị dẫn xuất với 7 đơn vị cơ bản của hệ SI. - Nêu đƣợc: trọng lực tác dụng lên vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật; trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực tác dụng vào vật; trọng lƣợng của vật đƣợc tính bằng tích khối lƣợng của vật với gia tốc rơi tự do. - Mô tả đƣợc bằng ví dụ thực tế về lực bằng nhau, không bằng nhau. - Mô tả đƣợc một cách định tính chuyển động rơi trong trƣờng trọng lực đều khi có sức cản của không khí. - Phát biểu đƣợc định luật III New-tơn, minh hoạ đƣợc bằng ví dụ cụ thể; vận dụng đƣợc định luật III New- tơn trong một số trƣờng hợp đơn giản. - Mô tả đƣợc bằng ví dụ thực tiễn và biểu diễn đƣợc bằng hình vẽ: Trọng lực; Lực ma sát; Lực cản khi một vật chuyển động trong nƣớc (hoặc trong không khí); Lực nâng (đẩy lên trên) của nƣớc; Lực căng dây. - Giải thích đƣợc lực nâng tác dụng lên một vật ở trong nƣớc (hoặc trong không khí). 2.3. Xây dựng hệ thống bài tập nghịch lí, ngụy biện phần: “Động học và Động lực học” – Vật lí 10. a) Mục đích: - Bổ sung nguồn tƣ liệu dạy học Vật lí 10. - Tạo thuận lợi cho giáo viên trong quá trình dạy học phần “Động học và Động lực học”- Vật lí 10. b) Xây dựng hệ thống bài tập nghịch lí, ngụy biện học phần: “Động học và Động lực học” - Vật lí 10. Bài 1. Một ô tô chuyển động trên quãng đƣờng AB. Nửa quãng đƣờng đầu ô tô chuyển động thẳng đều với tốc độ v1 = 50 km/h, nửa quãng đƣờng còn lại ô tô 13
chuyển động thẳng đều với tốc độ v2 = 75 km/h. Hãy xác định tốc độ trung bình của ô tô trên cả quãng đƣờng AB. Có hai lời giải của hai học sinh nhƣ sau: Học sinh A : Theo qui tắc tìm giá trị trung bình ta có: vtb = = 62,5 km/h. Học sinh B : Theo công thức tính vận tốc trung bình: vtb = Ta có : = 60 km/h Em hãy bình luận lời giải của hai bạn Hƣớng dẫn giải : Câu hỏi 1. Tốc độ trung bình đƣợc xác định dựa vào công thức nào? Nêu rõ các đại lƣợng trong công thức Học sinh: vtb = Câu hỏi 2. Nếu chuyển động gồm nhiều chuyển động thẳng đều với các tốc độ khác nhau thì tốc độ trung bình đƣợc xác định nhƣ thế nào? v1t1  v2t2  ...  vntn Học sinh: vtb  t1  t2  ...  tn Câu hỏi 3. Dựa vào công thức tính tốc độ trung bình em hãy tính kết quả của bài tập trên? Từ đó học sinh sẽ trả lời đƣợc lời giải của học sinh B là đúng. Bài 2. Một ô tô đang chuyển động với vận tốc 15 m/s thì ngƣời lái xe bắt đầu hãm phanh cho xe chuyển động chậm dần đều. Sau thời gian 15s ô tô đi thêm đƣợc đoạn đƣờng 125m thì vận tốc của vật chỉ còn 10 m/s. Để xác định gia tốc của ô tô ba học sinh đã giải nhƣ sau : 1 Học sinh A: Theo công thức s  v0 t  at 2  a  0,88m / s 2 2 v  v0 Học sinh B: Theo công thức a   a  1 / 3m / s 2 t v 2  v0 2 Học sinh C: Theo công thức v 2  v02  2as  a   0,5m / s 2 2s Lời giải của bạn nào đúng? Nếu không đồng ý với các bạn em hãy đƣa ra ý kiến của em. Dấu hiệu đã sử dụng trong bài tập này là dấu hiệu bài tập nghịch lí, ngụy biện, bằng cách cho thừa dữ kiện bài toán nên không thể có gia tốc nào thỏa mãn các dữ 14
kiện đã cho. Nếu chúng ta bớt đi một trong hai dữ kiện quãng đƣờng hay thời gian chuyển động thì bài toán mới có nghĩa. Bài 3. Một vật chuyển động thẳng biến đổi đều có phƣơng trình độ dịch chuyển và thời gian: d = 4t - t2 (m). Hỏi quãng đƣờng vật đi đƣợc từ thời điểm t 1 = 1(s ) đến thời điểm t 2 = 3 (s) là bao nhiêu? Có hai lời giải của hai học sinh nhƣ sau : Học sinh A: Tại thời điểm t1 = 1s vật có độ dịch chuyển d1 = 4.1-12 = 3m, tại thời điểm t2 = 3s vật có độ dịch chuyển d2 = 4.3 - 32 = 3m. Quãng đƣờng vật đi đƣợc s = d2 - d1 = 0. Học sinh B: Vật sẽ đổi chiều chuyển động khi v = v0 + at = 4 - 2t = 0 ta có t = 2s; Tại t1 = 1s vật có độ dịch chuyển d1=3m, tại t = 2s vật có dịch chuyển độ d2 = 4m. Vì vậy quãng đƣờng vật đi đƣợc từ t1 = 1s đến t = 2s là s1 = d2 - d1 = 1m, tại t2 = 3s vật có độ dịch chuyển d3 = 3m khi đó vật đi đƣợc quãng đƣờng s2 = d2 - d3 = 1m. Quãng đƣờng cần tìm là s = s1 + s2 = 2m. Hƣớng dẫn giải: Câu hỏi 1. Khi giải bài toán chuyển động chậm dần đều có lúc vật dừng lại cần lƣu ý điều gì? Câu hỏi 2. Khi dừng lại nếu gia tốc của vật vẫn đƣợc duy trì thì vật sẽ chuyển động nhƣ thế nào? Câu hỏi 3. Khi vật chuyển động thẳng chậm dần đều có lúc vật sẽ dừng lại (v=0). Nếu gia tốc của vật vẫn đƣợc duy trì thì quãng đƣờng vật đi đƣợc sẽ đƣợc tính nhƣ thế nào? Học sinh sẽ trả lời đƣợc lời giải của học sinh B là đúng. Bài 4. Một hòn đá đƣợc ném thẳng đứng lên cao. Cần phải ném vật với vận tốc ban đầu bằng bao nhiêu để nó đạt tới độ cao 30m sau 6 giây và sau 3 giây? (Bỏ qua sức cản không khí). Lấy g = 10m/s2. Một học sinh đã giải nhƣ sau: Áp dụng công thức h = v0t - với t = 6s, h = 30 m ta có v0 = 35m/s ; Với t = 3s, h = 30m ta có v0 = 25m/s. Qua kết quả thu đƣợc cho ta thấy, để đƣa một vật lên cùng một độ cao trong điều kiện bỏ qua sức cản không khí, vận tốc càng lớn thì càng cần thời gian lớn hơn. Nó mâu thuẩn với sự thật hiển nhiên là trên cùng một quãng đƣờng vận tốc càng lớn thì càng tốn ít thời gian chuyển động. Em giải thích nghịch lí này nhƣ thế nào? Hƣớng dẫn giải: Câu hỏi 1. Theo em thì chuyển động ném lên đƣợc chia làm mấy giai đoạn? 15
Câu hỏi 2. Tại một vị trí bất kì trên quĩ đạo của nó thì trong quá trình chuyển động vật đi qua vị trí đó bao nhiêu lần? Có thể tham khảo lời giải của bài toán: Phần bài giải nêu trên cũng là dữ kiện, dựa vào dữ kiện ta thực hiện phép suy luận ngƣợc lại. Với vận tốc ban đầu v0 = 35m/s, vật đạt tới độ cao 30m tại thời điểm nào thay vào phƣơng trình h = v 0t - ta có : 35t - 5t2 = 30 phƣơng trình có hai nghiệm t1 = 1s, t2 = 6s, tức là hòn đá đạt độ cao 30m lần thứ nhất (lúc đi lên) sau 1s và lần thứ hai (lúc rơi xuống) sau 6s kể từ khi ném. Tƣơng tự với vận tốc ban đầu v0 = 25m/s, cũng thu đƣợc hai nghiệm t1 = 2s (lúc đi lên), t2 = 3s (lúc rơi xuống). Nhƣ vậy nghịch lí đƣợc giải quyết : Lời giải trình bày trong bài tập là tính khoảng thời gian vật ở độ cao 30m lúc rơi xuống, vật đƣợc ném lên với vận tốc ban đầu càng lớn thì độ cao cực đại càng lớn, do đó quãng đƣờng vật di chuyển từ khi ném đến khi đi xuống đạt độ cao 30m càng lớn, thời gian càng lớn. Còn nếu xét thời gian vật đạt đến độ cao 30m lúc đi lên thì với vận tốc ban đầu v0 = 25m/s thời gian là 2s, với vận tốc ban đầu v0 = 35m/s thời gian là 1s, hoàn toàn phù hợp. Bài 5. Khi em đứng vào giữa hai chiếc bàn đặt gần nhau, mỗi tay đặt lên một bàn rồi dùng sức chống hai tay để nâng ngƣời lên khỏi mặt đất. Em hãy làm lại thí nghiệm nhƣ thế khi đẩy hai chiếc bàn ra xa nhau. Giả sử em vẫn dùng lực của hai tay có độ lớn nhƣ cũ nhƣng không thể nâng ngƣời lên khỏi mặt đất, giải thích tại sao? Hƣớng dẫn giải: Câu hỏi 1. Mỗi lần đẩy bàn ra xa góc giữa hai lực chống của hai tay sẽ nhƣ thế nào? Câu hỏi 2. Khi đó hợp lực của hai lực sẽ thay đổi nhƣ thế nào? Định hướng trả lời: Mỗi lần đẩy bàn ra xa, góc giữa hai lực chống của hai tay tăng dần lên. Nếu ta vẫn giữ lực chống của hai tay nhƣ cũ thì hợp lực của hai lực sẽ nhỏ đi, nên không thể nhấc ngƣời lên đƣợc. Bài 6. Một học sinh khẳng định: Định luật III New- tơn là không đúng vì nếu lực tác dụng bằng phản lực thì không thể xảy ra bất kì một chuyển động nào? Vì lực đặt vào vật bằng bao nhiêu thì cũng gây ra một lực cản cân bằng với nó. Sai lầm của học sinh ở đâu? Hướng dẫn giải: Câu hỏi 1. Lực và phản lực có đặc điểm nhƣ thế nào? Câu hỏi 2. Lực và phản lực có phải là một cặp lực cân bằng không? 16