Sáng kiến kinh nghiệm: Vận dụng TRIZ xây dựng bài tập sáng tạo chương “các định luật bảo toàn” Vật lý 10 Trung học phổ thông

BM 01-Bia SKKN

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: Trường THPT Tam Phước

Mã số: ................................ (Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi)

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM VẬN DỤNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRIZ XÂY DỰNG

BÀI TẬP SÁNG TẠO CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”

VẬT LÝ 10 - TRUNG HỌC PHỔ THÔNG.

Người thực hiện: CHU THỊ THANH TÂM

Lĩnh vực nghiên cứu:

 - Quản lý giáo dục

- Phương pháp dạy học bộ môn: VẬT LÍ  - Lĩnh vực khác: ....................................................... 

Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in SKKN

Năm học: 2014 - 2015 1

 Mô hình  Đĩa CD (DVD)  Phim ảnh  Hiện vật khác (các phim, ảnh, sản phẩm phần mềm)

BM02-LLKHSKKN

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC

––––––––––––––––––

I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN

1. Họ và tên: CHU THỊ THANH TÂM

2. Ngày tháng năm sinh: 02/02/1977

3. Nam, nữ: Nữ

4. Địa chỉ: Ấp Long Đức 1 - Tam Phước - Biên Hòa - Tỉnh Đồng Nai.

5. Điện thoại: 0613.511420(CQ)/ 0613.528659(NR); ĐTDĐ: 0982.528659

6. Fax: E-mail: chuthanhtam@gmail.com

7. Chức vụ: Giáo viên

8. Nhiệm vụ được giao: giảng dạy vật lí khối 10, 12; bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 10, chủ nhiệm lớp 10

9. Đơn vị công tác: Trường THPT Tam Phước

II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Thạc sỹ

- Năm nhận bằng: 2013

- Chuyên ngành đào tạo: LL&PPDH bộ môn Vật lí

III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC

- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy Vật lí THPT

Số năm có kinh nghiệm: 16 năm

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: 0

VẬN DỤNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRIZ XÂY DỰNG

BÀI TẬP SÁNG TẠO CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”

VẬT LÝ 10

I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Thế kỉ XXI, thế kỉ của trí tuệ và sáng tạo, đất nước ta đang trong thời kì phát triển nhanh, mạnh quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước. Trước tình hình đó đòi hỏi ngành Giáo dục - Đào tạo phải không ngừng đổi mới đặc biệt là đổi mới về phương pháp dạy học để góp phần vào việc bồi dưỡng trí tuệ khoa học, năng lực sáng tạo cho thế hệ trẻ để từ đó có thể tạo ra những tri thức mới, phương pháp mới, cách giải quyết vấn đề mới.

Dạy học vật lý ở trường phổ thông có bốn nhiệm vụ cụ thể: Một là: cung cấp cho học sinh một hệ thống các kiến thức vật lý cơ bản, khoa học, hiện đại và các kĩ năng kĩ xảo tương ứng. Hai là: phát triển tư duy, bồi dưỡng năng lực sáng tạo và khả năng tự học và hoạt động độc lập ở học sinh. Ba là: góp phần giáo dục đạo đức cho học sinh. Bốn là: giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh. Trong đó, nhiệm vụ phát triển tư duy là nhiệm vụ có tầm quan trọng đặc biệt và cũng là mục đích cuối cùng của quá trình dạy học. Bồi dưỡng TDST cho học sinh là một nội dung quan trọng của nhiệm vụ phát triển tư duy.

BTST vật lý là một phương tiện hữu hiệu để bồi dưỡng TDST. Làm thế nào để có BTST và sử dụng BTST như thế nào? Là câu hỏi dành cho GVVL muốn thực hiện được nhiệm bồi dưỡng TDSTcho học sinh trong quá trình dạy học của mình.

TRIZ là công cụ hỗ trợ cho sự sáng tạo, nhằm tăng cường tính hệ thống của quá trình sáng tạo, rút ngắn thời gian, tiết kiệm công sức. Làm cho quá trình sáng tạo trở thành một khoa học, có những tiêu chí, nguyên tắc nhất định chứ không phải một quá trình mày mò, may rủi. Một số nguyên tắc sáng tạo TRIZ có thể vận dụng để xây dựng BTST nhằm bồi dưỡng TDST cho học sinh.

Nhìn chung, các bài toán cơ học đều có thể giải được bằng phương pháp động

lực học và phương pháp dùng các định luật bảo toàn. Vì vậy, tôi chọn đề tài:

“Vận dụng nguyên tắc sáng tạo TRIZ xây dựng và sử dụng BTST dạy học chương “Các định luật bảo toàn” - Vật lý 10”.

II. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

II.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN

II.1.1. Tìm hiểu TRIZ

 TRIZ là một công cụ hỗ trợ cho sự sáng tạo, nhằm:

- Tăng cường tính hệ thống của quá trình sáng tạo, rút ngắn thời gian, tiết kiệm công sức

- Làm cho quá trình sáng tạo trở thành một khoa học, có những tiêu chí, nguyên tắc nhất định chứ không phải một quá trình mày mò, may rủi.

- Rèn luyện cho con người, đặc biệt cho học sinh khả năng sáng tạo, khả năng thích ứng, khả năng và kĩ năng giải quyết vấn đề.

 Nội dung cơ bản của TRIZ gồm:

- 9 quy luật phát triển hệ thống.

- 40 nguyên tắc sáng tạo (NTST) cơ bản.

- 11 biến đổi mẫu dùng để giải bài toán sáng chế.

Trong số 40 NTST trên, tôi đã lựa chọn được 11 nguyên tắc sáng tạo của TRIZ vận dụng vào để xây dựng BTST gồm: nguyên tắc phân nhỏ, nguyên tắc thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng, nguyên tắc kết hợp, nguyên tắc đảo ngược, nguyên tắc linh động, nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”, nguyên tắc biến hại thành lợi, nguyên tắc quan hệ phản hồi, nguyên tắc tự phục vụ, nguyên tắc sao chép (copy), Sử dụng dao động cơ học.

II.1.2. Tìm hiểu bài tập sáng tạo

Bài tập sáng tạo vật lý là bài tập mà giả thiết không có đầy đủ thông tin liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lý; có những đại lượng vật lý ẩn giấu; điều kiện của bài toán không chứa đựng sự chỉ dẫn trực tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lý cần sử dụng. Bài tập sáng tạo là một phương tiện hữu hiệu để bồi dưỡng tư duy sáng tạo.

Theo Ra - zu - mốp - xki, BTST gồm hai loại tương ứng với hai sản phẩm sáng

tạo là phát minh và sáng chế, đó là:

- Bài tập nghiên cứu: Đòi hỏi phải trả lời được câu hỏi “vì sao?” (Tương ứng với phát minh trong nghiên cứu khoa học)

- Bài tập thiết kế: Đòi hỏi phải trả lời được câu hỏi “làm thế nào?” (Tương ứng với sáng chế trong nghiên cứu khoa học)

Tuy nhiên, cách phân loại này mang tính khái quát, bao hàm trong đó cả bài tập luyện tập và BTST. Để giúp giáo viên sử dụng BTST thuận lợi trong dạy học vật lí, tác giả Phạm Thị Phú và Nguyễn Đình Thước đã nêu ra các dấu hiện bề ngoài của BTST dựa trên những phẩm chất của TDST gồm:

 Dấu hiệu 1: Bài tập có nhiều cách giải: Giúp cho học sinh hiểu được rằng khi xem xét một vấn đề cần phải nhìn nhận từ nhiều góc độ, nhiều quan điểm

khác nhau để từ đó thể vạch ra nhiều con đường nhằm đạt đến mục đích và tìm ra con đường hiệu quả nhất.

 Dấu hiệu 2: Bài tập có hình thức tương tự nhưng có nội dung biến đổi: Những bài tập này thường có nhiều hơn một câu hỏi mà thông thường câu đầu tiên là bài tập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự nhưng nếu vẫn áp dụng phương pháp cũ thì sẽ gặp sự bế tắc vì nội dung câu hỏi đã có sự thay đổi về chất.

 Dấu hiệu 3: Bài tập về thí nghiệm vật lí gồm các BTTN định tính và BTTN định lượng. BTTN định tính sẽ yêu cầu thiết kế thí nghiệm theo một mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ ứng dụng vật lí hoặc yêu cầu làm thí nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng vật lí. BTTN định lượng gồm các bài tập đo đạc đại lượng Vật lí, minh họa lại quy luật vật lí bằng thực nghiệm, thiết kế chế tạo thiết bị thí nghiệm đơn giản.

 Dấu hiệu 4: Bài tập thừa (thiếu) dữ kiện đòi hỏi học sinh phải tự lập kế hoạch để tìm dữ liệu bằng việc quan sát, thống kê, tra cứu sau đó mới thực hiện giải.

 Dấu hiệu 5: Bài tập nghịch lý, ngụy biện: Là những bài toán mà trong đề bài chứa đựng sự ngụy biện nên đã dẫn đến một nghịch lý, kết luận rút ra mâu thuẫn với những nguyên tắc, định luật vật lí đã biết.

 Dấu hiệu 6: Bài toán hộp đen: Là bài toán gắn liền với việc nghiên cứu cấu trúc bên trong (là đối tượng nhận thức mới) nhưng có thể đưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu biết các dữ kiện “đầu vào” và “đầu ra”. Việc giải bài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp và phân tích mối quan hệ giữa dữ kiện “đầu vào” và “đầu ra” để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen.

Ngoài các BTST có các dấu hiệu trên đây, còn có nhiều dạng BTST được xây dựng dựa trên sự phân tích phương hướng cơ bản của khoa học và công nghệ như:

- Bài tập giải thích một hiện tượng kĩ thuật nào đó hoặc tiếp thu một hiệu ứng kĩ thuật

- Bài tập giải thích hoặc sử dụng một hiện tượng nào đó của tự nhiên.

- Bài tập giải thích hoạt động của một dụng cụ thí nghiệm.

- Bài toán xây dựng một mô hình hiện tượng.

II.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN

II.2.1. Thực trạng xuất bản

II.2.1.1. Sách giáo khoa và sách bài tập vật lí 10

Qua tìm hiểu và thống kê bài tập và BTST chương “Các định luật bảo toàn”, chúng tôi thu được kết quả cụ thể như sau:

* Sách cải cách giáo dục: Các BTST dưới dạng BTTN rất ít, khoảng 4/57 bài chiếm 7% nhưng mới chỉ là các dạng bài tập có nhiều cách giải (4 bài).

* Sách vật lí 10 nâng cao (từ năm 2006 trở lại đây): các BTST đã được chú ý hơn nhưng số lượng còn hạn chế, khoảng 5/116 bài chiếm khoảng 4,3% trong đó có 2 bài tập có nhiều cách giải và 3 bài tập thực hành thí nghiệm. Số lượng BTST còn ít hơn nhiều ở sách vật lí 10 cơ bản.

II.2.1.2. Sách tham khảo

Rất ít sách viết riêng BTST đặc biệt là chuyên đề về các ĐLBT. Có thể đơn cử một số sách có số lượng BTST tương đối nhiều như:

+ Những bài tập định tính về vật lí cấp ba - M.E. Tultrinxi, NXB giáo dục

năm 1978.

+ Bài tập thí nghiệm vật lí THCS - Nguyễn Thượng Chung - NXB giáo dục

2002.

+ Những bài toán nghịch lí và ngụy biện vui về vật lí - ME. TUNCHINXKI -

NXB VHTT 2001.

+ Hỏi đáp về những hiện tượng vật lí tập 1, 2, 3, 4 - Nguyễn Đức Minh, Ngô

Quốc Quýnh - NXB KHKT 1976.

+ Những bài tập sáng tạo về vật lí (THPT) - Nguyễn Đình Thước - NXB

ĐHQG Hà Nội.

* Trong tuyển tập các đề thi Olympic vật lí lớp 10, 11, 12 số lượng BTST có xuất hiện nhưng rất hạn chế, chiếm khoảng 10%

II.2.1.3. Đề kiểm tra và đề thi

* Trong các đề kiểm tra, đề thi học kì, đề thi tốt nghiệp thì hầu như mới chỉ có các bài tập luyện tập nhằm kiểm tra mức độ học thuộc và áp dụng công thức để tính toán các bài tập đơn giản.

* Trong đề thi tuyển sinh đại học những năm gần đây, số lượng các câu hỏi trắc nghiệm đòi hỏi tính sáng tạo được nâng lên đáng kể (chiếm khoảng 15%) đây là một điều rất đáng mừng.

II.2.2. Thực tế dạy học

- 100% giáo viên khẳng định vai trò và tác dụng của bài tập trong dạy học vật lí là luyện tập cho học sinh vận dụng các công thức, định luật nhằm kiểm tra đánh giá mức độ nắm bắt và vận dụng kiến thức của học sinh. Bên cạnh đó, bài tập vật lí còn cung cấp một số đơn vị kiến thức cơ bản.

- 76,2% giáo viên coi “độ khó của bài tập” và “mức sáng tạo của bài tập” là như nhau. Bài tập càng khó, càng vận dụng nhiều kiến thức toán học vào để tính toán và biện luận thì tính sáng tạo càng cao, họ chưa hiểu về BTST.

- 71,43% giáo viên vật lí sử dụng các bài tập khó trong các sách tham khảo để bồi dưỡng học sinh giỏi cấp trường, cấp tỉnh, ôn thi tốt nghiệp, luyện thi đại học...

- 47,65% giáo viên chưa biết cách xây dụng BTST, chưa từng sử dụng BTST,

không biết mình đã từng sử dụng BTST hay chưa.

- 33,3% giáo viên cho rằng rất khó để triển khai BTST trong các tiết học trên

lớp vì thời gian quá ít.

- 38% giáo viên thường xuyên yêu cầu học sinh làm thí nghiệm theo SGK hoặc

theo yêu cầu của giáo viên.

- Đa số giáo viên chưa biết và chưa vận dụng các NTST của TRIZ.

Vì vậy, việc sử dụng các NTST của TRIZ để xây dựng hệ thống BTST trong dạy học

Vật lí là rất quan trọng và cấp thiết

III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP

III.1. Quy trình xây dựng và giải BTST về vật lý

Nhóm tác giả Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thước và Nguyễn Thị Xuân Bằng

đã mô hình hoá quy trình xây dựng BTST như sau

NTST của TRIZ: Câu hỏi định hướng tư duy

BTXP, phân tích hiện tượng vật lí, BTXPdạng giải tổng quát

Xây dựng các BTST

Định hướng giải BTST. Đánh giá tính sáng tạo của BTST

NTST của TRIZ, Trả lời các câu hỏi định hướng tư duy

Tính mới và tính lợi ích

Trên cơ sở lí luận và thực tiễn, tôi xây dựng một số bài BTST chương “Các

định luật bảo toàn” - Vật lí 10. Thứ tự trình bày trong mỗi bài như sau:

a. Đề bài tập xuất phát (BTXP)

* Lời giải.

b. Các BTST.

 Các NTST để xây dụng BTST

 Đề BTST

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST.

 Lời giải tóm tắt BTST.

III.2. Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để xây dụng bài tập sáng tạo:

III.2.1. BT có nhiều cách giải và có hình thức tương tự nhưng nội dung biến đổi

 BTXP 1

a. Đề BTXP 1: Một vật khối lượng m = 5kg, trượt không vận tốc ban đầu, không ma sát dọc theo một mặt phẳng nghiêng, góc nghiêng 600 từ độ cao 1,8m rơi vào một xe cát có khối lượng M = 45kg đang đứng yên (Hình 1). Tìm vận tốc của xe sau đó. Bỏ qua ma sát giữa xe và mặt đường. Biết mặt cát rất gần chân mặt phẳng nghiêng.

* Lời giải:

+ Xét quá trình chuyển động của vật m trên mặt phẳng nghiêng, hệ vật, mặt phẳng nghiêng và trái đất là một hệ kín không ma sát. Áp dụng ĐLBT cơ năng:

Vận tốc của vật m ở chân mặt phẳng nghiêng (ngay trước khi va chạm):

= 6m/s.

Xét quá trình va chạm của m và xe cát là va chạm không đàn hồi, áp dụng ĐLBT động lượng trong hệ quy chiếu gắn với mặt phẳng ngang:

Vận tốc của vật m và xe cát ngay sau va chạm là: = 0,3m/s

b. BTST

 Các NTST sử dụng để xây đựng BTST 1

- Sao chép: Giữ nguyên nội dung và yêu cầu của BTXP.

- Thay đổi thông số lí hóa: Thay đổi hệ số ma sát giữa vật và mặt nghiêng.

 BTST 1: Giải bài toán trên trong trường hợp ma sát giữa vật m và mặt

phẳng nghiêng là 0,1 theo những cách khác nhau.

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST:

- Câu hỏi 1: Bài tập này tương tự với bài tập nào? Sự khác biệt giữa bài tập này với bài tập tương tự là gì? (Nguyên tắc sao chép, thay đổi thông số).

- Câu hỏi 2: Bài tương tự đó có thể áp dụng vào việc giải bài tập này không? Cần phải thay đổi điều gì để giải quyết sự khác biệt giữa hai bài tập? (Nguyên tắc sao chép, linh động).

- Câu hỏi 3: Ngoài việc áp dụng ĐLBT năng lượng ra, còn có những cách nào để tìm được vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng? (Nguyên tắc linh động).

 Các NTST sử dụng để xây dụng BTST 2

- Sao chép (Copy): Dạng bài toán vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng.

- Thay đổi sơ đồ cơ học: Thay vì vật chuyển động từ trên xuống, ta cung cấp vận tốc đầu để vật đi từ chân mặt phẳng nghiêng lên.

- Đảo ngược: Thay vì tìm vận tốc ở chân mặt phẳng nghiêng, tìm độ cao mà vật lên được.

 BTST 2: Từ vị trí A, người ta truyền cho vật vận tốc v1 = 4m/s (Hình 2a). Vật lên đến B có độ cao h thì trượt xuống và khi trở lại A nó có vận tốc v2 = 3m/s. Biết α = 450. Tính độ cao h, hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng bằng các cách khác nhau.

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST:

- Câu hỏi 1: Có thể dùng những phương pháp nào để giải bài tập này? (Nguyên tắc linh động).

- Câu hỏi 2: Có thể áp dụng những định luật nào để giải bài tập này?

- Câu hỏi 3: Chia bài toán này thành những giai đoạn nào? (Nguyên tắc phân nhỏ).

- Câu hỏi 4: Có áp dụng được bài tập tương tự để giải bài tập này không?

 BTXP 2

a. Đề BTXP 2: Một xe ô tô có khối lượng m = 4T đang chạy với vận tốc 36km/h thì lái xe thấy có chướng ngại vật ở cách 10m và hãm phanh. Xe có đụng chướng ngại vật không, nếu đường ướt, lực hãm bằng 8000N.

* Lời giải: Khi hãm phanh, lực ma sát thực hiện công làm giảm động năng của xe. Áp dụng định lí động năng, ta có:

Nhận xét thấy, quãng đường mà xe còn đi được phụ thuộc mạnh vào lực hãm (tỉ lệ nghịch).

Vì xe đi thêm được quãng đường s = 9,09m < 10m nên nó không đụng vào chướng ngại vật.

b. Các BTST

 Các NTST sử dụng để xây dụng BTST 3

- Sao chép (Copy): Giữ nguyên nội dung và yêu cầu của BTXP.

- Thay đổi thông số lí hóa: Thay đổi hệ số ma sát giữa xe và mặt đường.

 Đề BTST 3: Một xe ô tô có khối lượng m = 4T đang chạy với vận tốc 36km/h thì lái xe thấy có chướng ngại vật ở cách 10m và hãm phanh. Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu đường ướt, lực hãm bằng 8000N. Giải bài toán bằng 2 phương pháp.

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Bài tập này tương tự với bài nào? Có thể vận dụng bài tập tương tự vào giải bài tập này không? (Nguyên tắc sao chép).

- Câu hỏi 2: Có thể giải bài tập này bằng những cách nào? (Nguyên tắc linh động).

- Câu hỏi 3: Để dự đoán được hiện tượng, ta phải xác định được đại lượng Vật lí nào? (Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa).

- Câu hỏi 4: Từ bài toán, rút ra kinh nghiệm gì cho thực tế? (Nguyên tắc dự phòng).

III.2.2. BT thừa hoặc thiếu dữ kiện

a. Đề BTXP 3

* Đề bài: Một vật khối lượng m1 đang bay ngang với vận tốc v0, đập vào mặt nghiêng của một chiếc nêm có hình tam giác vuông cân (Hình 3a). Nêm có khối lượng m2 ban đầu đang đứng yên trên một mặt ngang nhẵn. Sau va chạm tuyệt đối đàn hồi, vật m1 nảy lên theo phương thẳng đứng với vận tốc v1 còn nêm chuyển động theo hướng cũ của vật m1 với vận tốc v2. Tính độ cao cực đại (tính từ vị trí va chạm) mà vật m1 lên được.

* Lời giải: Áp dụng ĐLBT động lượng theo phương ngang:

(1)

Do va chạm tuyệt đối đàn hồi nên động năng của hệ được bảo toàn:

(2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có vận tốc của m1 ngay sau va chạm là:

(Bài toán chỉ được giải khi )

Áp dụng ĐLBT cơ năng cho chuyển động của m1 sau va chạm:

Độ cao cực đại mà m1 đạt được sau va chạm là:

b. Các BTST

 Các NTST sử dụng để xây dụng BTST 4

- Sao chép: Sử dụng sơ đồ cơ học của BTXP.

- Thay đổi thông số lí hóa và sơ đồ cơ học: Thay đổi hệ số ma sát giữa nêm và mặt đường bằng cách biến ma sát trượt thành ma sát lăn.

- Đảo ngược: Cho quả rơi từ độ cao h xuống va chạm vào nêm, tính vận tốc nêm thay cho tính độ cao của quả cầu.



BTST 4: Một quả cầu có khối lượng m1 rơi từ độ cao h xuống đập vào mặt nghiêng của một cái nêm khối lượng m2 đứng yên trên sàn nhẵn (Hình 3b). Sau va chạm tuyệt đối đàn hồi, quả cầu bật ra theo phương ngang. Tính vận tốc của nêm.

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Bài tập này tương tự với bài tập nào? Sự khác biệt giữa bài tập này với bài tập tương tự là gì? (Nguyên tắc sao chép, thay đổi thông số lí hóa, thay đổi sơ đồ cơ học).

- Câu hỏi 2: Bài tương tự đó có thể áp dụng vào việc giải bài tập này không? (Nguyên tắc sao chép), cần bổ sung thêm dữ kiện gì để quả cầu bật ra theo phương ngang sau va chạm? Giải thích? (Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa).

- Câu hỏi 3: Có cần điều kiện gì đối với khối lượng vật và nêm không? (Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa).

III.2.3. Bài tập thí nghiệm

 BTXP 4

a. Đề bài: Tàu kéo có khối lượng m1 = 600 tấn đạt vận tốc 1,5m/s thì bắt đầu làm căng dây cáp và kéo xà lan có khối lượng m2 = 400 tấn chuyển động theo. Tính vận tốc chung của tàu kéo và xà lan (Bỏ qua khối lượng của dây cáp, dây không dãn).

* Lời giải: Xét hệ vật gồm tàu kéo, dây cáp và xà lan. Trong thời gian tương tác rất ngắn, tàu kéo và xà lan có vận tốc khác nhau gắn lại với nhau bởi dây cáp (Va chạm mềm) có nội lực (lực kéo) rất lớn so với ngoại lực (Lực cản của nước), trọng lực đã cân bằng với phản lực của mặt nước vì vậy hệ tàu kéo, dây cáp và xà lan là một hệ kín.

Áp dụng ĐLBT động lượng, ta có:

Vận tốc của hệ sau khi dây căng (ngay sau tương tác) là:

Nhận thấy và cùng hướng với nhau và độ lớn vận tốc chung của tàu kéo

và xà lan là:

Vậy, khi dây căng thì xà lan chuyển động cùng hướng, cùng tốc độ với tàu

b. Các BTST

 Các NTST sử dụng để xây dụng BTST 5

- Sao chép: Sơ đồ cơ học giữa tàu kéo và phà.

- Đảo ngược: Thay vì tính vận tốc của hệ khi biết khối lượng các vật trong hệ, đi xác định khối lượng của phà.

 Đề BTST 5: Tại bến phà Bãi Cháy, một tàu kéo đang kéo một chiếc phà. Người lái tàu có thể ước lượng được tổng khối lượng của phà và hàng hóa. Người đó đã làm thế nào?

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Bài tập này tương tự với bài tập nào? (Nguyên tắc sao chép).

- Câu hỏi 2: Bài tương tự đó có thể áp dụng vào việc giải bài tập này không? (Nguyên tắc sao chép).

- Câu hỏi 3: Người lái tàu có thể sử dụng dụng cụ đo nào trên tàu để xác định được khối lượng của xà lan?

 BTXP 5

a. Đề bài: Trên hồ có một con thuyền, mũi thuyền thẳng góc hướng vào bờ. Ban đầu thuyền đứng yên, khoảng cách từ mũi thuyền tới bờ là d = 0,75m. Một người đi từ mũi đến đuôi thuyền. Hỏi mũi thuyền có cập bờ được không? Biết chiều dài của thuyền là l = 2m, khối lượng của thuyền là M = 140kg, người có khối lượng m = 60kg. Bỏ qua ma sát giữa thuyền và nước.

* Lời giải:

- Chọn hệ quy chiếu gắn với bờ, hệ thuyền và người là hệ kín.

là vận tốc của thuyền đối với bờ; là vận tốc của người đối với

- Gọi thuyền.

Áp dụng ĐLBT động lượng cho hệ người và thuyền:

Vận tốc của thuyền so với bờ là:

(Dấu trừ cho thấy thuyền luôn chuyển động ngược chiều với người)

Thời gian người bước đi trên thuyền cũng là thời gian thuyền di chuyển. Khi người đi hết chiều dài thuyền l thì thuyền dịch chuyển được độ dời s.

Mũi thuyền không thể cập bờ.

b. Các BTST

 Các NTST sử dụng để xây dựng BTST 6

- Sao chép: Bài toán chuyển động bằng phản lực của thuyền trên hồ.

- Đảo ngược: Tính khối lượng của thuyền dựa trên việc ước lượng độ dời của thuyền và chiều dài của thuyền.

 BTST 6: Bằng một sợi dây đủ dài, có thể cân được một chiếc thuyền. Phải

làm như thế nào để thực hiện được điều đó?

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Bài tập này tương tự với bài tập nào? (Nguyên tắc sao chép).

- Câu hỏi 2: Bài tương tự đó có thể áp dụng vào việc giải bài tập này không? (Nguyên tắc sao chép).

- Câu hỏi 3: Để cân một vật thông thường người ta làm cách nào? Ngoài cách đo trực tiếp ra người ta còn đo bằng cách nào khác nếu không có một chiếc cân? (Nguyên tắc linh động).

- Câu hỏi 4: Sử dụng sợi dây như thế nào để đo được khối lượng của thuyền? (Nguyên tắc tự phục vụ, linh động).

 BTXP 6

a. Đề bài: Một khẩu đại bác khối lượng M dễ dàng lăn bánh trên một đường ngang. Nếu súng bắn ra theo phương ngang một viên đạn có khối lượng m với

vận tốc thì khẩu đại bác sẽ chuyển động như thế nào?

* Lời giải: Coi hệ đạn + khẩu đại bác là một hệ kín, áp dụng ĐLBT động lượng:

hay:

Dấu trừ cho thấy: Khẩu đại bác sẽ bị chuyển động ngược chiều với viên đạn (giật lùi). Chuyển động đó gọi là chuyển động bằng phản lực.

b. Các BTST

 Các NTST sử dụng để xây dựng BTST 7, 8

- Sao chép: Bài toán chuyển động bằng phản lực.

- Đảo ngược: Sử dụng chuyển động bằng phản lực không mong muốn của khẩu súng để đưa tên lửa, tàu ngầm chuyển động về một phía (chuyển động mong muốn).

 BTST 7: Chuyển động bằng phản lực là chuyển động của một vật sau khi nó phóng về một hướng một phần của chính nó. Hãy tìm hiểu về cấu tạo của tên lửa và nghiên cứu chế tạo một mô hình tên lửa bằng những vật liệu đơn giản.

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Quan sát quá trình phóng tên lửa, tên lửa được phóng lên không trung dựa trên nguyên tắc nào? (Nguyên tắc sao chép).

- Câu hỏi 2: Trong trường hợp đơn giản, ta có thể thay thế nhiên liệu đốt trong khoang tên lửa để phụt khói bằng cách nào? (Nguyên tắc linh động, tự phục vụ).

- Câu hỏi 3: Tại sao lại dùng nước, bơm hơi để thay thế cho việc phụt khói? (Nguyên tắc sử dụng kết cấu khí và lỏng, nguyên tắc tách khỏi đối tượng).

- Câu hỏi 4: Các bộ phận chính của tên lửa nước gồm những gì?

- Câu hỏi 5: Có thể sử dụng những vật liệu sẵn có, vật liệu phế thải nào để chế tạo? (Nguyên tắc lấy rẻ thay cho đắt).

 BTST 8: Nghiên cứu chế tạo mô hình tầu ngầm, một người đưa ra phương án như sau: Dùng một quả bóng bay (loại bóng dài), nạp đầy nước vào bóng rồi dùng một nút chai nhựa (có đục một vài lỗ nhỏ đường kính cỡ 1mm) nút chặt. Khi thả vào trong nước, quả bóng không chìm cũng không nổi trên mặt nước. Nước trong quả bóng sẽ phun ra theo các lỗ nhỏ ở nắp chai, đẩy quả bóng tiến về phía trước như một chiếc tầu ngầm. Em hãy thực hiện theo hướng dẫn và giải thích cách làm trên.

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Tại sao quả bóng bay chứa đầy nước khi thả vào nước nó không nổi cũng không chìm?

- Câu hỏi 2: Vì sao phải đục các lỗ nhỏ trên nắp chai?

- Câu hỏi 3: Tại sao quả bóng lại chuyển động được về phía trước? (nguyên tắc quan hệ phản hồi)

 Từ BTXP 1 sử dụng các NTST để xây dựng BTST 9

- Sao chép: Chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng có ma sát.

 BTST 9: Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để xác định nhiệt lượng tỏa ra

khi khối gỗ trượt không vận tốc đầu trên mặt phẳng nghiêng.

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Nguyên nhân nào dẫn đến sự tỏa nhiệt khi khối gỗ trượt trên mặt phẳng nghiêng? (Nguyên tắc quan hệ phản hồi)

- Câu hỏi 2: Nhiệt lượng tỏa ra được tính thông qua đại lượng vật lí nào?

- Câu hỏi 3: Thực tế đã có thiết bị đo trực tiếp năng lượng chưa? Muốn đo được năng lượng trao đổi thì dùng phương pháp nào? (Nguyên tắc linh động, giải thiếu hoặc thừa)

- Câu hỏi 4: Đề xuất những dụng cụ cần thiết để đo nhiệt lượng tỏa ra trong chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng? (Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa)

 BTXP 7

a. Đề bài: Một hộp cát khối lượng M treo vào đầu một sợi dây không dãn (hình 4a). Một viên đạn khối lượng m bắn theo phương ngang, đạn cắm vào hộp cát, hộp cát và đạn vạch ra một cung tròn và trọng tâm của hộp lên cao một khoảng h so với ở vị trí cân bằng. Tính vận tốc của viên đạn. (Bài toán con lắc thử đạn)

* Lời giải: Vì va chạm giữa đạn và hộp cát là va chạm mềm nên ngay sau va

chạm, vận tốc của đạn và hộp cát là u.

Áp dụng ĐLBT động lượng: (1)

Động năng của đạn và hộp cát đã chuyển hóa thành thế năng. Áp dụng ĐLBT

cơ năng cho chuyển động của hộp cát sau va chạm:

(2)

Giải hệ (1) và (2) ta được:

b. BTST:

 Các NTST sử dụng để xây dựng BTST 10, 11, 12

- Sao chép: Bài toán con lắc thử đạn

 Đề BTST 10: Bằng một khúc gỗ xốp treo ở đầu hai sợi dây không dãn (Hình

4a), hãy đề ra phương án để xác định vận tốc của một viên đạn?

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Bài tập này tương tự với bài tập nào? (Nguyên tắc sao chép)

- Câu hỏi 2: Có thể vận dụng bài tập đó để giải bài tập này không?

- Câu hỏi 3: Bài tập này khác với bài tập tương tự ở điểm nào? Giải quyết sự khác biệt đó như thế nào?

- Câu hỏi 4: Để đo vận tốc của viên đạn cần những dụng cụ gì? (Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa, linh động)

 BTST 11: Cho hai viên bi thép, một viên đã biết khối lượng, một giá treo, một mẩu băng keo hai mặt, thước đo góc và thước đo chiều dài, hai sợi dây dài như nhau. Hãy xác định khối lượng của viên bi còn lại.

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Để tìm khối lượng của một viên bi khi đã biết khối lượng của viên bi khác, ta có thể dùng những phương pháp nào?

- Câu hỏi 2: Với những thiết bị và dụng cụ đã cho, ta nên cho hai viên bi tương tác với nhau như thế nào?

- Câu hỏi 3: Đến đây, em đã nhận ra bài tập này tương tự với bài tập nào? Có điểm gì khác biệt không? Giải quyết sự khác biệt đó như thế nào? (cần cải tiến gì trong cách tiến hành thí nghiệm không?)

- Câu hỏi 4: Từ thí nghiệm có thể đo trực tiếp được đại lượng nào? Suy ra đại lượng nào? (Nguyên tắc quan hệ phản hồi)

- Câu hỏi 5: Làm thế nào để đo được góc α một cách chính xác?

 Lời giải tóm tắt BTST

Bố trí thí nghiệm như Hình 4c. Kéo lệch con lắc m1 (đã biết) lệch khỏi vị trí cân bằng (VTCB) góc α1, thả nhẹ. Khi m1 về đến VTCB sẽ va chạm với m2 (đang cần xác định) và bị dính vào nhau (do băng keo hai mặt) nên va chạm đó là va chạm mềm. Sau va chạm, hai bi cùng chuyển động đến vị trí cao nhất mà tại đó hai dây treo hợp với phương thẳng đứng góc α2. Áp dụng ĐLBT động lượng cho va chạm của hai bi:

(bỏ qua khối lượng của băng keo)

Suy ra khối lượng của bi 2 là:

Áp dụng ĐLBT cơ năng cho chuyển động của bi 1 từ vị trí thả đến VTCB ta

được vận tốc của bi 1 trước va chạm:

Áp dụng ĐLBT cơ năng cho chuyển động của bi 1 và 2 từ vị trí cao nhất của

nó đến VTCB:

Vậy khối lượng của bi 2 là:

Dùng thước đo góc để đo α1 và α2 sẽ đo được gián tiếp khối lượng của bi 2.  BTST 12: Cho một viên bi sắt đặc, đường kính khoảng 2cm đến 3cm, một viên bi sáp đặc (có khối lượng riêng đã biết), kích thước bằng viên bi sắt; một thước đo; giá treo; 2 sợi dây. Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định tỉ lệ tiêu hao cơ năng trong va chạm không đàn hồi của hai bi.

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

(tương tự như BTST 11)

- Câu hỏi 5: Có thể xác định tỉ lệ tiêu hao năng lượng trong va chạm một cách trực tiếp không? Để xác định được tỉ lệ năng lượng đã tiêu hao cần so sánh những đại lượng nào với nhau? (Nguyên tắc linh động)

 Từ BTXP 2, sử dụng các NTST để xây dựng BTST 13

- Sao chép: Bài toán xe gặp chướng ngại vật (BTXP 2)

- Đảo ngược: Xác định hệ số ma sát giữa lốp xe và mặt đường thay vì bài toán cho.

 BTST 13: Giả sử bạn đang lái một chiếc môtô trên đoạn đường ngang, nếu chỉ dùng các dụng cụ đo gắn với xe có thể xác định gần đúng hệ số ma sát giữa lốp xe và mặt đường không?

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Khi giảm ga (cắt côn) xe môtô sẽ chuyển động như thế nào? Nguyên nhân?

- Câu hỏi 2: Bài tập này tương tự với bài nào? Có điểm gì khác biệt? Giải quyết điều đó như thế nào? (Nguyên tắc linh động)

- Trên xe có dụng cụ đo nào? Có thể xác định được đại lượng vật lí nào nhờ dụng cụ đo ấy? (Nguyên tắc tự phục vụ)

III.2.4. Bài tập giải thích một hiện tượng kĩ thuật nào đó hoặc tiếp thu một hiệu ứng kĩ thuật nào đó

 Từ BTXP 2

 Các NTST sử dụng để xây dụng BTST 14

- Sao chép: Bài toán xe gặp chướng ngại vật

- Đảo ngược: Tìm vận tốc của xe khi biết hệ số ma sát và chiều dài quãng đường vật đi thêm được.

 BTST 14: Một người đi xe môtô gây ra một tai nạn, tại hiện trường cảnh sát giao thông tiến hành đo vết trượt của bánh xe trên đường sau đó kiểm tra tình trạng của lốp xe môtô. Hãy giải thích việc làm của cảnh sát giao thông.

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Bài tập này tương tự với bài nào? Người cảnh sát giao thông đo vết trượt trên đường nhằm mục đích gì?

- Câu hỏi 2: Tại sao lại phải kiểm tra tình trạng lốp xe? (Nguyên tắc kết hợp, nguyên tắc quan hệ phản hồi)

 Từ BTXP 6

 Các NTST sử dụng để xây dụng BTST 15

- Sao chép: Bài toán chuyển động bằng phản lực.

 BTST 15: Một phi hành gia sau khi chuẩn bị đầy đủ phương tiện kĩ thuật đã ra khỏi con tàu và làm việc trong không gian tuy nhiên ông ta lại quên một việc hết sức quan trọng là không buộc sợi dây giữa mình và con tàu. Tại sao nói việc buộc dây là hết sức quan trọng? Bằng cách nào người đó có thể trở về tàu và thực hiện công việc đó?

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Nhà du hành vũ trụ khi ra khỏi con tàu bắt buộc phải mang theo vật dụng gì?

- Câu hỏi 2: Tại sao nhà du hành vũ trụ phải buộc sợi dây nối mình với con tàu?

- Câu hỏi 3: Khi quên không buộc dây nối mình với con tàu, nhà du hành vũ trụ có thể đi bộ trở về con tàu không? Để trở về được con tàu thì nhà du hành vũ trụ cần làm cách nào? (Nguyên tắc linh động)

- Câu hỏi 4: Chuyển động của nhà du hành vũ trụ khi trở về con tàu bằng phương án vừa nêu giống như bài tập nào đã gặp? Nhà du hành vũ trụ đã vận dụng kiến thức Vật lí nào? (Nguyên tắc sao chép).

- Câu hỏi 5: Trong trường hợp nhà du hành vũ trụ ra khỏi con tàu mà không mang bất cứ trang thiết bị gì thì bằng cách nào để ông ta quay trở lại tàu? (Nguyên tắc dự phòng)

 BTXP 8

a. Đề bài: Thác nước cao 2m, mỗi giây đổ xuống 30 lít nước. Lợi dụng thác nước, có thể xây dựng trạm thủy điện công suất bao nhiêu? Biết hiệu suất của trạm thủy điện là 75%

* Lời giải: Chọn gốc thế năng tại vị trí đặt tuabin của máy phát điện. Thế năng của 30 lít nước ở độ cao 2m là:

Công mà lực trọng trường thực hiện đúng bằng độ giảm thế năng của khối

nước, công suất tương ứng là: (Công suất toàn

phần)

Hiệu suất là 75% nên công suất có ích là:

b. BTST

 Các NTST sử dụng để xây dựng BTST 16

- Sao chép: Lợi dụng thế năng của dòng nước để làm quay tuabin của máy phát điện.

 BTST 16: Có thể thiết kế được nhà máy thủy điện nhỏ ngay trong thành phố không? Làm như thế nào?

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Để xây dựng nhà máy thủy điện, người ta phải làm gì? Mục

đích của việc làm đó?

- Vấn đề đặt ra: Tại sao phải tốn năng lượng để bơm nước lên các nhà cao tầng, các chung cư rồi sau khi sử dụng, nước thải lại chảy tuột xuống lòng đất mà không tạo ra chút năng lượng nào? Tại sao không “vớt vát” được phần nào năng lượng đã bị mất đi (điện để bơm nước lên cao)?

- Câu hỏi 2: Tận dụng thế năng của dòng nước thải đã qua xử lí sơ bộ đó

được không? Phải làm như thế nào?

 Các NTST sử dụng để xây dựng BTST 17

- Đảo ngược: BTST 16 biến thế năng của dòng nước thành động năng quay của tuabin, BTST 17 sẽ biến động năng của chuyển động thẳng của dòng nước thành động năng quay của của cọn nước, biến động năng của dòng nước thành thế năng.

 BTST 17: Có thể chế tạo một máy bơm nước từ một con suối lên một cánh đồng ở trên cao không mà không dùng động cơ sử dụng các loại năng lượng thông thường (Xăng, dầu hoặc điện)?

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Dòng nước chảy ở con suối có mang năng lượng không? Năng lượng đó tồn tại ở dạng nào?

- Câu hỏi 2: Có thể biến động năng của dòng nước thành thế năng không? Làm như thế nào? (Nguyên tắc đảo ngược, nguyên tắc quan hệ phản hồi)

- Câu hỏi 3: Hãy quan sát hình ảnh, người dân miền núi đã vận dụng kiến thức vật lí nào để chế tạo cái cọn nước?

- Câu hỏi 4: Nếu vị trí cần dẫn nước tới rất cao mà nếu chỉ biến động năng thành thế năng vẫn không đưa nước lên tới nơi thì phải làm thế nào?

- Câu hỏi 5: Làm cách nào để tạo nên áp suất lớn?

III.2.5. Bài toán hộp đen

 BTXP 9

a. Đề bài: Một búa máy có khối lượng M rơi từ độ cao h đóng vào đầu một chiếc cọc có khối lượng m. Coi va chạm là mềm. Tính vận tốc của búa và cọc ngay sau va chạm. Tính nhiệt lượng tỏa ra trong va chạm.

* Lời giải: Có thể coi hệ búa và cọc là một hệ kín. Chọn gốc thế năng ở vị trí của cọc (không xét đến thế năng của cọc vì nó biến đổi không đáng kể)

Gọi vận tốc của búa ngay trước khi va chạm là v1 (được xác định bởi ĐLBT cơ năng cho quá trình búa rơi - bỏ qua sức cản của không khí), vận tốc của búa và cọc ngay sau va chạm là v2. Áp dụng ĐLBT động lượng cho hệ búa - cọc:

Vận tốc của búa và cọc ngay sau va chạm là:

Động năng của hệ trước va chạm là:

Động năng của hệ sau va chạm là:

Như vậy, động năng của vật không được bảo toàn. Theo ĐLBT năng lượng, độ biến thiên động năng đó đúng bằng nội năng (Nhiệt năng Q)

Nhận xét: Nếu vật m có giá trị rất lớn, lớn hơn hẳn khối lượng M thì phần lớn động năng của búa bị biến thành nhiệt năng, biến thiên động lượng càng nhỏ, chấn động càng ít. Ngược lại, nếu thì động năng của búa gần như được truyền sang cho cọc, biến thiên động lượng càng lớn, chấn động càng mạnh.

b. BTST

 Các NTST sử dụng để xây dựng BTST 18

- Sao chép: Bài tập va chạm mềm (búa máy)

 BTST 18: Một người làm xiếc nằm trên mặt đất rồi cho đặt lên ngực mình một vật. Sau đó, cho người khác lấy búa tạ đập vào vật đó. Vật đó có thể là một tảng đá to hoặc một tấm gỗ nhẹ. Theo em, người đó nên chọn vật nào để đảm bảo an toàn cho mình? Giải thích?

 Các câu hỏi định hướng tư duy - các NTST vận dụng để giải BTST

- Câu hỏi 1: Vật nặng hay nhẹ có ý nghĩa gì? Những đại lượng vật lí nào liên hệ với khối lượng? (Nguyên tắc quan hệ phản hồi)

- Câu hỏi 2: Va chạm giữa các vật luôn kèm theo sự truyền chuyển động, nó phụ thuộc vào yếu tố nào?

IV. HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI

Qua quá trình đưa BTST vào sử dụng trong các tiết học: Bài học bài tập vật lí, ngoại khóa (Sinh hoạt câu lạc bộ “kĩ sư tương lai”), bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí và trong kiểm tra đánh, chúng tôi đưa ra một số kết luận sau:

- Giáo viên vật lí THPT có thể xây dựng được hệ thống các BTST và dạy

được BTST.

- HS lớp 10 - THPT có khả năng học BTST, đa số các em rất hứng thú đối với loại bài tập này. Đối với những học sinh khá giỏi thì BTST đem lại cho các em niềm đam mê, hứng khởi thực sự.

- BTST đã góp phần nâng cao chất lượng dạy học. Việc dạy học có sử dụng BTST đã tạo ra một không khí học tập sôi nổi, tích cực tương tác giữa giáo viên với học sinh và giữa học sinh với học sinh.

- Có thể bồi dưỡng TDST cho học sinh thông qua việc giải BTST từ đó bồi dưỡng cho học sinh các NTST của TRIZ một cách không tường minh mà thông qua dạy học vật lí ở trường THPT.

- Các BTST đã xây dựng có thể sử dụng phù hợp trong nhiều tiết học: chính khóa (xây dựng kiến thức mới, bài tập, thực hành thí nghiệm, ôn tập, kiểm tra), tự chọn, bồi dưỡng học sinh giỏi, ngoại khóa....

- Khi giải các BTST vật lí, các câu hỏi định hướng tư duy cho học sinh phải có sự vận dụng các NTST của TRIZ.

- BTST chỉ thực sự được phát huy khi học sinh đã có nền tảng kiến thức vững chắc vì thế giáo viên phải có sự khéo kết hợp bài tập luyện tập với BTST để phù hợp với tiến trình nhận thức của học sinh.

- Học sinh lớp 10 THPT có khả năng học BTST. Với các BTST đã đề xuất được xuất phát từ thực tiễn và đem kiến thức đã học vận dụng vào thực tiễn lao động, đời sống và KHKT nên có sức cuốn hút sự chú ý của đa số học sinh đặc biệt là đối tượng học sinh có sức học trung bình khá trở lên. Trong những tiết học có sử dụng BTST, không khí học tập trở nên sôi nổi, học sinh tích cực tham gia vào các hoạt động nhóm, hăng hái phát biểu, trả lời các câu hỏi định hướng tư duy do giáo viên đặt ra có chất lượng và đề xuất một số ý tưởng vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn. Khi có sự tương tác tích cực giữa giáo viên - học sinh và học sinh - học sinh, sự chủ động vận dụng kiến thức của học sinh đã khẳng định tác dụng to lớn của BTST và việc sử dụng BTST đã bồi dưỡng TDST cho học sinh.

Việc hướng dẫn học sinh vận dụng các NTST vào việc giải các BTST mặc dù không tường minh nhưng đã có sức hấp dẫn học sinh, các em đã khắc phục được tính ì trong học tập và suy nghĩ, thay vào đó là những suy nghĩ tích cực, độc lập, các cuộc tranh luận sôi nổi, tự tin đề xuất ý tưởng, mong muốn được sáng tạo hơn nữa.

V. ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG

Bồi dưỡng TDST cho học sinh là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu trong bốn nhiệm vụ cơ bản của dạy học vật lí ở trường THPT. Dạy học nhằm bồi dưỡng TDST đã góp phần đào tạo ra những con người năng động, sáng tạo, nhiệt huyết có thể tạo ra những giá trị mới trong tương lai. Để thực hiện được nhiệm vụ này, một công cụ hữu hiệu được chúng tôi lựa chọn là BTST vật lí. Để có được BTST vật lí, chúng tôi đã vận dụng một số NTST của TRIZ để xây dựng và hướng dẫn học sinh giải BTST. Sau những bài học có sử dụng BTST, học sinh đã được bồi dưỡng một cách không tường minh một số NTST của TRIZ.

BTST có thể sử dụng trong các dạng bài học: bài tập vật lí, ngoại khóa (Sinh hoạt câu lạc bộ “kĩ sư tương lai”), bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí và trong kiểm tra đánh giá. BTST đã có tác dụng khơi gợi, kích thích được sự say mê, yêu thích môn vật lí của học sinh THPT. Tuy nhiên, loại BTST là bài toán hộp đen, BTTN thì không thể thực hiện trong các giờ học chính khóa theo phân phối chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo mà chỉ có thể tiến hành trong các tiết tự chọn, tiết bồi dưỡng học sinh giỏi hoặc nêu vấn đề và yêu cầu học sinh tự thu thập thông tin và lên kế hoạch giải và tiến hành thí nghiệm tại nhà.

Các giáo viên vật lí nên quan tâm hơn đến việc sưu tầm, lựa chọn và xây dựng cho mình một hệ thống BTST cho từng chương, từng khối lớp và đưa vào sử dụng chúng trong các loại bài học khác nhau.

Ban giám hiệu các trường THPT kết hợp với tổ vật lí có kế hoạch lựa chọn, trang bị các thiết bị, đồ thí nghiệm cần thiết có chất lượng và hiệu quả sử dụng thì giáo viên mới thường xuyên tổ chức các tiết học có BTTN được.

Sở Giáo dục - Đào tạo nên tổ chức các lớp bồi dưỡng chuyên sâu về các vấn đề: Dạy học như thế nào để phát triển NLST và bồi dưỡng TDST cho học sinh, xây dựng hệ thống các BTST cho từng khối lớp, kĩ năng đặt câu hỏi định hướng tư duy, kĩ năng tổ chức các buổi ngoại khóa....

VI. DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Phạm Đình Cương (2003). Thí nghiệm vật lí ở trường phổ thông. NXB Giáo dục

[2]. Phan Dũng (2005). Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản phần 1. NXB ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

[3]. Phan Dũng (2008). Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản phần 2. NXB ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

[4]. Bùi Quang Hân (2004). Giải toán vật lí 10. NXB Giáo dục.

[5]. Hà Văn Hùng (1998). Phương tiện dạy học vật lý. Đại học Vinh.

[6]. Nguyễn Thế Khôi, Phạm Quý Tư, Lương Tất Đạt, Lê Chân Hùng, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Đình Thiết, Bùi Trọng Tuân, Lê Trọng Tường (2006). Vật lý 10 - NXB Giáo dục.

[7]. Nguyễn Quang Lạc (1995). Didactic vật lí. Bài giảng chuyên đề cho học viên cao học. Đại học Vinh.

[8]. Vũ Thị Minh (2011) Nghiên cứu xây dựng bài tập sáng tạo phần cơ học lớp 10 – THPT nâng cao. Luận án tiến sĩ giáo dục học

[9]. Phạm Thị Phú (2007). Chuyển hóa phương pháp nhận thức vật lý thành phương pháp dạy học. Bài giảng chuyên đề cho học viên cao học. Đại học Vinh.

[10]. Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thước (2001). Lôgic học trong dạy học vật lý. Bài giảng chuyên đề cho học viên cao học. Đại học Vinh.

[11]. Nguyễn Đình Thước (2008). Phát triển tư duy của học sinh trong dạy học vật lý. Đại học Vinh.

[12]. Lê Công Triêm (2000). Phân tích chương trình vật lí phổ thông. ĐHSP Huế.

[13]. Phạm Hữu Tòng (2001). Phương pháp dạy bài tập vật lí, NXB Giáo dục.

[14]. Lê Trọng Tương, Lương Tất Đạt, Lê Chân Hùng, Phạm Đình Thiết, Bùi Trọng Tuấn (2006). Bài tập vật lí 10 Nâng cao. NXB Giáo dục.

[15]. http://thuvienvatly.com

[16]. http://trithucsangtao.vn

VII. PHỤ LỤC

Phụ lục 1a

Mẫu phiếu tìm hiểu thực trạng dạy bài tập vật lí ở trường THPT PHIẾU THĂM DÒ Ý KIẾN GIÁO VIÊN (V/v: Sử dụng bài tập trong dạy học vật lí ở trường THPT)

Câu 1: Thầy cô chọn “có” hoặc “không” cho các phương án sau:

Các phương án

Có Không

a. Thầy cô chỉ dạy cho học sinh những bài tập có trong SGK và SBT b. Thầy cô đưa thêm 1 đến 2 bài tập mỗi tuần ngoài bài tập SGK và SBT vào dạy ở lớp c. Thầy cô đưa thêm 1 đến 2 bài tập mỗi tuần ngoài bài tập SGK và SBT vào dạy bồi dưỡng ở trường. d. Thầy cô đưa thêm nhiều hơn hai bài tập khác SGK và SBT vào dạy ở trường e. Thầy cô thường xuyên đưa vào tiết dạy những bài tập ngoài SGK và SBT, kể cả trong 45 phút dạy chính thức f. Thầy cô thường xuyên cập nhật những bài tập hay, mới phù hợp với từng phần kiến thức đã học vào cả dạy chính và dạy bồi dưỡng ở trường.

Câu 2: Theo thầy cô, bài tập sáng tạo (BTST) là:

Đúng

Sai

Các phương án - Bài tập khó, càng khó càng đòi hỏi sự sáng tạo cao, chỉ có những HS giỏi và những học sinh biết sáng tạo mới làm được. - Bài tập có suy luận lôgic phức tạp, đòi hỏi học sinh phải có kiến thức toán học khá, giỏi mới làm được - Bài tập không trực tiếp chỉ dẫn angorit giải, không thể chỉ giải được bằng suy luận lôgic bình thường - Là bài tập được xây dựng nhằm mục đích rèn luyện bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS. Là loại bài tập không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lí, những đại lượng ẩn dấu, điều kiện bài tập không chứa đựng những chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angorit giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng. * Ý kiến khác: ............................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ...........................................................................................................................

Câu 3: Thầy cô đã từng biên soạn hoặc phát triển bài tập SGK hoặc SBT thành những BTST để dạy cho học sinh hay chưa?

Các phương án

Đúng

Sai

- Chưa bao giờ - Không cần thiết, vì chỉ cần chọn một số bài tập khó trong sách tham khảo là đủ. - Đã từng làm, nhưng rất khó và số lượng rất ít không đủ sử dụng. - Có tìm được một số BTST nhưng sử dụng chúng trong dạy học rất mất thời gian, không thể dạy loại bài tập này chỉ trong vòng 45 phút ở lớp được. * Ý kiến khác: ............................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................

Câu 4: Thầy cô đã sử dụng mấy BTST chương “Các định luật bảo toàn” vào dạy học? a. ……… bài / tuần. b. ……… bài / tháng. c. ……… bài /chương.

Câu 5: Thầy cô hãy sắp xếp theo mức độ ảnh hưởng giảm dần các nguyên nhân dẫn đến việc dạy học ít sử dụng BTST trong dạy học vật lí.

Các nguyên nhân

Mức độ

- Không phải BTST nào cũng có thể dạy cho HS trong vòng 45 phút trên lớp - SGK và SBT và kể cả sách tham khảo có rất ít BTST để GV có thể sử dụng. - Xây dựng BTST khá khó, mất rất nhiều thời gian. - Kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS bằng trắc nghiệm khách quan chưa khuyến khích HS học tập sáng tạo. - Nội dung kiến thức trong một bài học quá nhiều, rất khó đưa thêm BTST vào các tiết dạy lí thuyết trên lớp. - GV vẫn dạy HS như cách dạy truyền thống, tuy có đổi mới đôi chút không cần nhiều thời gian và công sức để chuẩn bị. - BTST chỉ dạy được cho HS khá giỏi, HS ở các lớp chuyên chọn mà thôi, không phù hợp với những HS có năng lực trung bình. Xin quý thầy cô chọn đáp án đúng nhất cho các câu hỏi từ 6 đến 12: Câu 6: Thầy cô có cho HS tiến hành thí nghiệm (TN) ở các tiết thực hành TN có trong SGK hay không :

a. Không, vì thiết bị TN chưa đủ, chưa đảm bảo yêu cầu cho việc TN. b. Không, vì không có thời gian, vì kiến thức trong một bài rất nhiều nên các tiết thực hành thường dùng để dạy các bài học lí thuyết và bài học bài tập. c. Có nhưng rất ít d. Có, đều thực hành theo quy định

Câu 7: Thầy cô có sử dụng Bài tập thí nghiệm (BTTN) vào dạy học hay không?

a. Không, vì sử dụng BTTN vừa phức tạp vừa mất thời gian b. Không, vì thiết bị ở trường rất hạn chế cả về số lượng lẫn chất lượng. c. Không, vì số lượng BTTN trong các tài liệu tham khảo rất ít. d. Chỉ sử dụng khi bồi dưỡng HS giỏi e. Thời gian học trên lớp thì có hạn, nếu giao nhiệm vụ về nhà cho các em thì thời gian các em đi học thêm nhiều nên không thể hoàn thành nhiệm vụ được giao một cách tốt nhất.

Câu 8: Sử dụng BTTN mang lại lợi ích nào sau đây?

a. Làm tăng tích tích cực, tự lực giải quyết vấn đề của học sinh b. Rèn luyện khả năng đề xuất phương án giải bài tập hoặc phương án TN để kiểm tra dự đoán c. Rèn luyện khả năng giải quyết vấn đề (giải bài tập hoặc làm TN) d. Rèn luyện khả năng phân tích, tổng hợp, đánh giá và lựa chọn phương án giải quyết vấn đề tối ưu. e. Tất cả các phương án trên.

b. Thỉnh thoảng c. Ít khi

d. Không bao giờ

e. Nhiều hơn 4 bài.

c. 3 bài d. 4 bài

b. 2 bài

Câu 9: Ngoài những tiết thực hành theo quy định của Bộ GD & ĐT, Thầy cô có sử dụng BTTN cho chương “Các định luật bảo toàn” vào dạy học không? a. Thường xuyên Câu 10: Thầy cô đã dạy mấy BTTN trong chương “Các định luật bảo toàn” – chương trình Vật lí 10 - THPT. a. 1 bài Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm đóng góp ý kiến của quý thầy cô.

Phụ lục 1b

Câu

Kết quả tìm hiểu thực trạng dạy bài tập vật lí ở trường THPT

Nội dung khảo sát

Tỉ lệ

Số lượng

1 4,8%

5 23,8%

1

3 14,3%

Thầy cô chọn phương án mà mình thường

a. Thầy cô chỉ dạy cho học sinh những bài tập có trong SGK và SBT b. Thầy cô đưa thêm 1 đến 2 bài tập mỗi tuần ngoài bài tập SGK và SBT vào dạy ở lớp c. Thầy cô đưa thêm 1 đến 2 bài tập mỗi tuần ngoài bài tập SGK và SBT vào dạy bồi dưỡng ở trường.

làm:

7 33,3%

4 19%

1 4,8%

3 14,3%

6 28,6%

7 33,3%

2

Theo thầy cô, bài tập sáng tạo (BTST) là:

5 23,8%

d. Thầy cô đưa thêm nhiều hơn hai bài tập khác SGK và SBT vào dạy ở trường e. Thầy cô thường xuyên đưa vào tiết dạy những bài tập ngoài SGK và SBT, kể cả trong 45 phút dạy chính thức f. Thầy cô thường xuyên cập nhật những bài tập hay, mới phù hợp với từng phần kiến thức đã học vào cả dạy chính và dạy bồi dưỡng ở trường. - Bài tập khó, càng khó càng đòi hỏi sự sáng tạo cao, chỉ có những HS giỏi và những học sinh biết sáng tạo mới làm được. - Bài tập có suy luận lôgic phức tạp, đòi hỏi học sinh phải có kiến thức toán học khá, giỏi mới làm được - Bài tập không trực tiếp chỉ dẫn angorit giải, không thể chỉ giải được bằng suy luận lôgic bình thường - Là bài tập được xây dựng nhằm mục đích rèn luyện bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo cho HS. Là loại bài tập không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lí, những đại lượng ẩn dấu, điều kiện bài tập không chứa đựng những chỉ dẫn trực tiếp và gián tiếp về angorit giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng.

- Ý kiến khác.

0 4

0% 19,05%

6 28,6%

4 19,05%

3

7 33,3

Thầy cô đã từng biên soạn hoặc phát triển bài tập SGK hoặc SBT thành những BTST để dạy cho học sinh hay chưa?

- Chưa bao giờ - Không cần thiết, vì chỉ cần chọn một số bài tập khó trong sách tham khảo là đủ. - Đã từng làm, nhưng rất khó và số lượng rất ít không đủ sử dụng. - Có tìm được một số BTST nhưng sử dụng chúng trong dạy học rất mất thời gian, không thể dạy loại bài tập này chỉ trong vòng 45 phút ở lớp được. Ý kiến khác

0 0%

4

Thầy cô đã sử dụng mấy BTST chương “Các định luật bảo toàn” vào dạy học?

Trung bình khoảng 4 bài 5 6

0 0

2 5

1 3

Các nguyên nhân - Không phải BTST nào cũng có thể dạy cho HS trong vòng 45 phút trên lớp - SGK và SBT và kể cả sách tham khảo có rất ít BTST để GV có thể sử dụng. - Xây dựng BTST khá khó, mất rất nhiều thời gian.

0 9

5

4 0

Thầy cô hãy sắp xếp theo mức độ ảnh hưởng giảm dần các nguyên nhân dẫn đến việc dạy học ít sử dụng BTST trong dạy học vật lí.

9 4

- Kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS bằng trắc nghiệm khách quan chưa khuyến khích HS học tập sáng tạo. - Nội dung kiến thức trong một bài học quá nhiều, rất khó đưa thêm BTST vào các tiết dạy lí thuyết trên lớp. - GV vẫn dạy HS như cách dạy truyền thống, tuy có đổi mới đôi chút không cần nhiều thời gian và công sức để chuẩn bị.

5 0

6

0 0%

Thầy cô có cho HS tiến hành thí nghiệm (TN) ở

1 4,8%

- BTST chỉ dạy được cho HS khá giỏi, HS ở các lớp chuyên chọn mà thôi, không phù hợp với những HS có năng lực trung bình. a. Không, vì thiết bị TN chưa đủ, chưa đảm bảo yêu cầu cho việc TN. b. Không, vì không có thời gian, vì kiến thức trong 27

tiết

một bài rất nhiều nên các tiết thực hành thường dùng để dạy các bài học lí thuyết và bài học bài tập. c. Có nhưng rất ít

3 14,3%

thực các có hành TN trong SGK hay không :

d. Có, đều thực hành theo quy định

17 80,9%

3 14,29%

8 38,1%

5

7

2 23,8% 9,52%

3 14,29%

Thầy cô có sử dụng Bài tập thí nghiệm (BTTN) vào dạy học hay không?

1 4,76%

2 9,52%

8

2 9,52%

lại ích sau

3 14,3%

Sử dụng BTTN mang lợi nào đây?

a. Không, vì sử dụng BTTN vừa phức tạp vừa mất thời gian b. Không, vì thiết bị ở trường rất hạn chế cả về số lượng lẫn chất lượng. c. Không, vì số lượng BTTN trong các tài liệu tham khảo rất ít. d. Chỉ sử dụng khi bồi dưỡng HS giỏi e. Thời gian học trên lớp thì có hạn, nếu giao nhiệm vụ về nhà cho các em thì thời gian các em đi học thêm nhiều nên không thể hoàn thành nhiệm vụ được giao một cách tốt nhất. a. Làm tăng tích tích cực, tự lực giải quyết vấn đề của học sinh b. Rèn luyện khả năng đề xuất phương án giải bài tập hoặc phương án TN để kiểm tra dự đoán c. Rèn luyện khả năng giải quyết vấn đề (giải bài tập hoặc làm TN) d. Rèn luyện khả năng phân tích, tổng hợp, đánh giá và lựa chọn phương án giải quyết vấn đề tối ưu. e. Tất cả các phương án trên.

9

Ngoài những tiết thực hành theo quy định của Bộ GD & ĐT, Thầy cô có sử dụng BTTN cho chương “Các định luật bảo toàn” vào dạy học không?

10

Thầy cô đã dạy mấy BTTN trong chương “Các định luật bảo toàn” – chương trình Vật lí 10 – THPT.

a. Thường xuyên b. Thỉnh thoảng c. Ít khi d. Không bao giờ a. 1 bài b. 2 bài c. 3 bài d. 4 bài e. Nhiều hơn 4 bài.

13 0 1 4 16 4 5 9 2 1

61,9% 0% 4,76% 19,04% 76,2% 19,04% 23,8% 42,88% 9,52% 4,76%

Phụ lục 1c

Mẫu phiếu điều tra thực trạng học bài tập vật lí ở trường THPT PHIẾU THĂM DÒ Ý KIẾN HỌC SINH

A. Rất khó hiểu.

C. Vừa sức.

D. Dễ

Câu 1: Các bài tập mà giáo viên đưa ra các em cảm thấy: B. Hơi khó hiểu. Câu 2: Thời gian dành để giải bài tập như thế nào?

A. Chiếm quá nhiều thời gian, khộng còn thời gian để dành cho môn học khác. B. Chiếm nhiều thời gian, nhưng có thể xắp xếp được. C. Không cần nhiều thời gian.

Câu 3: Chi phí cho việc giải bài tập như thế nào?

A. Rất tốn kém B. Không tốn kém lắm vì có thể tận dụng các đồ vật đã qua sử dụng hoặc tận dụng phế liệu, phế

thải.

C. Không hề tốn kém vì chỉ cần vạch ra phương hướng giải thôi, không cần phải làm thực hành thí

nghiệm.

Không

B. Bình thường, cũng như bài tập giáo khoa. C. Không thích

Câu 4: Em có thấy hứng thú khi làm bài tập không? A. Rất thích Câu 5: Lợi ích của việc giải bài tập Vật lí.

Không

A. Giúp em hiểu kiến thức Vật lí một cách sâu sắc hơn. B. Giúp em nắm vững các giải bài tập Vật lí hơn. C. Giúp em cảm thấy môn Vật lí gần gũi và rất bổ ích.

Không

Có Có Có Có

D. Giúp em gắn kết được kiến thức đã học với thực tế đời sống và khoa học kĩ thuật

Câu 6: Theo em, bài tập sáng tạo (BTST) nên đưa vào thời gian nào sau đây?

A. Tiết học luyện tập giải bài tập. B. Tiết học ôn tập kiến thức. C. Tiết học bồi dưỡng học sinh khá, giỏi. D. Buổi sinh hoạt CLB vật lí (hoạt động ngoại khóa). E. Đề thi học sinh giỏi của trường.

Câu 7: Giải BTST Vật lí có giúp em suy nghĩ định hướng và hành động có hiệu quả hơn không?

A. Giúp ích rất nhiều. B. Có, nhưng chưa nhiều. C. Không giúp ích gì.

Có Không Có Không Có Không

A. Có.

B. Không.

Câu 8: Các em có thích được làm thêm nhiều BTST ở những môn học khác không?

C. Không có ý kiến Câu 9: Em có thể nêu ý kiến của mình về quá trình giải BTST Vật lí: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm đóng góp ý kiến của các em.

Phụ lục 1d

Kết quả thăm dò ý kiến học sinh

Câu hỏi

Các phương án

Tỉ lệ %

A. Rất khó hiểu.

Số HS chọn 3

6,7

B. Hơi khó hiểu.

15,6

C. Vừa sức.

55,6

Câu 1: Các bài tập mà giáo viên đưa ra các em cảm thấy:

22,1

13,3

Câu 2: Thời gian dành để giải bài tập như thế nào?

D. Dễ D. Chiếm quá nhiều thời gian, khộng còn thời gian để dành cho môn học khác. E. Chiếm nhiều thời gian, nhưng có thể xắp xếp được. F. Không cần nhiều thời gian.

11,7

A. Rất tốn kém

4,4

62,3

B. Không tốn kém lắm vì có thể tận dụng các đồ vật đã qua sử dụng hoặc tận dụng phế liệu, phế thải.

Câu 3: Chi phí cho việc giải bài tập như thế nào?

33,3

B. Không hề tốn kém vì chỉ cần vạch ra phương hướng giải thôi, không cần phải làm thực hành thí nghiệm.

A. Rất thích

84,4

B. Bình thường, cũng như bài tập giáo khoa.

15,6

Câu 4: Em có thấy hứng thú khi làm bài tập không?

86,7

Câu 5: Lợi ích của việc giải bài tập Vật lí.

91,1

C. Không thích A. Giúp em hiểu kiến thức Vật lí một cách sâu sắc hơn. B. Giúp em nắm vững cách giải bài tập Vật lí hơn.

95,6

C. Giúp em cảm thấy môn Vật lí gần gũi và rất bổ ích. Giúp em gắn kết được kiến thức đã học với thực tế đời sống và khoa học kĩ thuật

A. Tiết học luyện tập giải bài tập.

8,9

B. Tiết học ôn tập kiến thức.

24,4

C. Tiết học bồi dưỡng học sinh khá, giỏi.

Câu 6: Theo em, BTST nên đưa vào thời gian nào sau đây?

28,9

D. Buổi sinh hoạt CLB vật lí (hoạt động ngoại khóa). E. Đề thi học sinh giỏi của trường.

17,8

A. Giúp ích rất nhiều.

57,8

B. Có, nhưng chưa nhiều.

35,6

C. Không giúp ích gì.

6,6

Câu 7: Vận dụng các NTST để giải BTST Vật lí có giúp em suy nghĩ định hướng và hành động có hiệu quả hơn không?

A. Có.

93,3

B. Không

2,2

C. Không có ý kiến

4,5

Câu 8: Các em có thích được làm thêm nhiều BTST ở những môn học khác không? 2 Câu 9: Em có thể nêu ý kiến của mình về quá trình giải BTST khi học bộ môn Vật lí: Đa số HS đều có hứng thú với BTST và rất mong muốn được làm nhiều BTST dạng thực hành chế tạo và thực hành thí nghiệm. Các em rất thích có được thầy, cô tổ chức nhiều hoạt động ngoại khóa hơn nữa. Phụ lục 2a Giáo án 1: Tiết 50: BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

CÔNG VÀ CÔNG SUẤT

A. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức

 Ôn lại kiến thức đã học về:

+ Động lượng, ĐLBT động lượng, chuyển động bằng phản lực. + Dạng khác của định luật 2 Niutơn + Công, công suất. 2. Kĩ năng

 Tính được động lượng của hệ vật.  Vận dụng được ĐLBT động lượng và định luật 2 Niutơn dạng khác để giải các bài tập định tính và định lượng.  Vận dụng các công thức tính công, công suất để giải các bài tập định tính cũng như định lượng.

B. Ý tưởng sư phạm

Thông qua việc hướng dẫn học sinh giải các BTST áp dụng ĐLBT động lượng, bồi dưỡng một cách gián tiếp cho học sinh cách vận dụng một số NTST của TRIZ như: linh động, đảo ngược, quan hệ phản hồi, dự phòng, lấy rẻ thay cho đắt, tự phục vụ… để dẫn dắt học sinh tự vận dụng kiến thức Vật lí vào việc giải sáng tạo các bài tập, chế tạo, cũng như giải thích được các hiện tượng, những ứng dụng trong đời sống kĩ thuật.

C. Chuẩn bị:

1. Giáo viên:

- Nội dung có liên quan đến bài học: các BTST 5, 6, 7, 8 về các ĐLBT động lượng và hệ thống

câu hỏi định hướng tư duy .

- Giáo án, các phiếu học tập (Nội dung phiếu học tập xem ở phụ lục… ) và tài liệu.

2. Học sinh: - Ôn tập nội dung các ĐLBT, làm các bài tập giáo khoa được giao.

D. Tổ chức các hoạt động dạy học:

* Hoạt động 1: (12 phút) Hệ thống hóa nội dung ĐLBT động lượng, công và công suất

Hoạt động của học sinh

Trợ giúp của giáo viên

- Làm theo yêu cầu của phiếu học tập số 1. - Thảo luận và kiểm tra giữa các nhóm. - Báo cáo việc thực hiện của nhóm.

- Chia lớp học thành nhóm 4 nhóm - Phát phiếu học tập số 1 cho mỗi nhóm học sinh. - Hướng dẫn học sinh thực hiện. - Nhận xét và chốt lại vấn đề.

Nội dung

* Hoạt động 2: (15 phút) Giải BTLT Trợ giúp của giáo Hoạt động của viên học sinh Đọc nội dung đề Lắng nghe đề bài, bài, định hướng tư phân tích đề. duy cho học sinh. Một học sinh trả Gọi học sinh nào lời. xung phong trả lời Số còn lại lắng bài tập này. nghe, cho nhận Hướng dẫn học xét. sinh theo dõi phần Đại diện học sinh trả lời của bạn và nhận xét bài giải, mỗi cá nhân cho sửa lại chỗ sai nhận xét. sót. Kết luận.

Bài 1: a. Một người chèo thuyền ngược dòng sông, do nước chảy xiết nên thuyền không tiến lên được so với bờ sông. Người đó có thực hiện công nào không? b. Giải thích tác dụng của hộp số (hộp vận tốc)? Giải: a. Nếu chọn hệ quy chiếu gắn với bờ sông thì người đó không thực hiện công. Nếu chọn hệ quy chiếu gắn với dòng nước thì người đó có thực hiện công. b. Hộp số có các bánh răng có các số răng khác nhau, truyền lực từ động cơ đến trục của bánh xe phát động. Khi ôtô lên dốc, cần tác dụng lực lớn lên trục, người lái xe sẽ điều chỉnh hộp số để một vòng quay của động cơ sẽ làm cho trục quay với số vòng quay nhỏ hơn (trục có vận tốc nhỏ hơn) Bài 2: BTXP 6 (Xem đề bài trang 47 của luận văn) Giải: Coi hệ đạn + khẩu đại bác là một hệ kín, áp dụng ĐLBT động lượng:

hay:

Lắng nghe đề bài, phân tích đề. Một học sinh trả lời. Số còn lại lắng nghe, cho nhận xét.

Dấu trừ cho thấy: khẩu đại bác sẽ bị chuyển động ngược chiều với viên đạn (giật lùi). Chuyển động đó gọi là chuyển động bằng phản lực.

Bài 3: BTXP 5 (Xem đề bài trang 45 của luận văn) Giải: - Chọn hệ quy chiếu gắn với bờ, hệ thuyền và người là hệ kín.

là vận tốc của thuyền đối với bờ;

là vận tốc của

- Gọi người đối với thuyền. Áp dụng ĐLBT động lượng cho hệ người và thuyền:

Vận tốc của thuyền so với bờ là:

Ghi nội dung đề bài vào tập vở. Tóm tắt đề. Một học sinh lên bảng làm. Số còn lại tự làm vào nháp. Đại diện học sinh nhận xét bài giải, sủa lại chỗ sai sót.

Đọc nội dung đề bài. Gọi học sinh nào xung phong trả lời bài tập này. Hướng dẫn học sinh theo dõi phần trả lời của bạn và mỗi cá nhân cho nhận xét. Ghi nội dung đề bài lên bảng, gọi học sinh nào xung phong lên bảng. Số còn lại yêu cầu tự giác làm bài tập này. Hướng dẫn học sinh theo dõi bài giải trên bảng với bài giải mỗi cá nhân và cho nhận xét. Kết luận.

(Dấu trừ cho thấy thuyền luôn chuyển động ngược chiều với người) Thời gian người bước đi trên thuyền cũng là thời gian thuyền di chuyển. Khi người đi hết chiều dài thuyền l thì thuyền dịch chuyển được độ dời s.

Mũi thuyền không thể cập bờ.

* Hoạt động 3: (15 phút) Giải BTST

Hoạt động của

Trợ giúp của

Nội dung

Bài 4: BTST 6 (Xem đề bài trang 46 của luận văn) Giải: Khi người bước đi trên thuyền, thuyền sẽ chuyển động về phía sau (do phản lực). Từ độ dời của thuyền khi người bước là:

Ta sẽ tính được khối lượng của thuyền:

giáo viên Ghi nội dung đề bài lên bảng. - Câu hỏi 1: Bài tập này tương tự với bài tập nào? - Câu hỏi 2: Bài tương tự đó có thể áp dụng vào việc giải bài tập này không? - Câu hỏi 3: Để cân một vật thông thường người ta làm cách nào? Ngoài cách đo trực tiếp ra người ta còn đo bằng cách nào khác nếu không có một chiếc cân? - Câu hỏi 4: Sử dụng sợi dây như thế nào để đo được khối lượng của thuyền?

học sinh Ghi nội dung đề bài vào tập vở, nghe giáo viên hướng dẫn - Bài tập 3 - Vận dụng biểu thức cuối cùng thu được, rút ra khối lượng của thuyền. - Dùng cái cân để cân, đo gián tiếp thông qua một số đại lượng khác. Ở đây có thể đo khối lượng của thuyền nhờ vào việc đo chiều dài thuyền, đo độ dịch chuyển của thuyền khi người bước từ mũi tới lái nhờ sợi dây có sẵn và gang tay.

Khối lượng của người đã biết, tỉ số giữa chiều dài của thuyền và độ dời của thuyền có thể dùng sợi dây ước lượng được bằng cách đo gang tay (mỗi gang tay dài cỡ 20cm) nên sẽ “cân” được chiếc thuyền. Bài 5: (Bài tập về nhà) BTST 7 (Xem đề bài trang 48 của luận văn) Giải:

Dùng chiếc chai nhựa (miệng chai đã mài hết các vòng gien, đổ nước vào (khoảng 1/3 chai) và đậy nút chai thật kín (không xoáy), nút chai có khoan lỗ nhỏ gắn 1 van 1chiều (van xe đạp). Đặt đáy chai chếch lên cao (800 so với phương thẳng đứng), miệng chai hướng xuống. Dùng bơm xe đạp bơm hơi vào trong chai, khi áp suất trong chai đủ lớn, đẩy nút chai bật ra, nước phụt về sau tạo phản lực đẩy chai phóng lên cao.

Đọc đề bài. - Chuyển động bằng phản lực. - Khí và chất lỏng. - Xác định các dụng cụ và vật liệu cần thiết, dùng cho việc chế tạo. - Tự phân nhóm theo địa bàn sinh sống để về nghiên cứu, chế tạo tên lửa nước.

Giáo viên đọc đề và đặt các câu hỏi định hướng tư duy: - Câu 1: Quan sát quá trình phóng tên lửa, tên lửa được phóng lên không trung dựa trên nguyên tắc nào? - Câu 2: Trong trường hợp đơn giản, ta có thể thay thế nhiên liệu đốt trong khoang tên lửa để phụt khói bằng cách nào? - Câu 3: Tại sao lại dùng nước, bơm hơi để thay thế cho việc phụt khói? - Câu 4: Các bộ phận chính của tên lửa nước gồm những gì? - Câu 5: Có thể sử dụng những vật liệu sẵn có, vật liệu phế thải nào để chế tạo? Yêu cầu học sinh về nhà thực hiện chế tạo theo nhóm và sẽ thực hành báo cáo bắn thử

* Hoạt động 4: (6 phút) Tổng kết bài học - dặn dò - Những lưu ý khi giải bài tập vận dụng các ĐLBT: Điều kiện để áp dụng ĐLBT động lượng, đổi đơn vị cho đúng. - Ôn bài và làm các bài tập trong sách bài tập. - Tìm hiểu và chế tạo tên lửa nước. Sẽ tổ chức thi bắn tên lủa nước giữa các nhóm.

Phụ lục 2b: Một số bài kiểm tra

Phụ lục 2c: Báo cáo thực hành

NGƯỜI THỰC HIỆN

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

BM04-NXĐGSKKN

SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Trường THPT Tam Phước Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

––––––––––– ––––––––––––––––––––––––

Biên Hòa, ngày tháng năm

PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Năm học: 2014 - 2015

–––––––––––––––––

Tên sáng kiến kinh nghiệm: VẬN DỤNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRIZ XÂY DỰNG BÀI TẬP SÁNG TẠO CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10

Họ và tên tác giả: Chu Thị Thanh Tâm Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị: Trường THPT Tam Phước

Lĩnh vực: (Đánh dấu X vào các ô tương ứng, ghi rõ tên bộ môn hoặc lĩnh vực khác)

- Quản lý giáo dục 

- Phương pháp dạy học bộ môn: ............................... 

- Phương pháp giáo dục 

- Lĩnh vực khác: ........................................................ 

Sáng kiến kinh nghiệm đã được triển khai áp dụng: Tại đơn vị  Trong Ngành 

1. Tính mới (Đánh dấu X vào 1 trong 3 ô dưới đây)

- Đề ra giải pháp thay thế hoàn toàn mới, bảo đảm tính khoa học, đúng đắn 

- Đề ra giải pháp thay thế một phần giải pháp đã có, bảo đảm tính khoa học, đúng đắn 

- Giải pháp mới gần đây đã áp dụng ở đơn vị khác nhưng chưa từng áp dụng ở đơn vị mình, nay tác giả tổ chức thực hiện và có hiệu quả cho đơn vị 

2. Hiệu quả (Đánh dấu X vào 1 trong 5 ô dưới đây)

- Giải pháp thay thế hoàn toàn mới, đã được thực hiện trong toàn ngành có hiệu quả cao 

- Giải pháp thay thế một phần giải pháp đã có, đã được thực hiện trong toàn ngành có hiệu quả cao 

- Giải pháp thay thế hoàn toàn mới, đã được thực hiện tại đơn vị có hiệu quả cao 

- Giải pháp thay thế một phần giải pháp đã có, đã được thực hiện tại đơn vị có

hiệu quả 

- Giải pháp mới gần đây đã áp dụng ở đơn vị khác nhưng chưa từng áp dụng ở

đơn vị mình, nay tác giả tổ chức thực hiện và có hiệu quả cho đơn vị 

3. Khả năng áp dụng (Đánh dấu X vào 1 trong 3 ô mỗi dòng dưới đây)

- Cung cấp được các luận cứ khoa học cho việc hoạch định đường lối, chính

sách:

Trong Tổ/Phòng/Ban  Trong cơ quan, đơn vị, cơ sở GD&ĐT  Trong ngành 

- Đưa ra các giải pháp khuyến nghị có khả năng ứng dụng thực tiễn, dễ thực hiện và dễ đi vào cuộc sống: Trong Tổ/Phòng/Ban  Trong cơ quan, đơn vị, cơ sở GD&ĐT  Trong ngành 

- Đã được áp dụng trong thực tế đạt hiệu quả hoặc có khả năng áp dụng đạt hiệu quả trong phạm vi rộng: Trong Tổ/Phòng/Ban  Trong cơ quan, đơn vị, cơ sở GD&ĐT  Trong ngành 

Xếp loại chung: Xuất sắc  Khá  Đạt  Không xếp loại 

Tôi xin cam kết và chịu trách nhiệm không sao chép tài liệu của người khác

hoặc sao chép lại nội dung sáng kiến kinh nghiệm cũ của mình.

THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

NGƯỜI THỰC HIỆN SKKN XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUYÊN MÔN (Ký tên, ghi rõ

(Ký tên và ghi rõ họ tên) (Ký tên và ghi rõ họ tên) họ tên và đóng dấu)