lựa chọn hệ thống bài tập, hướng dẫn giải và giải bài tập vật lý (chương “dòng điện xoay chiều” lớp

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA VẬT LÝ

X W

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

(Khóa 31, niên khóa 2005 - 2010)

ĐỀ TÀI:

LỰA CHỌN HỆ THỐNG BÀI TẬP, HƯỚNG

DẪN GIẢI VÀ GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ

(CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”

LỚP 12 - CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO)

GVHD: ThS. Thầy Lê Ngọc Vân

SVTH : Tạ Khánh Quỳnh

Lớp : Lý 5 Bình Thuận

TP. Hồ Chí Minh Tháng 5 / 2010

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Luận văn “Lựa chọn hệ thống bài tập, hướng dẫn giải và giải bài tập vật lý

(Chương “Dòng điện xoay chiều” – Lớp 12 Chương trình nâng cao)” được viết

trên tinh thần nhằm giúp học sinh có những hiểu biết đầy đủ về phương pháp giải

các dạng bài tập vật lý “Dòng điện xoay chiều” lớp 12, trên cơ sở đó rèn luyện

được kĩ năng giải các dạng bài tập này.

Nội dung luận văn này được viết theo chủ đề, dạng toán cụ thể, bám sát nội

dung của sách giáo khoa vật lý lớp 12 nâng cao, gồm các mục chính sau:

Mục “Tóm tắt lý thuyết” tóm tắt các kiến thức cần thiết để giải các bài tập

dòng điện xoay chiều.

Mục “Các dạng bài tập và phương pháp giải” gồm hai phần:

- Bài tập định tính: giới thiệu một số bài tập định tính, đưa ra các câu hỏi

gợi ý hướng dẫn học sinh giải các bài đó.

- Bài tập định lượng: giới thiệu các dạng bài tập định lượng thường gặp,

phương pháp giải các dạng bài tập này, kèm theo một số bài tập từ căn

bản đến nâng cao và hướng dẫn học sinh giải đối với từng bài.

Mục “Một số bài tập trắc nghiệm rèn luyện” giới thiệu một số bài tập trắc

nghiệm bao quát nội dung các kiến thức trong từng chủ đề, từng dạng để giúp

học sinh rèn luyện thêm, đồng thời có đáp án và hướng dẫn lời giải ngắn gọn

để học sinh có thể tham khảo.

Các bài tập được trình bày trong luận văn đều có phương pháp giải và

hướng dẫn giải cụ thể từ đó có thể giúp học sinh giải được các bài tập tương tự,

rèn luyện kĩ năng giải bài tập, phát triển năng lực tự làm việc của học sinh.

Để được làm khóa luận này, em xin chân thành cám ơn toàn thể quý thầy cô

Khoa Vật Lý – Trường Đại Học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh đã tận tình dạy dỗ

em trong suốt 5 năm học vừa qua. Và để hoàn thành luận văn này, em kính gởi

lời cám ơn chân thành, sâu sắc đến thầy Lê Ngọc Vân, người đã tận tình hướng

dẫn, chỉ bảo, sửa chữa những sai sót mà em mắc phải trong quá trình làm luận

văn này. Đồng thời, em xin cám ơn các bạn trong lớp Lý Bình Thuận niên khóa

2005 – 2010, đã đóng góp ý kiến, giúp đỡ em về tài liệu để em có thể hoàn thành

đề tài này đúng thời hạn.

Mặc dù đã đầu tư công sức, cố gắng và cẩn thận, nhưng do điều kiện về thời

gian, hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm về phương pháp giảng dạy thực tế

chưa nhiều nên chắc chắn luận văn này vẫn còn nhiều thiếu sót. Em kính mong

nhận được những ý kiến đóng góp chân tình của quý thầy cô và các bạn để đề tài

được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cám ơn!

Trang 6

PHẦN MỞ ĐẦU

I. Lý do chọn đề tài:

Dòng điện xoay chiều là một dao động điện từ cưỡng bức, đổi chiều liên tục

hằng trăm lần trong một giây, làm từ trường do nó sinh ra cũng thay đổi theo.

Chính điều đó đã làm cho dòng điện xoay chiều có một số tác dụng to lớn mà

dòng điện một chiều không có. Do đó mà dòng điện xoay chiều được ứng dụng

rộng rãi trong thực tế cuộc sống.

Chương “Dòng điện xoay chiều” là một trong những chương quan trong

của chương trình vật lý 12. Việc nắm vững kiến thức, vận dụng kiến thức để giải

các bài tập định tính, bài tập định lượng của chương này đối với học sinh thật

không dễ dàng. Chính vì vậy, đề tài “Lựa chọn hệ thống bài tập, hướng dẫn giải

và giải bài tập vật lý (chương “Dòng điện xoay chiều” lớp 12 chương trình nâng

cao) sẽ giúp học sinh có một hệ thống bài tập, có phương pháp giải cụ thể của

từng dạng với hướng dẫn giải chi tiết từng bài, từ đó giúp học sinh có thể hiểu rõ

hơn về chương dòng điện xoay chiều. Đồng thời thông qua việc giải bài tập, học

sinh có thể được rèn luyện về kĩ năng giải bài tập, phát triển tư duy sáng tạo và

năng lực tự làm việc của bản thân.

II. Mục đích nghiên cứu:

Xây dựng hệ thống bài tập, hướng dẫn phương pháp giải các dạng bài tập

của chương “Dòng điện xoay chiều”. Từ đó vạch ra tiến trình hướng dẫn hoạt

động dạy học (gồm hoạt động của giáo viên và hoạt động của học sinh) nhằm

giúp học sinh nắm vững kiến thức về chương này, trên cơ sở đó học sinh có thể

tự lực vận dụng kiến thức để giải các bài tập cùng dạng theo phương pháp đã đưa

ra.

III. Nhiệm vụ nghiên cứu:

1. Nghiên cứu lý luận dạy học về bài tập vật lý để vận dụng vào hoạt động

dạy học.

2. Nghiên cứu nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” chương trình sách

giáo khoa vật lý 12 nâng cao nhằm xác định nội dung kiến thức cơ bản học

sinh cần nắm vững và các kĩ năng giải bài tập cơ bản học sinh cần rèn

luyện.

3. Soạn thảo hệ thống bài tập của chương này, đưa ra phương pháp giải theo

từng dạng, đề xuất tiến trình hướng dẫn học sinh giải bài tập trong hệ

thống bài tập này.

IV. Phương pháp nghiên cứu:

1. Nghiên cứu lý luận về dạy học bài tập vật lý.

2. Nghiên cứu chương trình vật lý trung học phổ thông: bao gồm sách giáo

khoa vật lý 12, sách bài tập, một số sách tham khảo vật lý 12 về phần dòng

điện xoay chiều.

Trang 7

3. Lựa chọn các dạng bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham

khảo phù hợp với nội dung, kiến thức của chương.

V. Giới hạn nghiên cứu:

1. Do hạn chế về thời gian, kiến thức và phương pháp giảng dạy thực tế nên

hệ thống bài tập được lựa chọn còn mang tính chủ quan và chưa thật sự

phong phú, nhất là phần bài tập định tính.

2. Do chưa có kinh nghiệm về phương pháp giảng dạy nên tiến trình hướng

dẫn học sinh giải có thể vẫn chưa hay.

3. Vật lý học là khoa học thực nghiệm, tuy nhiên trong đề tài vẫn chưa thể

đưa ra các bài tập thực nghiệm, cũng như chưa thực hiện được phần thực

nghiệm sư phạm.

Trang 8

PHẦN LÝ LUẬN CHUNG

LÝ LUẬN CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY BÀI TẬP

VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Chúng ta đang sống trong sống trong thời đại của sự bùng nổ tri thức khoa học

và công nghệ. Xã hội mới phồn vinh ở thế kỉ 21 phải là một xã hội dựa vào tri

thức, vào tư duy sáng tạo, vào tài năng sáng chế của con người. Trong xã hội biến

đổi nhanh chóng như hiện nay, người lao động cũng phải biết luôn tìm tòi kiến

thức mới và trau dồi năng lực của mình cho phù hợp với sự phát triển của khoa học

và kĩ thuật. Lúc đó người lao động phải có khả năng tự định hướng và tự học để

thích ứng với đòi hỏi mới của xã hội. Chính vì vậy, mục đích giáo dục hiện nay ở

nước ta và trên thế giới không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ cho học sinh những

kiến thức, kĩ năng loài người đã tích lũy được trước đây, mà còn đặc biệt quan tâm

đến việc bồi dưỡng cho họ năng lực sáng tạo ra những tri thức mới, phương pháp

mới, cách giải quyết vấn đề mới sao cho phù hợp.

Rèn luyện năng lực tự suy nghĩ và truyền thụ kiến thức cho học sinh là vấn đề

quan trọng trong dạy học nói chung và dạy học môn Vật lý nói riêng. Để việc dạy

và học đạt kết quả cao thì người giáo viên phải biết phát huy tính tích cực của học

sinh, chọn lựa phương thức tổ chức hoạt động, cách tác động phù hợp giúp học

sinh vừa học tập, vừa phát triển nhận thức. Việc giải bài tập Vật lý không những

nhằm mục đích giải toán, mà nó còn có ý nghĩa to lớn trong việc rèn luyện cho học

sinh khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng tính toán, suy luận logic để giải quyết

những vấn đề trong thực tế cuộc sống. Trong quá trình dạy học bài tập vật lý, vai

trò tự học của học sinh là rất cần thiết. Để giúp học sinh khả năng tự học, người

giáo viên phải biết lựa chọn bài tập sao cho phù hợp, sắp xếp chúng một cách có hệ

thống từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp và hướng dẫn cho học sinh cách giải

để tìm ra được bản chất vật lý của bài toán vật lý.

I. Những cơ sở lý luận của hoạt động giải bài tập vật lý phổ thông

1. Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập:

- Quá trình giải một bài tập vật lý là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán,

xem xét hiện tượng vật lý đề cập, dựa vào kiến thức vật lý để tìm ra những cái

chưa biết trên cơ sở những cái đã biết. Thông qua hoạt động giải bài tập, học sinh

không những củng cố lý thuyết và tìm ra lời giải một cách chính xác, mà còn

hướng cho học sinh cách suy nghĩ, lập luận để hiểu rõ bản chất của vấn đề, và có

cái nhìn đúng đắn khoa học. Vì thế, mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật lý là

làm cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lý, biết phân tích và ứng

dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kĩ thuật và cuối cùng là phát

triển được năng lực tư duy, năng lực tư giải quyết vấn đề.

- Muốn giải được bài tập vật lý, học sinh phải biết vận dụng các thao tác tư

duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa…để xác định được bản chất vật lý.

Vận dụng kiến thức vật lý để giải quyết các nhiệm vụ học tập và những vấn đề

Trang 9

thực tế của đời sống chính là thước đo mức độ hiểu biết của học sinh. Vì vậy, việc

giải bài tập vật lý là phương tiện kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh.

2. Tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý:

2.1. Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm được cái chung, cái khái

quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng. Trong bài tập, học sinh

phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào những trường hợp cụ

thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm được những biểu hiện cụ thể của chúng

trong thực tế. Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, bài tập vật lý sẽ

giúp học sinh thấy được những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của

các kiến thức đã học

Các khái niệm, định luật vật lý thì rất đơn giản, còn biểu hiện của chúng trong

tự nhiên thì rất phức tạp, bởi vì các sự vật, hiện tượng có thể bị chi phối bởi nhiều

định luật, nhiều nguyên nhân đồng thời hay liên tiếp chồng chéo lên nhau. Bài tập

sẽ giúp luyện tập cho học sinh phân tích để nhận biết được những trường hợp phức

tạp đó

Bài tập vật lý là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động. Khi giải

bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp

các kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình

2.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới

Các bài tập nếu được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy

nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện

tượng mới do bài tập phát hiện ra

2.3. Giải bài tập vật lý rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực

tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kĩ

năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến

thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn. Có thể xây

dựng nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó học sinh phải biết vận dụng lý

thuyết để giải thích hoặc dự đoán các hiện tượng xảy ra trong thực tiễn ở những

điều kiện cho trước.

2.4. Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học

sinh

Trong khi làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài, tự

xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh rút ra

được nên tư duy học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ được

nâng cao, tính kiên trì được phát triển.

2.5. Giải bài tập vật lý góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh

Việc giải bài tập vật lý đòi hỏi phải phân tích bài toán để tìm bản chất vật lý

với mức độ khó được nâng dần lên giúp học sinh phát triển tư duy.

Trang 10

Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến

thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo. Đặc biệt là

những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ rất

có ích về mặt này.

2.6. Giải bài tập vật lý để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh

Bài tập vật lý cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm

vững kiến thức của học sinh. Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phân

loại được các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giá

chất lượng kiến thức của học sinh được chính xác.

II. Phân loại bài tập vật lý:

1. Phân loại theo phương thức giải

1.1. Bài tập định tính

- Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần thực hiện

các phép tính phức tạp hay chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm

được. Muốn giải những bài tập định tính, học sinh phải thực hiện những phép suy

luận logic, do đó phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lý, nhận

biết được những biểu hiện của chúng trong những trường hợp cụ thể. Đa số các bài

tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trong

những điều kiện cụ thể.

- Bài tập định tính làm tăng sự hứng thú của học sinh đối với môn học, tạo

điều kiện phát triển óc quan sát ở học sinh, là phương tiện rất tốt để phát triển tư

duy của học sinh, và dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

1.2. Bài tập định lượng

Bài tập định lượng là loại bài tập mà khi giải học sinh phải thực hiện một loạt

các phép tính để xác định mối liên hệ phụ thuộc về lượng giữa các đại lượng và kết

quả thu được là một đáp định lượng. Có thể chia bài tập định lượng làm hai loại:

bài tập tính toán tập dợt và bài tập tính toán tổng hợp.

- Bài tập tính toán tập dợt: là loại bài tập tính toán đơn giản, trong đó chỉ đề

cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản nhằm

củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm học sinh hiểu rõ ý nghĩa của các định luật

và các công thức biểu diễn chúng.

- Bài tập tính toán tổng hợp: là loại bài tập mà khi giải thì phải vận dụng nhiều

khái niệm, định luật, nhiều công thức. Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giúp

học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các

phần của chương trình vật lý. Ngoài ra bài tập tính toán tổng hợp cũng nhằm mục

đích làm sáng tỏ nội dung vật lý của các định luật, quy tắc biểu hiện dưới các công

thức. Vì vậy, giáo viên cần lưu ý học sinh chú ý đến ý nghĩa vật lý của chúng trước

khi đi vào lựa chọn các công thức và thực hiện phép tính toán.

1.3. Bài tập thí nghiệm

- Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời

giải lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập. Những thí

Trang 11

nghiệm này thường là những thí nghiệm đơn giản. Bài tập thí nghiệm cũng có thể

có dạng định tính hoặc định lượng.

- Bài tâp thí nghiệm có nhiều tác dụng về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục, và

giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết và

thực tiễn

- Lưu ý: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các số liệu để giải

bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế. Cho nên phần vận

dụng các định luật vật lý để lý giải các hiện tượng mới là nội dung chính của bài

tập thí nghiệm.

1.4. Bài tập đồ thị

- Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để giải

phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi học sinh phải biểu diễn

quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị.

- Bài tập đồ thị có tác dụng rèn luyện kĩ năng đọc, vẽ đồ thị, và mối quan hệ

hàm số giữa các đại lượng mô tả trong đồ thị.

2. Phân loại theo nội dung

Người ta dựa vào nội dung chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu vật lý.

Sự phân chia như vậy có tính chất quy ước vì bài tập có thể đề cập tới những kiến

thức của những phần khác nhau trong chương trình vật lý. Theo nội dung, người ta

phân biệt các bài tập có nội dung trừu tượng, bài tập có nội dung cụ thể, bài tập có

nội dung thực tế, bài tập vui.

- Bài tập có nội dung trừu tượng là trong điều kiện của bài toán, bản chất vật

lý được nêu bật lên, những chi tiết không bản chất đã được bỏ bớt.

- Bài tập có nội dung cụ thể có tác dụng tập dợt cho học sinh phân tích các

hiện tượng vật lý cụ thể để làm rõ bản chất vật lý.

- Bài tập có nội dung thực tế là loại bài tập có liên quan trực tiếp tới đời sống,

kỹ thuật, sản xuất và đặc biệt là thực tế lao động của học sinh, có tác dụng rất lớn

về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp.

- Bài tập vui là bài tập có tác dụng làm giảm bớt sự khô khan, mệt mỏi, ức chế

ở học sinh, nó tạo sự hứng thú đồng thời mang lại trí tuệ cao.

3. Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy học sinh trong

quá trình dạy học: có thể phân biệt thành bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo,

bài tập nghiên cứu, bài tập thiết kế

- Bài tập luyện tập: là loại bài tập mà việc giải chúng không đòi hỏi tư duy

sáng tạo của học sinh, chủ yếu chỉ yêu cầu học sinh nắm vững cách giải đối với

một loại bài tập nhất định đã được chỉ dẫn

- Bài tập sáng tạo: trong loại bài tập này, ngoài việc phải vận dụng một số kiến

thức đã học, học sinh bắt buộc phải có những ý kiến độc lập, mới mẻ, không thể

suy ra một cách logic từ những kiến thức đã học

- Bài tập nghiên cứu: là dạng bài tập trả lời những câu hỏi “tại sao”

Trang 12

- Bài tập thiết kế: là dạng bài tập trả lời cho những câu hỏi “phải làm như thế

nào”.

4. Phân loại theo cách thể hiện bài tập: người ta phân biệt bài tập thành

- Bài tập bài khóa

- Bài tập lựa chọn câu trả lời đúng nhất trong các câu trả lời cho sẵn (test).

Loại này có hạn chế là không kiểm tra được con đường suy nghĩ của người giải

nhưng vẫn có hiệu quả nhất định trong việc kiểm tra trình độ kiến thức, kĩ năng,kĩ

xảo của học sinh

5. Phân loại theo hình thức làm bài

5.1. Bài tập tự luận : đó là những bài yêu cầu học sinh giải thích, tính toán

và hoàn thành theo một logic cụ thể. Nó bao gồm những loại bài đã trình bày ở

trên.

5.2. Bài tập trắc nghiệm khách quan : là loại bài tập cho câu hỏi và đáp án.

Các đáp án có thể là đúng, gần đúng hoặc sai. Nhiệm vụ của học sinh là tìm ra câu

trả lời đúng nhất, cũng có khi đó là những câu bỏ lửng yêu cầu điền vào những chỗ

trống để có câu trả lời đúng. Bài tập loại này gồm:

- Câu đúng – sai: câu hỏi là một phát biểu, câu trả lời là một trong hai lựa

chọn

- Câu nhiều lựa chọn: một câu hỏi, nhiều phương án lựa chọn, yêu cầu học

sinh tìm câu trả lời đúng nhất

- Câu điền khuyết: nội dung trong câu bị bỏ lửng, yêu cầu học sinh điền từ

ngữ hoặc công thức đúng vào chỗ bị bỏ trống

- Câu ghép hình thức: nội dung của các câu được chia thành hai phần, học

sinh phải tìm các phần phù hợp để ghép thành câu đúng

III. Phương pháp giải bài tập

Đối với học sinh phổ thông, vấn đề giải và sửa bài tập gặp không ít khó khăn

vì học sinh thường không nắm vững lý thuyết và kĩ năng vận dụng kiến thức vật lý.

Vì vậy các em giải một cách mò mẫm, không có định hướng rõ ràng, áp dụng công

thức máy móc và nhiều khi không giải được. Có nhiều nguyên nhân:

- Học sinh chưa có phương pháp khoa học để giải bài tập vật lý.

- Chưa xác định được mục đích của việc giải bài tập là xem xét, phân tích các

hiện tượng vật lý để đi đến bản chất vật lý.

Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm bảo

đi đến kết quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết. Nó không những giúp

học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kĩ năng suy luận logic, làm việc

một cách khoa học, có kế hoạch.

Quá trình giải một bài tập vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của

bài tập, xem xét hiện tượng vật lý, xác lập được những mối liên hệ cụ thể dựa trên

sự vận dụng kiến thức vật lý vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho. Từ đó tính

toán những mối liên hệ đã xác lập được để dẫn đến lời giải và kết luận chính xác.

Trang 13

Sự nắm vững những mối liên hệ này sẽ giúp cho giáo viên định hướng phương

pháp dạy bài tập một cách hiệu quả.

Bài tập vật lý rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú. Vì

vậy không thể chỉ ra được một phương pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng để giải

được tất cả bài tập. Từ sự phân tích như đã nêu ở trên, có thể vạch ra một dàn bài

chung gồm các bước chính như sau:

1. Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện

- Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ quan trọng, xác định

đâu là ẩn số, đâu là dữ kiện.

- Dùng kí hiệu tóm tắt đề bài cho gì? Hỏi gì? Dùng hình vẽ mô tả lại tình

huống, minh họa nếu cần.

2. Phân tích hiện tượng

- Nhận biết các dữ liệu đã cho trong đề bài có liên quan đến những kiến thức

nào, khái niệm nào, hiện tượng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lý.

- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài, mỗi giai

đoạn bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật nào. Có như vậy học sinh mới

hiểu rõ được bản chất của hiện tượng, tránh sự áp dụng máy móc công thức.

3. Xây dựng lập luận

Thực chất của bước này là tìm quan hệ giữa ẩn số phải tìm với các dữ kiện đã

cho. Đối chiếu các dữ kiện đã cho và cái phải tìm liên hệ với nhau như thế nào, qua

công thức, định luật nào để xác lập mối liên hệ. Thành lập các phương trình nếu

cần với chú ý có bao nhiêu ẩn số thì có bấy nhiêu phương trình.

♦ Đối với những bài tập tổng hợp phức tạp, có hai phương pháp xây dựng lập

luận để giải:

- Phương pháp phân tích: xuất phát từ ẩn số cần tìm, tìm ra mối liên hệ giữa

ẩn số đó với một đại lượng nào đó theo một định luật đã xác định ở bước 2, diễn

đạt bằng một công thức có chứa ẩn số. Sau đó tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến

đổi công thức này theo các dữ kiện đã cho. Cuối cùng đi đến công thức sau cùng

chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho.

- Phương pháp tổng hợp: xuất phát từ dữ kiện đã cho của đầu bài, xây dựng

lập luận hoặc biến đổi công thức diễn đạt mối quan hệ giữa các dữ kiện đã cho với

các đại lượng khác để tiến dần đến công thức cuối cùng có chứa ẩn số và các dữ

kiện đã cho.

♦ Đối với bài tập định tính: ta không cần tính toán nhiều mà chủ yếu sử dụng

lập luận, suy luận logic dựa vào kiến thức vật lý để giải thích hoặc dự đoán hiện

tượng xảy ra.

♦ Đối với bài tập trắc nghiệm trách quan: cần nắm thật vững kiến thức trong

sách giáo khoa, nếu không sẽ không nhận biết được trong các phương án để lựa

chọn đâu là phương án đúng. Để làm tốt bài thi trắc nghiệm, ta nên chia quỹ thời

gian phù hợp với thời gian làm bài, đọc lướt qua toàn bộ câu trắc nghiệm câu nào

chắc chắn thì trả lời luôn, và theo nguyên tắc dễ làm trước, khó làm sau. Quay lại

Trang 14

những câu chưa làm, đọc kĩ lại phần đề và gạch dưới những chữ quan trọng, và

không nên dừng lại tìm lời giải cho một câu quá lâu. Cần lưu ý là không nên bỏ

trống câu nào vì ta sẽ được xác suất ¼ số câu trả lời đúng trong số đó.

4. Lựa chọn cách giải cho phù hợp

5. Kiểm tra, xác nhận kết quả và biện luận

- Từ mối liên hệ cơ bản, lập luận giải để tìm ra kết quả.

- Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợp với

điều kiện đầu bài tập hoặc không phù hợp với thực tế. Việc biện luận này cũng là

một cách để kiểm tra sự đúng đắn của quá trình lập luận. Đôi khi, nhờ sự biện luận

này mà học sinh có thể tự phát hiện ra những sai lầm của quá trính lập luận, do sự

vô lý của kết quả thu được.

IV. Xây dựng lập luận trong giải bài tập

Xây dựng lập luận trong giải bài tập là một bước quan trọng của quá trình giải

bài tập vật lý. Trong bước này, ta phải vận dụng những định luật vật lý, những quy

tắc, những công thức để thiết lập mối quan hệ giữa đại lượng cần tìm, hiện tượng

cần giải thích hay dự đoán với những dữ kiện cụ thể đã cho trong đầu bài. Muốn

làm được điều đó, cần phải thực hiện những suy luận logic hoặc những biến đổi

toán học thích hợp. Có rất nhiều cách lập luận tùy theo loại bài tập hay đặc điểm

của từng bài tập. Tuy nhiên, tất cả các bài tập mà ta đã nêu ra trong mục phân loại

bài tập ở trên đều chứa đựng một số yếu tố của bài tập định tính và bài tập tính

toán tổng hợp. Dưới đây, ta xét đến phương pháp xây dựng lập luận giải hai loại

bài tập đó.

1. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính

Bài tập định tính thường có hai dạng: giải thích hiện tượng và dự đoán hiện

tượng sẽ xảy ra.

1.1 Bài tập giải thích hiện tượng:

Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lý giải xem vì

sao hiện tượng lại xảy ra như thế. Nói cách khác là biết hiện tượng và phải giải

thích nguyên nhân của nó. Đối với học sinh, nguyên nhân đó là những đặc tính,

những định luật vật lý. Như vậy, trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập được

mối quan hệ giữa một hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hiện tượng

hay với một số định luật vật lý. Ta phải thực hiện phép suy luận logic (luận ba

đoạn), trong đó tiên đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật

lý có tính tổng quát, tiên đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận là hiện

tượng nêu ra.

Thông thường những hiện tượng thực tế rất phức tạp mà các định luật vật lý

lại rất đơn giản, cho nên mới nhìn thì khó có thể phát hiện ra mối liên hệ giữa hiện

tượng đã cho với những định luật vật lý đã biết. Ngoài ra, ngôn ngữ dùng trong lời

phát biểu các định nghĩa, định luật vật lý nhiều khi lại không hoàn toàn phù hợp

với ngôn ngữ thông thường dùng để mô tả hiện tượng. Vì vậy cần phải mô tả hiện

Trang 15

tượng theo ngôn ngữ vật lý và phân tích hiện tượng phức tạp ra các hiện tượng đơn

giản chỉ tuân theo một định luật, một quy tắc nhất định.

Có thể đưa ra một quy trình sau đây để định hướng cho việc tìm lời giải bài

tập định tính giải thích hiện tượng:

• Tìm hiểu đầu bài, đặc biệt chú trọng diễn đạt hiện tượng mô tả trong đầu bài

bằng ngôn ngữ vật lý (dùng các khái niệm vật lý thay cho khái niệm dùng trong đời

sống hằng ngày).

• Phân tích hiện tượng.

• Xây dựng lập luận:

- Tìm trong đầu bài những dấu hiệu có liên quan đến một tính chất vật lý, một

định luật vật lý đã biết.

- Phát biểu đầy đủ tính chất đó, định luật đó.

- Xây dựng một luận ba đoạn để thiết lập mối quan hệ giữa định luật đó với

hiện tượng đã cho, nghĩa là giải thích được nguyên nhân của hiện tượng. Trong

trường hợp hiện tượng phức tạp thì phải xây dựng nhiều luận ba đoạn liên tiếp.

1.2 Bài tập dự đoán hiện tượng:

Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đầu

bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng gì

xảy ra và xảy ra như thế nào. Từ đó tìm quy luật chung chi phối hiện tượng cùng

loại và rút ra kết luận. Về mặt logic, ta phải thiết lập một luận ba đoạn, trong đó ta

mới biết tiên đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiên đề thứ nhất

(phán đoán khẳng định chung) và kết kuận (phán đoán khẳng định riêng).

2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định lượng

Muốn giải được bài tập định lượng, trước hết phải hiểu rõ hiện tượng xảy ra,

diễn biến của nó từ đầu đến cuối. Cho nên, có thể nói phần đầu của bài tập định

lượng là một bài tập định tính. Do đó, khi giải bài tập định lượng cần phải thực

hiện bước 1 và 2 giống như khi giải bài tập định tính. Riêng bước 3 về xây dựng

lập luận, có thể áp dụng các công thức và những cách biến đổi toán học chặt chẽ,

rõ ràng hơn

Có hai phương pháp xây dựng lập luận: phương pháp phân tích và phương

pháp tổng hợp.

♦ Phương pháp phân tích: phương pháp phân tích bắt đầu bằng việc tìm một

định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cần tìm và

một vài đại lượng khác chưa biết. Sau đó tìm những định luật, công thức khác cho

biết mối quan hệ giữa những đại lượng chưa biết này với các đại lượng đã biết

trong đầu bài. Cuối cùng ta tìm được một công thức trong đó chỉ chứa đại lượng

cần tìm với các đại lượng đã biết. Thực chất của phương pháp phân tích là phân

tích một bài toán phức tạp thành nhiều bài toán đơn giản hơn.

♦ Phương pháp tổng hợp: việc giải bài tập bắt đầu từ những đại lượng đã cho

trong điều kiện của bài tập. Dựa vào các định luật, quy tắc vật lý, ta phải tìm những

công thức chứa đại lượng đã cho và các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên

Trang 16

quan đến đại lượng phải tìm. Cuối cùng ta tìm được một công thức chỉ chứa đại

lượng phải tìm và những đại lượng đã biết.

♦ Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp: trong thực tế

giải bài tập, hai phương pháp trên không tách rời nhau, mà thường xen kẽ, hỗ trợ

lẫn nhau.

Phương pháp tổng hợp đòi hỏi người giải bài tập có kiến thức rộng rãi, kinh

nghiệm phong phú để có thể dự đoán được con đường đi từ những dữ kiện trung

gian, thoạt mới nhìn hình như không có quan hệ gì chặt chẽ tới một kết quả có liên

quan đến tất cả những điều đã cho. Bởi vậy, ở giai đoạn đầu của việc giải bài tập

thuộc một dạng nào đó, do học sinh chưa có nhiều kinh nghiệm, ta nên bắt đầu từ

câu hỏi đặt ra trong bài tập rồi gỡ dần, làm sáng tỏ dần những yếu tố có liên quan

đến đại lượng cần tìm, nghĩa là dùng phương pháp phân tích.

Trong những bài tập tính toán tổng hợp, hiện tượng xảy ra do nhiều nguyên

nhân, trải qua nhiều giai đoạn, khi xây dựng lập luận có thể phối hợp hai phương

pháp.

V. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý

Để việc hướng dẫn giải bài tâp cho học sinh có hiệu quả, thì trước hết giáo

viên phải giải được bài tập đó, và phải xuất phát từ mục đích sư phạm để xác định

kiểu hướng dẫn cho phù hợp.

Ta có thể minh họa bằng sơ đồ sau:

’ Các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý

1. Hướng dẫn theo mẫu (Angorit)

♦ Định nghĩa: hướng dẫn angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những

hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được

kết quả mong muốn

♦ Yêu cầu đối với giáo viên: giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc

giải toán để xác định được một trình tự giải một cách chính xác, chặt chẽ, logic,

khoa học.

♦ Yêu cầu đối với học sinh: chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ

ra, vận dụng đúng công thức và tính toán cẩn thận sẽ giải được bài toán đã cho.

♦ Ưu điểm:

Tư duy giải bài tập

vật lý

Phân tích phương pháp

giải bài tập vật lý cụ thể

Mục đích sư phạm Xác dịnh kiểu hướng

dẫn

Phương pháp hướng dẫn

giải bài tập vật lý cụ thể

Trang 17

- Bảo đảm cho học sinh giải được bài tập đã cho một cách chắc chắn.

- Giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh một cách hiệu

quả.

♦ Nhược điểm: ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng

tạo.Sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế. Để khắc phục nhược

điểm này, trong quá trình giải bài tập, giáo viên phải lôi cuốn học sinh tham gia

vào quá trình xây dựng angorit cho bài tập.

♦ Điều kiện áp dụng: khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài toán

điển hình,luyện cho học sinh kỹ năng giải một dạng bài tập xác định

2. Hướng dẫn tìm tòi

♦ Định nghĩa: định hướng tìm tòi là kiểu định hướng mang tính chất gợi ý cho

học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải bài toán.

♦ Yêu cầu đối với giáo viên: giáo viên phải gợi mở để học sinh tự tìm cách

giải quyết, tự xác định các hành động thực hiện để đạt được kết quả, phải chuẩn bị

thật tốt các câu hỏi gợi mở.

♦ Yêu cầu đối với học sinh: học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ

không phải là học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu của giáo viên.

♦ Ưu điểm:

- Tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải bài tập.

- Phát triển tư duy, khả năng làm việc tự lưc của học sinh.

♦ Nhược điểm:

- Do học sinh phải tự tìm cách giải quyết bài toán nên đôi khi cũng không đảm

bảo học sinh giải được bài toán một cách chắt chắn.

- Phương pháp này không thể áp dụng cho toàn bộ đối tượng học sinh.

- Hướng dẫn của giáo viên không phải lúc nào cũng định hướng được tư duy

của học sinh.

♦ Điều kiện áp dụng: khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải

quyết được bài tập đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy học sinh

muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

3. Định hướng khái quát chương trình hóa:

♦ Định nghĩa: định hướng khái quát chương trình hóa là sự hương dẫn cho

học sinh tự tìm tòi cách giải quyết tương tự như hướng dẫn tìm tòi. Sự định hướng

được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lý để giải quyết vấn đề đặt ra.

Cụ thể:

- Giáo viên định hướng ban đầu để học sinh tự tìm tòi giải quyết vấn đề đặt ra.

- Nếu học sinh không tự giải quyết được, giáo viên sẽ gợi ý thêm, cụ thể hóa

hoặc chi tiết hóa thêm một bước để thu hẹp phạm vi tìm tòi giải quyết cho vừa sức

học sinh.

- Nếu học sinh vẫn không tự giải quyết được thì giáo viên nên chuyển dần

sang kiểu định hương theo mẫu để theo đó học sinh tự giải quyết được một bước

hay một khía cạnh nào đó của vấn đề. Sau đó tiếp tục giải quyết vấn đề tiếp theo.

Trang 18

- Cứ như thế giáo viên hướng dẫn và định hướng để học sinh giải quyết hoàn

chỉnh vấn đề.

♦ Yêu cầu đối với giáo viên: định hướng hoạt động tư duy của học sinh,

không được làm thay, phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài toán của học sinh.

♦ Yêu cầu đối với học sinh: phải tự mìn giải quyết vấn đề, vận dụng hết kiến

thức và kỹ năng đã được học để tham gia vào quá trình giải.

♦ Ưu điểm:

- Rèn luyện được tư duy và tính độc lập suy nghĩ của học sinh trong quá trình

giải bài tập.

- Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho.

- Giáo viên có thể theo sát học sinh trong quá trình giải bài tập nên dễ phát

hiện được những thiếu sót hoặc sai lầm của học sinh để điều chỉnh và củng cố lại.

♦ Nhược điểm:

- Để làm tốt được sự hướng dẫn này phụ thuộc vào trình độ và khả năng sư

phạm của người giáo viên. Đôi khi người giáo viên dễ sa vào làm thay cho học

sinh trong từng bước định hướng. Do vậy, câu hỏi định hướng của giáo viên phải

được cân nhắc kỹ và phù hợp với trình độ học sinh.

Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không thể theo một khuôn

mẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bài toán, và còn

tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà chúng ta có cách lựa chọn kiểu hướng dẫn

cho phù hợp. Như người giáo viên phải biết phối hợp cả ba kiểu hướng dẫn trên

nhưng áp dụng kiểu hướng dẫn tìm tòi là chủ yếu.

VI. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý

1. Lựa chọn bài tập

Hệ thống bài tập mà giáo viên lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Bài tập phải đi từ dễ tới khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và số lượng

các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều đề tài, số lượng các đại

lượng cho biết và các đại lượng cần tìm…) giúp học sinh nắm được phương pháp

giải các loại bài tập điển hình.

- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phần

nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức.

- Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập: bài tập giả tạo và bài

tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc

thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập có nhiều cách

giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ thể của bài tập mà

giáo viên không nêu lên hoặc chỉ nêu lên một điều kiện nào đó mà thôi.

¾ Bài tập giả tạo: là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế, các

quá trình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghép nhiều yếu

tố thành một đối tượng phức tạp để luyện tập, nghiên cứu. Bài tập giả tạo thường là

bài tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo các công thức để