Tài liệu Dạy học bài tập vật lý phần “động lực học chất điểm” chương trình vật lí thpt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC BÙI THỊ HẰNG DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ THPT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC SƠN LA, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC BÙI THỊ HẰNG DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ THPT Chuyên ngành: Phương pháp dạy học Vật lý KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn: ThS. Doãn Phương Lan SƠN LA, NĂM 2015 Lời cảm ơn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Th.s Doãn Phương Lan giảng viên dạy bộ môn Vật lý trường Đại học Tây Bắc đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận này. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô giáo trong tổ bộ môn Vật lý khoa Toán – Lý – Tin, thư viện trường Đại học Tây Bắc đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian thực hiện khóa luận này. Chân thành cảm ơn tới thầy Vũ Đình Lý, cô Lò Thị Duyên, Thầy Bùi Ngọc Anh Toàn – GV các trường THPT đã đóng góp ý kiến giúp em trong quá trình thực hiện đề tài. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Sơn La, tháng 5 năm 2015 Người thực hiện Bùi Thị Hằng KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT THPT Trung học phổ thông ĐHSP Đại học sư phạm NXB Nhà xuất bản TB Trung bình HS Học sinh GV Giáo viên MỤC LỤC PHẦN I. MỞ ĐẦU .........................................................................................................1 1. Lí do chọn đề tài ..........................................................................................................1 2. Đối tượng nghiên cứu của đề tài..................................................................................2 3. Mục đích nghiên cứu. ..................................................................................................2 4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài .....................................................................................2 5. Giả thuyết khoa học .....................................................................................................2 6. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................2 7. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 3 8. Đóng góp của đề tài .....................................................................................................3 9. Cấu trúc của đề tài .......................................................................................................3 PHẦN II. NỘI DUNG ...................................................................................................4 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN ........................................4 1. Cơ sở lí luận .................................................................................................................4 1.1. Khái niệm bài tập vật lý............................................................................................4 1.2. Mục đích sử dụng bài tập vật lý trong dạy học ........................................................4 1.3. Phân loại bài tập vật lý trong dạy học ......................................................................5 1.4. Hoạt động giải bài tập vật lý.....................................................................................5 1.5. Các yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lý ..................................................5 1.5.1. Lựa chọn hệ thống bài tập .....................................................................................5 1.5.2. Các yêu cầu khi dạy học bài tập vật lý ..................................................................6 1.6. Các bước chung của việc giải bài tập vật lý ............................................................. 6 1.7. Hướng dẫn học sinh giải bài toán vật lý ...................................................................8 1.7.1. Hướng dẫn theo mẫu (Angorit) .............................................................................8 1.7.2. Hướng dẫn tìm tòi ..................................................................................................8 1.7.3. Định hướng khái quát hóa chương trình................................................................ 9 2. Cơ sở thực tiễn .............................................................................................................9 2.1. Cơ sở pháp lý ............................................................................................................9 2.2. Cơ sở thực nghiệm..................................................................................................10 2.2.1.Thực trạng dạy học bài tập vật lí chương “Động lực học chất điểm” ở THPT ....11 2.2.1.1. Mục đích điều tra .............................................................................................. 11 2.2.1.2. Đối tượng điều tra............................................................................................. 11 2.2.1.3. Phương pháp điều tra ........................................................................................11 2.2.1.4. Kết quả điều tra ................................................................................................ 11 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .............................................................................................. 13 CHƯƠNG 2. DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ THPT ............................................................. 14 2.1. Kiến thức cơ bản .....................................................................................................14 2.1.1. Các khái niệm cơ bản ..........................................................................................14 2.1.2. Ba định luật Niutơn ............................................................................................. 14 2.1.3. Các lực cơ ............................................................................................................15 2.1.3.1. Định luật vạn vật hấp dẫn. ................................................................................15 2.1.3.2. Lực đàn hồi .......................................................................................................16 2.1.3.3. Lực ma sát ........................................................................................................17 2.1.3.4. Lực quán tính. ...................................................................................................17 2.1.3.5. Lực hướng tâm. ................................................................................................ 17 2.2. Phương pháp giải bài tập phần Động lực học chất điểm ........................................18 2.3. Những điểm cần lưu ý về phương pháp .................................................................19 2.4. Hướng dẫn giải một số dạng bài tập động lực học .................................................20 2.4.1. Bài tập định tính ..................................................................................................21 2.4.2. Bài tập định lượng ............................................................................................... 24 2.4.2.1. Dạng 1: Bài toán về áp dụng phương pháp động lực học cho chuyển động thẳng ....24 2.4.2.2. Dạng 2: Bài toán về áp dụng phương pháp động lực học cho chuyển động tròn đều. ................................................................................................................................ 41 2.4.2.3. Dạng 3: Bài toán về áp dụng phương pháp động lực học cho chuyển động parabol (chuyển động của vật bị ném). .........................................................................46 2.4.2.4. Dạng 4: Bài toán về tính các lực cơ học ........................................................... 52 2.5. Một số đề kiểm tra ..................................................................................................58 2.5.1. Đề kiểm tra 15 phút ............................................................................................. 58 2.5.2. Đề kiểm tra 45 phút ............................................................................................. 59 2.6. Một số phương án giảng dạy bài tập chương “Động lực học chất điểm” ..............63 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .............................................................................................. 70 CHƯƠNG 3: CĂN CỨ ĐÁNH GIÁ MỤC TIÊU .....................................................71 1. Mục đích đánh giá .....................................................................................................71 2. Đối tượng đánh giá ....................................................................................................71 3. Phương pháp đánh giá ............................................................................................... 71 PHIẾU ĐÁNH GIÁ .......................................................................................................72 4. Kết quả đánh giá ........................................................................................................73 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................75 1. Kết luận......................................................................................................................75 2. Kiến nghị ...................................................................................................................75 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC PHẦN I. MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Vật lý là một môn khoa học cơ bản của chương trình giáo dục phổ thông, nằm trong hệ thống giáo dục phổ thông của nước ta. Học tập tốt bộ môn vật lý giúp con người nói chung và học sinh nói riêng có kỹ năng tư duy sáng tạo, làm cho con người linh hoạt hơn, năng động hơn trong cuộc sống cũng như trong công việc. Nhiệm vụ của giảng dạy bộ môn vật lý ở bậc trung học phổ thông là thực hiện được những mục tiêu giáo dục mà Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đề ra là làm cho học sinh đạt được các yêu cầu sau: Nắm vững được kiến thức của bộ môn, có những kỹ năng cơ bản để vận dụng kiến thức của bộ môn, có hứng thú học tập bộ môn, có cách học tập và rèn luyện kỹ năng hợp lý, đạt hiệu quả cao trong học tập bộ môn vật lý, hình thành ở học sinh những kỹ năng tư duy đặc trưng của bộ môn. Bộ môn vật lý được phân phối theo chương trình đồng tâm. Lớp 10 và 11 học để chuẩn bị cho lớp 12, nên nhiệm vụ chính của vật lý lớp 10 là tạo cho học sinh kỹ năng học tập vật lý theo đúng đặc trưng bộ môn. Vật lý lớp 10 có vai trò quan trọng nhất, có toàn bộ cách tiếp cận bộ môn vật lý, cách vận dụng kiến thức và phát triển tư duy vật lý cho học sinh. Trong nội dung môn Vật lý lớp 10, phần “Động lực học chất điểm” có tác dụng rất tốt, giúp học sinh phát triển tư duy vật lý. Trong phần này thể hiện rất rõ các thao tác cơ bản của tư duy vật lý là từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn khách quan như: phân tích hiện tượng và huy động các kiến thức có liên quan để đưa ra kết quả của từng nội dung được đề cập, sử dụng kiến thức toán học có liên quan như để thực hiện tính toán đơn giản hoặc suy luận tiếp trong các nội dung mà bài yêu cầu, sử dụng kiến thức thực tế để suy luận, để biện luận kết quả của bài toán (xác nhận hay nêu điều kiện để bài toán có kết quả). Việc học tập phần này được tập trung vào việc vận dụng kiến thức để giải các bài tập về động lực học chất điểm. Vấn đề đặt ra là: Làm thế nào để học sinh có những kỹ năng giải các bài tập về động lực học chất điểm một cách logic, chặt chẽ, đặc biệt là làm thế nào để qua việc rèn luyện kỹ năng giải các bài tập động lực học chất điểm là một nội dung cụ thể có thể phát triển tư duy Vật lý, và cung cấp cho học sinh cách tư duy cũng như cách học đặc trưng của bộ môn Vật lý ở cấp trung học phổ thông. 1 Ở mỗi phần kiến thức đều có yêu cầu cao về vận dụng kiến thức đã học được vào giải bài tập Vật lý. Vì vậy cần đưa ra được những phương án hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức một cách tối ưu để học sinh có thể nhanh chóng tiếp thu và vận dụng dễ dàng vào giải các bài tập cụ thể. Đây cũng chính là lí do tôi mạnh dạn chọn đề tài: Dạy học bài tập Vật lý phần “Động lực học chất điểm” chương trình Vật lí THPT nhằm củng cố thêm kiến thức lí thuyết và phương pháp giải bài tập cho bản thân trong quá trình học chương này,làm tài liệu tham khảo cho giáo viên THPT trong quá trình giảng dạy, sinh viên sư phạm Vật lí và học sinh THPT làm tài liệu tham khảo lí thuyết và giải một số bài tập cơ bản của chương “Động lực học chất điểm”. 2. Đối tượng nghiên cứu của đề tài Bài tập thuộc chương II: Động lực học chất điểm (SGK Vật lí 10 – THPT) trong đó nghiên cứu: - Hệ thống cơ sở lí luận về bài tập Vật lý, sau đó vận dụng chúng vào nghiên cứu các bài tập chương II. - Hệ thống lý thuyết chương II. - Hệ thống các bài tập 3. Mục đích nghiên cứu. - Vận dụng cơ sở lí luận về dạy học bài tập vật lý để hệ thống lí thuyết, phân loại và hướng dẫn giải các bài tập chương “Động lực học chất điểm”, sách giáo khoa Vật lí 10 THPT có định hướng tư duy cho học sinh nhằm bám sát mục tiêu dạy học và chuẩn kiến thức kĩ năng học sinh cần đạt được trong chương trình. 4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài - Đề tài nghiên cứu nội dung kiến thức chương “Động lực học chất điểm”, sách giáo khoa Vật lý 10 THPT, phân loại bài tập và hướng dẫn giải có hướng định hướng tư duy cho học sinh. 5. Giả thuyết khoa học - Nếu vận dụng cơ sở lí luận về bài tập vật lý vào giải và hướng dẫn giải bài tập vật lý thì có tác dụng rèn luyện kĩ năng cho người học hiệu quả hơn, đáp ứng được mục tiêu dạy mà chương trình phổ thông yêu cầu. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục đích đề ra, đề tài cần thực hiện những nhiệmvụ sau: - Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập vật lý. 2 - Điều tra tình hình thực tế dạy và học bài tập chương II “Động lực học chất điểm”, ở trường phổ thông. - Hệ thống nội dung lí thuyết chương II “Động lực học chất điểm”. - Lưu ý phương pháp giải và giải bài tập chương II: “Động lực học chất điểm” SGK Vật lý 10 ở trường THPT. 7. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện được các nhiệm vụ chúng tôi phối hợp sử dụng các phương pháp sau: + Phương pháp nghiên cứu lí luận. + Phương pháp điều tra thăm dò. + Phương pháp thống kê toán học. 8. Đóng góp của đề tài Đưa ra được hệ thống cơ sở lí thuyết phần: “Động lực học chất điểm” chương trình Vật lí THPT. Đưa ra các dạng bài tập và hướng dẫn học sinh giải các hệ thống các bài tập phần: “Động lực học chất điểm” chương trình Vật lí THPT. Là tài liệu tham khảo cho giáo viên trung học phổ thông, sinh viên sư phạm Vật lý, học sinh THPT. 9. Cấu trúc của đề tài Đề tài gồm ba phần: Phần I: Mở đầu Phần II: Nội dung gồm: Chương 1: Cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn Chương 2: Dạy học bài tập Vật lý phần: “Động lực học chất điểm” chương trình THPT. Chương 3: Căn cứ đánh giá mục tiêu Phần III: Kết luận và kiến nghị 3 PHẦN II. NỘI DUNG CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN 1. Cơ sở lí luận 1.1. Khái niệm bài tập vật lý Trong thực tế dạy học, “bài tập vật lý được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lý”… Hay trong các tài liệu về phương pháp dạy học bộ môn người ta hiểu “bài tập vật lý là những bài tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lý, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lý của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn”. Do đó, bài tập vật lý với tư cách là một phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí trong nhà trường phổ thông. 1.2. Mục đích sử dụng bài tập vật lý trong dạy học Thông qua dạy học về bài tập vật lý, người học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật vật lý, những hiện tượng vật lý, biết cách phân tích chúng và ứng dụng chúng vào các vấn đề thực tiễn, làm cho kiến thức trở thành vốn riêng của người học. Bài tập vật lý có thể sử dụng như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh. Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra, học sinh có nhu cầu tìm kiếm kiến thức mới, đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc. Bài tập vật lý sẽ là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, bồi dưỡng hứng thú học tập và phương pháp nghiên cứu khoa học cho người học, đặc biệt là khi phải khám phá ra bản chất của các hiện tượng vật lý được trình bày dưới dạng các tình huống có vấn đề. Bài tập vật lý còn là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh. Ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp, là phương tiện thuận lợi để học sinh liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất và cuộc sống. 4 1.3. Phân loại bài tập vật lý trong dạy học Thông thường có 3 hình thức phân loại bài tập vật lí được coi là cơ bản nhất. - Phân loại theo yêu cầu phát triển tư duy của học sinh: + Bài tập nhận biết, tái hiện, tái tạo. + Bài tập hiểu, áp dụng trực tiếp. + Bài tập vận dụng linh hoạt. + Bài tập vận dụng sáng tạo. - Phân loại theo nội dung bài tập: + Bài tập có nội dung cụ thể. + Bài tập có nội dung lịch sử. + Bài tập có nội dung cụ thể trừu tượng. + Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp. + Bài tập vui. - Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải: + Bài tập định tính. + Bài tập định lượng. + Bài tập thí nghiệm. + Bài tập đồ thị. 1.4. Hoạt động giải bài tập vật lý - Xác lập được mối liên hệ cơ bản cụ thể dựa trên việc vận dụng kỹ thuật vật lí vào những điều kiện cụ thể của bài toán đã cho. - Sự tiếp tục luận giải, tính toán đi từ đầu mối liên hệ đã xác lập đến kết luận cuối cùng của việc giải quyết vấn đề đã đặt ra trong bài toán. 1.5. Các yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lý 1.5.1. Lựa chọn hệ thống bài tập - Khi lựa chọn hệ thống bài tập cần đảm bảo các yêu cầu sau: + Thông qua việc giải hệ thống bài tập, những kiến thức cơ bản, đã được xác định của đề tài phải được củng cố, ôn tập, hệ thống hóa và khắc sâu thêm. + Tính tuần tự tiến lên từ đơn giản đến phức tạp của các mối quan hệ giữa các đại lượng và các khái niệm đặc trưng cho các quá trình hoặc hiện tượng phải được mô tả trong hệ thống bài tập. + Mỗi bài tập phải đóng góp một phần nào đó vào việc hoàn thiện kiến thức 5 cho học sinh. Mỗi bài tập phải đem lại cho học sinh một điều mới mẻ nhất định, một khó khăn vừa sức. + Hệ thống bài tập phải đa dạng về thể loại (bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập đồ thị…) và nội dung phải không được trùng lặp. + Các kiến thức toán lý được sử dụng trong bài tập phải phù hợp với trình độ học sinh. + Số lượng bài tập được lựa chọn phải phù hợp với sự phân bố thời gian. 1.5.2. Các yêu cầu khi dạy học bài tập vật lý - Người giáo viên phải dự tính được kế hoạch cho toàn bộ công việc về bài tập, với từng đề tài, từng tiết học cụ thể. Muốn vậy: + Phải lựa chọn, chuẩn bị các bài tập nêu vấn đề để sử dụng trong tiết nghiên cứu tài liệu mới nhằm kích thích hứng thú học tập và phát triển tư duy học sinh. + Phải lựa chọn, chuẩn bị các bài tập nhằm củng cố, bổ sung hoàn thiện những kiến thức lí thuyết cụ thể đã học, cung cấp cho người học những hiểu biết về thực tế và kĩ thuật có liên quan đến kiến thức lí thuyết. + Phải lựa chọn, chuẩn bị các bài tập điển hình nhằm hình thành phương pháp chung giải mỗi loại bài tập đó. + Phải lựa chọn, chuẩn bị các bài tập nhằm kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức, kĩ năng về từng kiến thức cụ thể và từng phần của chương trình. - Sắp xếp các bài tập thành hệ thống, định kế hoạch và phương pháp sử dụng. - Khi dạy giải bài tập vật lý cần dạy cho học sinh biết vận dụng kiến thức đó để giải quyết vấn đề đặt ra, rèn cho người học kĩ năng giải các bài tập cơ bản thuộc các phần khác nhau trong chương trình vật lý. - Người giáo viên cần đặc biệt coi trọng việc rèn luyện tư duy và tính tự lập của học sinh. Chính thông qua việc giải bài tập vật lý mà có thể hình thành ở người học phong cách nghiên cứu, phương pháp tiếp cận các hiện tượng cần nghiên cứu, qua đó có thể phát triển tư duy của người học. 1.6. Các bước chung của việc giải bài tập vật lý Có rất nhiều phương pháp khác nhau để giúp học sinh giải một bài tập. Nhưng có một phương pháp thường được dùng nhiều hơn hết là phương pháp thông qua các bước sau: 6 Bước 1: Đọc đề bài. Tìm hiểu đề bài. - Xác định ý nghĩa của các thuật ngữ, phân biệt đâu là ẩn số phải tìm, đâu là dữ kiện đã cho. - Dùng các kí hiệu vật lý để ghi tóm tắt đề bài. - Đổi đơn vị về đơn vị hợp pháp. - Vẽ hình mô tả hiện tượng vật lý trong bài tập. Bước 2: Phân tích các hiện tượng của bài toán để xác lập các mối liên hệ cơ bản. - Đối chiếu các dữ kiện đã cho và cái phải tìm, xét bản chất vật lý của hiện tượng để nhận ra các định luật, công thức lí thuyết có liên quan. - Xác lập các mối liên hệ cụ thể của cái đã biết và cái phải tìm (mối liên hệ cơ bản). - Tìm kiếm và lựa chọn các mối liên hệ tối thiểu cần thiết sao cho thấy được mối liên hệ của cái phải tìm với các dữ liệu xuất phát, từ đó có thể rút ra cái phải tìm. Bước 3: Luận giải, tính toán các kết quả bằng số. - Mỗi bài tập phải bắt đầu giải ở dạng tổng quát (tức là với các kí hiệu chữ), hơn nữa, đại lượng cần tìm phải được biểu thị qua các đại lượng đã cho. Sau khi tìm được kết quả cuối cùng bằng chữ, học sinh tiếp tục luận giải để rút ra mối liên hệ tường minh, trực tiếp giữa cái đã cho và cái phải tìm bằng cách thay các đại lượng bằng trị số của chúng để tính kết quả bằng số. - Các trị số của các đại lượng vật lí luôn luôn là gần đúng. Do đó, khi tính toán cần tuân theo các quy tắc áp dụng cho các số gần đúng. Bước 4: Kiểm tra, nhận xét kết quả (biện luận) - Kiểm tra xác nhận kết quả: + Kiểm tra xem đã tính toán đúng chưa. + Kiểm tra xem thứ nguyên có phù hợp không. + Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm xem có phù hợp không. + Giải bài toán theo cách khác xem có cho cùng kết quả không. - Nhận xét về: + Giá trị thực tế của kết quả. + Phương pháp giải. + Khả năng mở rộng bài tập. + Khả năng ứng dụng của bài tập… 7 1.7. Hướng dẫn học sinh giải bài toán vật lý 1.7.1. Hướng dẫn theo mẫu (Angorit) - Là sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có. Angorit là một quy tắc hoạt động hay chương trình hoạt động được xác định một cách rõ ràng, chính xác, chặt chẽ trong đó cần thực hiện hoạt động nào và theo trình tự nào để đi đến kết quả. - Giáo viên giới thiệu cho học sinh mẫu hành động và kết quả hành động, còn những chỉ dẫn phải hành động như thế nào không được nêu ra. Học sinh thực hiện nhiệm vụ một cách mò mẫm theo cách thử và sai. Kết quả nhiệm vụ có thể thực hiện được nhưng hành động mà nhờ đó nhiệm vụ được thực hiện không bền vững khi thay đổi điều kiện. + Ưu điểm: Đảm bảo cho học sinh giải bài toán một cách chắc chắn, giúp cho việc rèn luyện kĩ năng giải toán của học sinh có hiệu quả. + Nhược điểm: Học sinh chỉ chấp nhận những hành động đã được chỉ sẵn theo một mẫu đã có sẵn do đó ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi sáng tạo, sự phát triển tư duy của học sinh bị hạn chế. 1.7.2. Hướng dẫn tìm tòi - Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ, tìm tòi, phát hiện cách giải quyết. Giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả. - Giáo viên giới thiệu cho học sinh biết mẫu của hành động trên một cơ sở định hướng chặt chẽ và những chỉ dẫn, những cách thức để thực hiện hành động. Hành động ở đây được chia thành những giai đoạn và đảm bảo cho việc thực hiện nó một cách đúng đắn. Ở đây, học sinh nắm vững được kĩ năng thực hiện hành động và có khả năng di chuyển sang thực hiện nhiệm vụ mới, nhưng sự di chuyển này đòi hỏi phải có trong thành phần của nhiệm vụ mới những yếu tố tương tự trong thành phần của nhiệm vụ đã nắm vững. + Ưu điểm: Tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải bài toán. + Nhược điểm: Theo cách này không đảm bảo cho học sinh giải toán một cách chắc chắn. Giáo viên phải hướng dẫn sao cho không được đưa học sinh đến chỗ chỉ việc thực hiện các hành động theo mẫu đồng thời không hướng dẫn viển vông, quá chung chung, không giúp ích cho sự định hướng tư duy của học sinh. 8 1.7.3. Định hướng khái quát hóa chương trình - Là sự hướng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết chứ không thông báo ngay cho học sinh cái đã có sẵn. Giáo viên tiến hành dạy có kế hoạch về sự phân tích các nhiệm vụ nhằm rút ra những điểm tựa để thực hiện nhiệm vụ. Đặc biệt của kiểu hướng dẫn này là giáo viên định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề. Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp hơn phạm vi tìm tòi, giải quyết phù hợp với học sinh. Nếu vẫn không đủ khả năng tự lập tìm tòi, giải quyết thì hướng dẫn của giáo viên chuyển thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành yêu cầu của một bước, sau yêu cầu học sinh tự tìm tòi, giải quyết bước tiếp theo. Nếu cần, giáo viên lại giúp đỡ cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra. - Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài toán của học sinh, nhằm giúp học sinh tự lực giải quyết được bài toán đã cho, đồng thời dạy học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải toán. + Ưu điểm: Hình thành ở người học kĩ năng định hướng, kĩ năng kế hoạch hóa hoạt động giải bài tập, kĩ năng thực hiện kế hoạch giải bài tập. 2. Cơ sở thực tiễn 2.1. Cơ sở pháp lý Ngày 5 tháng 5 năm 2006, Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo đã kí quyết định số 16/2006/QĐ – BGDĐT về việc ban hành Chương trình giáo dục phổ thông gồm: + Mục tiêu giáo dục. + Phạm vi và cấu trúc nội dung giáo dục. + Chuẩn kiến thức kĩ năng và yêu cầu về thái độ của từng môn học, cấp học. + Phương pháp và hình thức tổ chức giáo dục. + Đánh giá kết quả từng môn học ở mỗi lớp, cấp học. Dựa vào chuẩn kiến thức kĩ năng, các bài tập chương II cần đạt được những mục tiêu về kiến thức, kĩ năng sau: Kiến + Phát biểu được định nghĩa của lực và nêu được lực là một đại lượng thức vectơ. Nêu được các quy tắc tổng hợp và phân tích lực. Phát biểu được điều kiện cân bằng của chất điểm dưới tác dụng của nhiều lực + Nêu được quán tính của vật là gì? Phát biểu được định luật I Niutơn. 9 Nêu được mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc được thể hiện trong định luật II Niutơn như thế nào và viết hệ thức của định luật này. Phát biểu và viết hệ thức của định luật III Niu tơn. Phát biểu và viết hệ thức của định luật vạn vật hấp dẫn + Đặc điểm của lực đàn hồi. Phát biểu và viết hệ thức của định luật này đối với độ biến dạng của lò xo. + Nắm được phương pháp phân tích chuyển động cong. + Viết được công thức lực ma sát trượt. Khái niệm lực ma sát lăn và lực ma sát nghỉ. + Nêu được lực hướng tâm trong chuyển động tròn và viết hệ thức Kĩ năng + Biểu diễn được vectơ lực và phản lực trong các bài tập cụ thể. + Vận dụng được ba định luật Niu tơn để giải được các bài toán đối với một vật hoặc hệ hai vật chuyển động. + Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật để giải thích một số hiện tượng trong đời sống và kĩ thuật. + Giải được các bài toán về chuyển động ném ngang. + Vận dụng được các công thức tính lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản. + Vận dụng được công thức tính lực ma sát để giải các bài tập. + Vận dụng được định luật Húc để giải được bài tập đơn giản về sự biến dạng của lò xo. + Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về chuyển động tròn đều khi vật chịu tác dụng của một lực hoặc hai lực. Căn cứ văn bản số 5842/BGDĐT-VP ngày 01 tháng 9 năm 2011 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc: Hướng dẫn điều chỉnh nội dung dạy học GDPT. Theo phân phối chương trình, chương Động lực học chất điểm gồm hai tiết bài tập. Kết luận: Dựa vào chuẩn kiến thức kĩ năng cần đạt thì số lượng tiết bài tập trong chương trình còn ít chưa đáp ứng được việc vận dụng đủ các kiến thức vào giải quyết các bài tập của chương. 2.2. Cơ sở thực nghiệm Bằng việc sử dụng các mẫu phiếu hỏi giáo viên THPT và giảng viên trường ĐHTB 10 2.2.1.Thực trạng dạy học bài tập vật lí chương “Động lực học chất điểm” ở THPT 2.2.1.1. Mục đích điều tra - Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập vật lý nói chung và dạy học bài tập phần “Động lực học chất điểm” nói riêng để từ đó đưa ra các phương hướng khắc phục. - Tìm hiểu về việc tổ chức hoạt động dạy và học bài tập phần “Động lực học chất điểm” và việc sử dụng hệ thống bài tập cho phần này. - Tiếp cận với các dạng bài tập động lực học chất điểm thường dùng trong thực tế dạy học. - Tìm hiểu nguyên nhân về thực trạng dạy học bài tập phần “Động lực học chất điểm” ở trường phổ thông. 2.2.1.2. Đối tượng điều tra - GV một số trường THPT 1. Thầy Vũ Đình Lý – GV trường THPT Nguyễn Đức Thuận, huyện Vụ Bản, tỉnh Nam Định. 2. Cô Lò Thị Duyên – GV trường THPT Thuận Châu, huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La. 3. Thầy Bùi Ngọc Anh Toàn – GV trường THPT Quỳnh Thọ, huyện Quỳnh Phụ, tỉnh Thái Bình. - Giảng viên trường Đại học Tây Bắc 1. Cô Doãn Phương Lan 2.2.1.3. Phương pháp điều tra Để đạt được mục đích điều tra sử dụng hai phương thức điều tra là: gửi mẫu câu hỏi qua gmail và trao đổi trực tiếp. 2.2.1.4. Kết quả điều tra - Hầu hết giáo viên đều nhận thức được tầm quan trọng của bài tập vật lý trong quá trình dạy học, nội dung chương trình của phần Động lực học chất điểm hơi nặng, yêu cầu cao so với năng lực của học sinh, trong khi đó thời gian phân phối chương trình cho dạy và học chương này còn thiếu, không đủ thời gian để đảm bảo các yêu cầu chuẩn kiến thức kĩ năng. - Trong quá trình dạy học bài tập vật lý ở tiết chính khóa thường là sử dụng bài tập trong SGK và SBT, trong tiết học phụ đạo có sử dụng một số bài tập nâng cao với độ khó ở mức độ vừa phải phù hợp với chuẩn kiến thức, kĩ năng. - Việc lựa chon hệ thống bài tập trong việc dạy cũng như trong những tiết kiểm tra còn phụ thuộc rất nhiều bởi yếu tố học sinh. 11 - Bài tập trong chương Động lực học chất điểm được phân dạng theo các chủ đề nhỏ tương ứng với từng bài học. Về bài tập trọng tâm trong chương là các bài tập về áp dụng các định luật Niutơn. - Trong quá trình dạy học bài tập vật lí chương “Động lực học chất điểm”, giáo viên thường hướng dẫn học sinh giải bài tập bằng phương pháp động lực học: Tóm tắt; vẽ hình; phân tích lực tác dụng lên vật; viết phương trình động lực học theo định luật II Niutơn; chiếu phương trình ĐLH lên chiều dương đã chọn; xác định gia tốc a (nếu dữ kiện đầu bài chưa có); kết hợp các công thức động học để xác định các yếu tố cần tìm (quãng đường, vận tốc, thời gian….). - Trong các tiết kiểm tra thì thường sử dụng các bài tập trắc nghiệm xen kẽ với các bài tập tự luận để đánh giá mức độ nhận biết, thông hiểu, vận dụng của học sinh. - Do kiến thức phần này khá nhiều và quan trọng với việc hình thành tư duy vật lý cho học sinh mà phân phối tiết bài tập không đáp ứng đủ mục tiêu về kiến thức và kĩ năng nên cần bổ sung tiết tự chọn. - Phần “Lực ma sát lăn. Lực ma sát nghỉ. Chuyển động li tâm” thuộc phần giảm tải nhưng kiến thức của phần này vẫn giúp cho học sinh giải thích được một số hiện tượng trong đời sống và kĩ thuật, kiến thức phần này gắn liền với các bài tập thực tế giúp học sinh có khả năng tư duy và yêu thích bộ môn vật lý hơn, vì vậy nên cho các bài tập phần này vào tiết tự chọn. - Khi giải bài tập vật lý chỉ có một số bộ phận rất nhỏ học sinh giỏi và khá có thể độc lập suy nghĩ để tìm lời giải các bài tập, tự mình giải quyết nhiệm vụ học tập. Học sinh thường gặp khó khăn vận dụng kiến thức để thấy được kiến thức vật lý trong kĩ thuật và hiểu được ý nghĩa của các kiến thức học được trong đời sống. Kết luận: Như vậy, việc dạy học bài tập vật lý ở THPT là rất quan trọng, việc sử dụng bài tập còn phụ thuộc quá nhiều vào năng lực hiện tại của học sinh nên việc dạy và học bài tập vật lí chưa hiệu quả, còn mang nặng hình thức áp đặt, do chia nhỏ các dạng bài tập mà học sinh chỉ có thể nhận biết được những dạng bài tập tương tự, nếu đặt bài tập trong các tình huống khác nhau học sinh sẽ gặp khó khăn về việc nhận dạng bài tập từ đó dẫn tới không giải được bài. Điều này cũng cản trở sự yêu thích, hứng thú của học sinh với môn vật lý. Vì vậy việc phân dạng bài tập sao cho ít dạng và tổng quát nhất là điều quan trọng, học sinh nhìn vào đề bài là biết dạng bài tập và giải quyết bài tập một cách dễ dàng hơn. Trong quá trình dạy bài tập, giáo viên cần định hướng tư duy cho học sinh, giúp học sinh tự lực nhận biết được phương pháp giải bài tập thuộc dạng đó. 12 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Trong chương này tôi đã trình bày cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn về bài tập vật lý trong dạy học bài tập vật lý. Trong đó tôi đã trình bày về các chức năng của việc sử dụng bài tập vật lý, phân loại bài tập vật lý, đưa ra các cách hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý một cách khoa học. Tôi cũng đã trình bày kiến thức kĩ năng mà học sinh cần đạt trong chương “Động lực học chất điểm” và phân tích các mẫu phiếu hỏi giáo viên THPT và giảng viên trường ĐHTB để đưa ra các dạng bài tập cơ bản của chương một cách đầy đủ và hợp lí, tổng quát nhất. Hi vọng với việc vận dụng cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn vào việc dạy học vật lý ở trường phổ thông sao cho có hiệu quả. 13