Tài liệu Luận văn thạc sĩ bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua việc hướng dẫn giải bài tập chương dòng điện xoay chiều - vật lí 12

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC DƯƠNG THỊ THANH PHƯƠNG BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU- VẬT LÍ 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI - 2014 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC DƯƠNG THỊ THANH PHƯƠNG BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU- VẬT LÍ LỚP 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÍ) Mã số: 60 14 01 11 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đinh Văn Dũng HÀ NỘI – 2014 ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian qua, đề tài luận văn được hoàn thành không chỉ bởi nỗ lực của bản thân mà tôi còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ các thầy cô, đồng nghiệp, người thân và học sinh. Đầu tiên tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô trong trường Đại học Giáo dục - ĐHQG Hà Nội đã tận tình giảng dạy, trang bị kiến thức, quan tâm tới tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài này. Lời cảm ơn đặc biệt tôi xin gửi tới PGS.TS Đinh Văn Dũng thầy đã luôn theo sát, chỉ bảo, giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn. Nhân dịp này tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, tổ Lý - Hóa Sinh trường THPT Hoàng Văn Thụ thành phố Hải Dương và các bạn học viên Thạc sĩ Lý luận và phương pháp dạy học Vật Lý K8, các em học sinh, người thân trong gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện thuận lợi, động viên tôi trong quá trình nghiên cứu đề tài. Dù đã cố gắng song bản luận văn chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Kính mong được sự chỉ dẫn thêm của các thầy, cô và đồng nghiệp. Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả Dương Thị Thanh Phương i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Viết tắt Viết thành câu CH Câu hỏi ĐHGD Đại học Giáo dục SGK Sách giáo khoa TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm THPT Trung học phổ thông. ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................. Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIẾN .................................. 1.1. Bài tập vật lí ..................................................................................... Trang i ii iii v vi vii 1 5 5 1.1.1. Khái niệm về bài tập vật lí ................................................................ 5 Lời cảm ơn ............................................................................................. Danh mục viết tắt ..................................................................................... Mục lục .................................................................................................... Danh mục các bảng .................................................................................. Danh mục các biểu đồ, đồ thị ................................................................... Danh mục các hình ................................................................................... 1.1.2 .Vai trò của bài tập vật lí...................................................................... 5 1.1.3. Phân loại bài tập vật lí ........................................................................ 7 1.1.4. Phương pháp giải bài tập vật lí ....................................................... 11 1.2. Tư duy sáng tạo và việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh........... 15 1.2.1. Khái niệm tư duy ............................................................................... 15 1.2.2. Tư duy sáng tạo .................................................................................. 15 1.2.3. Đặc điểm của tư duy sáng tạo ............................................................. 16 1.2.4. Các biện pháp bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh....................... 20 1.3. Thực trạng của việc dạy giải bài tập vật lí ở trường THPT Hoàng Văn Thụ - Thành phố Hải Dương ................................................................ 24 1.3.1. Thực trạng hoạt động dạy giải bài tập vật lí trường Trung học phổ thông Hoàng Văn Thụ .................................................................................. 24 1.3.2. Nguyên nhân của những khó khăn, trở ngại khi bồi dưỡng tư duy sáng tạo của học sinh thông qua việc hướng dẫn giải bài tập chương Dòng điện xoay chiều và phương hướng khắc phục ..................................... 27 Kết luận chương 1 ........................................................................................ 28 Chương 2: XÂY DỰNG TÀI LIỆU VÀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC ................................................................................................ 29 2.1. Cấu trúc nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 .......... 29 iii 2.1.1. Vị trí chương “Dòng điện xoay chiều” trong chương trình vật lý phổ thông ..... 29 2.1.2. Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương “Dòng điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 ....................................................................................................................... 2.1.3. Mục tiêu dạy học ................................................................................. 2.2. Xây dựng hệ thống bài tập ................................................................................... 2.2.1. Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập ................................................ 2.2.2. Những hoạt động chính giáo viên cần rèn cho học sinh khi hướng dẫn giải bài tập nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo ........................................ 2.2.3. Mô tả hệ thống bài tập ........................................................................ 2.2.4. Hướng dẫn sử dụng hệ thống bài tập - bồi dưỡng tư duy sáng tạo theo các thành phần cơ bản của tư duy sáng tạo ........................................... Kết luận chương 2 ........................................................................................ 29 30 31 31 32 33 46 69 70 70 70 70 71 71 71 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .................................................. 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ............................................................ 3.2. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ........................................................... 3.3. Tiến trình thực nghiệm sư phạm ............................................................ 3.4. Thời gian thực nghiệm........................................................................... 3.5. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm.............................. 3.5.1. Tiêu chí để đánh giá .......................................................................... 3.5.2. Sơ bộ đánh giá hiệu quả của hệ thống bài tập và sự hướng dẫn của giáo viên theo hướng bồi dưỡng tư duy sáng tạo của học sinh ...................... 72 3.5.3. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm bằng phương pháp thống kê toán ....................................................................................... 74 Kết luận chương 3 ........................................................................................ 82 KẾT LUẬN ................................................................................................ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 84 PHỤ LỤC.................................................................................................... 86 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm số ................................................................75 Bảng 3.2. Bảng xử lí kết quả ........................................................................76 Bảng 3.3. Các tham số đặc trưng ................................................................77 Bảng 3.3. Bảng tần suất và tần suất lũy tích .................................................77 v DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Trang Biểu đồ 3.1. Phân bố điểm theo 11 bậc lớp 12A1 ......................................... 78 Biểu đồ 3.2. Phân bố điểm theo 11 bậc lớp 12A2 ......................................... 78 79 Đồ thị 1. Đường phân bố tần suất lũy tích (hội tụ lùi i () %) .................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1. Phân loại bài tập vật lí ................................................................ 8 Hình 1.2. Sơ đồ lập luận theo phương pháp phân tích ................................13 Hình 1.3. Sơ đồ lập luận theo phương pháp tổng hợp ................................ 14 Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung của chương “Dòng điện xoay chiều”............... 30 vii MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay, với cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ và sự bùng nổ thông tin trên nhiều lĩnh vực, thế giới đang bước vào thời đại của toàn cầu hoá thì vai trò của giáo dục ngày càng được tăng cường trong việc “Đào tạo ra những người lao động tự chủ, năng động, sáng tạo, có năng lực giải quyết những vấn đề thực tế”. Định hướng cho phát triển giáo dục đó là “Phát huy tính tích cực, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng năng lực tự học, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên”. (Luật giáo dục 1998, chương 1, điều 24). Vật lý là một môn học tự nhiên không chỉ cung cấp cho người học sự hiểu biết các hiện tượng tự nhiên, kỹ thuật mà còn là môn học giúp người học phát triển năng lực tư duy thông qua những suy luận có tính logic hoặc qua những hệ thống các bài tập mà chương trình môn học đưa ra. Trong đó, chương “Dòng điện xoay chiều” thuộc chương trình Vật lí lớp 12 là một trong những nội dung hàm chứa tương đối nhiều kiến thức với một hệ thống phong phú các bài tập. Điều đó có thể gây trở ngại rất lớn cho người học khi phải tiếp cận với nội dung của chương. Nếu không có một tư duy sáng tạo linh hoạt thì việc giải quyết mảng bài tập thuộc chương này, nhất là những bài tập nâng cao sẽ rất khó khăn. Từ những suy nghĩ đó, chúng tôi mong muốn được tìm hiểu đề tài “Bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua việc hướng dẫn giải bài tập chương Dòng điện xoay chiều – Vật lí 12”. 2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu Tới nay ngày càng nhiều những nghiên cứu khoa học quan tâm đến vấn đề xây dựng và định hướng hoạt động giải bài tập cho học sinh. Điển hình về luận văn thạc sĩ nghiên cứu vấn đề này như “Xây dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương Dao động cơ vật lí 12 trung học phổ thông, chương trình cơ bản theo hướng tính tích cực, tự chủ và bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh ” - Luận văn thạc sĩ ĐHGD 2012 của tác giả Phạm Thị Thúy Hồng, “Xây 1 dựng hệ thống và hướng dẫn giải bài tập chương Dòng điện xoay chiều vật lí 12 THPT chương trình nâng cao dành cho học sinh lớp chọn” - Luận văn thạc sĩ ĐHGD 2013 của tác giả Nguyễn Văn Nhiệm, “Xây dựng hệ thống và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Cảm ứng điện từ -Vật lí lớp 11 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT chuyên” - Luận văn thạc sĩ ĐHGD 2013 của tác giả Phạm Thị Lan Anh, “Xây dụng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương Dòng điện xoay chiều vật lí lớp 12 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi” - Luận văn thạc sĩ ĐHGD 2013 của Vũ Văn Phong…Ngoài ra có rất nhiều sách, tài liệu về bài tập vật lí hay và chọn lọc để làm phong phú nguồn tài nguyên để học sinh và giáo viên tham khảo. Tuy nhiên, nghiên cứu về dạy học vật lí nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy sáng tạo còn chưa nhiều, đặc biệt về mảng kiến thức khá lớn và quan trọng như Dòng điện xoay chiều trong chương trình vật lí 12 chưa thực sự được nghiên cứu một cách đầy đủ. 3. Mục đích nghiên cứu Chọn lựa, xây dựng hệ thống bài tập chương Dòng điện xoay chiều trong chương trình Vật lí 12 và hướng dẫn hoạt động giải bài tập nhằm rèn thói quen chủ động, suy nghĩ sáng tạo cho học sinh khi giải quyết các bài tập. Trong quá trình triển khai nghiên cứu đề tài sẽ tập trung giải quyết các nhiệm vụ cụ thể chủ yếu sau: Thứ nhất, nghiên cứu lý luận về bài tập trong dạy học vật lí, về tư duy sáng tạo và mối quan hệ giữa hoạt động giải bài tập vật lí và sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh. Thứ hai, xây dựng hệ thống bài tập chương Dòng điện xoay chiều và tổ chức dạy học để hướng dẫn học sinh giải các bài tập đó theo hướng đi tìm lời giải tốt nhất cho bài toán, qua đó có tác dụng phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh. Thứ ba, thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá chất lượng của việc hướng dẫn học sinh giải các tập đòi hỏi sự sáng tạo đã được xây dựng ở chương Dòng điện xoay chiều trong chương trình Vật lí lớp 12 cơ bản tại trường THPT 2 Hoàng Văn Thụ tỉnh Hải Dương. Từ đó rút ra những bài học kinh nghiệm, những thành công cũng như những khó khăn mà việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh thường gặp phải và đề xuất hướng khắc phục. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là hoạt động dạy và học giải bài tập vật lí lớp 12. Phạm vi nghiên cứu là hoạt động dạy học về bài tập vật lí chương Dòng điện xoay chiều - Vật lí 12. Đối tượng thực nghiệm: hoạt động dạy học về bài tập vật lí chương Dòng điện xoay chiều - Vật lí 12 tại trường THPT Hoàng Văn Thụ - thành phố Hải Dương. 5. Phương pháp nghiên cứu Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: Sưu tầm, đọc và nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học đại cương, lí luận dạy vật lí, tài liệu về các bài tập liên quan đến chương đang đề cập, các tài liệu thu thập được từ nhiều nguồn khác nhau như sách báo, đề thi, tạp chí chuyên ngành, các công trình, đề tài nghiên cứu khoa học có nội dung liên quan. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, điều tra - khảosát bằng phiếu hỏi, tổng kết kinh nghiệm. Nhóm phương pháp xử lý thông tin: Định lượng, định tính, thống kê và phân tích thống kê. 6. Giả thuyết khoa học Nếu có thể xây dựng được một hệ thống các bài tập và tổ chức hoạt động dạy giải bài tập để dẫn dắt học sinh xử lý các bài tập đó một cách linh hoạt nhằm tìm ra lời giải tối ưu thì có thể bồi dưỡng và phát triển tư duy sáng tạo cho các em. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa lý luận của đề tài: 3 Đưa ra được tầm quan trọng của việc phát triển tư duy sáng tạo cho người học và cung cấp một cách rõ ràng cơ sở lý luận về sự thúc đẩy cho tư duy người học sáng tạo hơn thông qua hoạt động giải các bài tập vật lí. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài : Hình thành và phát triển tư duy sáng tạo bằng cách tạo ra thói quen chủ động đi tìm lời giải tối ưu cho bài toán trên hệ thống bài tập chương Dòng điện xoay chiều - chương trình Vật lí 12 đã được xây dựng. Tài liệu sẽ giúp ích cho học sinh hứng thú, say mê với môn học hơn nhờ được tăng cường khả năng tự học và tư duy sáng tạo. Đồng thời đây sẽ là một tài liệu mới hữu ích cho các giáo viên tham khảo. 8. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2: Xây dựng tài liệu và hướng dẫn tổ chức hoạt động dạy học. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 4 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Bài tập vật lí 1.1.1. Khái niệm về bài tập vật lí Một vấn đề hay một câu hỏi cần giải đáp nhờ lập luận logic, suy luận toán học hay thực nghiệm vật lí trên cơ sở sử dụng các định luật và các phương pháp của vật lí học gọi là bài toán vật lí. [9] Bài toán vật lí hay đơn giản gọi là các bài tập vật lí là một phần quan trọng của quá trình dạy học vật lí vì nó cho phép hình thành và làm phong phú các khái niệm vật lí, phát triển tư duy và thói quen vận dụng kiến thức vật lí vào thực tiễn. UNESCO đã từng nhấn mạnh rằng: “Trái với thông lệ cổ truyền, việc giảng dạy ngày nay phải thích nghi với người học, chứ không buộc người học tuân theo những quy định sẵn có trong việc dạy học”. Định hướng đó đã phát triển mục đích của việc học tập từ chỗ học để biết đến học để hành rồi đến học để thành người tự chủ, năng động và sáng tạo. Chỉ có vậy mới đáp ứng được đòi hỏi của thực tiễn là đào tạo được những con người phải có cả kiến thức và phương pháp tư duy. 1.1.2. Vai trò của bài tập vật lí Hệ thống bài tập có vai trò rất đa dạng trong quá dạy học vật lí. Nếu không được tiếp cận với hệ thống bài tập sau giai đoạn tìm hiểu các vấn đề lý thuyết trừu tượng thì không thể hiểu sâu sắc và vận dụng những lý thuyết đã học vào thực tế. Vì trong lúc xây dựng kiến thức học sinh mới chỉ nắm các kiến thức một cách khái quát, mà trong thực tế thì các kiến thức đó lại được biểu hiện một cách muôn màu muôn vẻ và đôi khi rất phức tạp, vậy nên hệ thống bài tập cũng đóng vai trò là một kênh thông tin giúp mở rộng và đào sâu kiến thức. Ví dụ khi thực hiện bài tập trắc nghiệm: Để tăng dung kháng của một tụ điện phẳng có điện môi là không khí, ta cần 5 A. tăng tần số điện áp đặt vào hai bản tụ điện. B. tăng điện dung của tụ điện. C. giảm điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện. D. tăng khoảng cách giữa các bản tụ điện. Thông thường học sinh chưa thể trả lời câu hỏi này ngay vì bài tập được tổng hợp từ nhiều kiến thức. Khi đó, hầu hết các em đều phải sử dụng phương pháp loại trừ để làm bài tập. Đáp án tìm ra là D sẽ giúp các em thêm thông tin về đại lượng dung kháng. Hệ thống bài tập vật lí vừa là phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức một cách sinh động đôi khi cũng có vai trò là gợi ý để khởi đầu dẫn dắt đến một kiến thức mới. Ví dụ trong bài 13 sách giáo khoa vật lí lớp 12 cơ bản “Mạch R,L,C nối tiếp”, để xây dựng biểu thức điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch theo biểu thức cường độ dòng điện tức thời, giáo viên có thể xây dựng kiến thức dưới dạng một bài tập vật lí và giới thiệu phương tiện giản đồ véc tơ quay là học sinh hoàn toàn có thể tự xây dựng được kiến thức của bài mới. Giải bài tập nói chung và giải bài tập vật lí nói riêng là một trong những hình thức luyện tập được thực hiện nhiều nhất trong các nhà trường phổ thông vì tính hiệu quả mà nó đem lại. Vì thông qua hoạt động giải bài tập học sinh sẽ rèn luyện được các kỹ năng cần thiết như vận dụng lí thuyết vào thực tế, kỹ năng tổng hợp và phân tích vấn đề, kỹ năng xử lí số liệu, kỹ năng tính toán, kỹ năng phản ứng nhanh…Như vậy, khi học sinh có thể hình thành các kỹ năng để giải quyết tốt các bài tập thì kiến thức cũng được các em nắm vững một cách thực sự sâu sắc. Mặt khác, qua kết quả của việc học sinh giải quyết các bài tập vật lí, giáo viên có thể kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng, đặc biệt phát hiện trình độ trí tuệ của học sinh. Từ cơ sở đó, giáo viên sẽ điều khiển quá trình tổ chức dạy học để phù hợp hơn với học sinh của mình. 6 Một ưu điểm của hệ thống bài tập nữa là học sinh sau khi nắm vững lí thuyết thường hào hứng giải quyết các bài toán, tự thử sức mình để củng cố kiến thức. Trong quá trình làm bài tập, các em có thể gặp khó khăn vì vậy đòi hỏi các em phải rèn tính chủ động, kiên trì để đạt được mục đích trong nhiệm vụ học tập – đó cũng là những thói quen tốt mà các em cần hình thành. Có thể nói, bài tập vật lí là một phương tiện tốt để phát huy sự tự lực trong công việc, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động để giúp các em vượt qua các trở ngại khi đối mặt với các nhiệm vụ trong học tập cũng như trong đời sống của mình. Hệ thống bài tập vật lí còn tỏ ra có một vai trò rất hiệu quả trong việc tác động tới năng lực tư duy của học sinh. Thực ra, mục đích của việc dạy học vật lý không phải là giúp học sinh biết làm bài tập mà phải làm sao cho học sinh hiểu sâu sắc các quy luật vật lí, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn và cuối cùng phát triển được năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề. Qua quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập vật lí đặt ra, học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa… để giải quyết vấn đề, theo đó tư duy của học sinh sẽ có điều kiện để phát triển. Có những bài tập không chỉ dừng lại ở phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp học sinh bồi dưỡng tư duy sáng tạo. Vì vậy có thể coi bài tập vật lí với chức năng là một phương pháp dạy học ở một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lí ở nhà trường phổ thông. 1.1.3. Phân loại bài tập vật lí Số lượng các bài tập Vật lí sử dụng trong thực tiễn dạy học hiện nay rất lớn, vì vậy cần có sự phân loại sao cho có tính tương đối thống nhất về mặt lí luận cũng như thực tiễn cho phép người dạy lựa chọn và sử dụng hợp lí các bài tập vật lí trong dạy học. Các bài tập vật lí khác nhau về nội dung và mục đích dạy học, vì vậy trong dạy học vật lí có thể phân loại chúng như sau: [10] 7 BÀI TẬP VẬT LÍ Phân loại theo yêu cầu phát triển tư duy Phân loại theo nội dung Bài tập theo đề tài vật lí Cơ Bài tập có nội dung cụ thể hoặc trừu tượng Bài tập Kĩ thuật tổng hợp Nhiệt Điện Bài tập có nội dung lịch sử Bài tập vật lí vui Bài tập luyệ n tập Bài tập sáng tạo 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 Trắc nghiêm khách quan Quang Hình 1.1. Phân loại bài tập vật lí Tuy nhiên, cần nói thêm rằng, các phương án phân loại như trên không hoàn toàn tách biệt, một bài tập cụ thể có thể đồng thời thuộc một vài nhóm khác nhau. 1.1.3.1. Phân loại bài tập theo nội dung: Đây là cách chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu vật lí. Theo đó, người ta phân thành các bài tập về Cơ học, Vật lí phân tử, Điện học...sự phân chia này mang tính quy ước, bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết một bài tập thường không phải chỉ lấy trong một chương mà có thể lấy từ nhiều chương, nhiều phần vật lí khác nhau trong chương trình vật lí đã học. 8 Theo nội dung, bài tập vật lí cũng có thể phân chia thành các bài tập có nội dung trừu tượng và bài tập có nội dung cụ thể, bài tập có nội dung thực tế, bài tập có nội dung lịch sử, bài tập vui. Ở các bài tập có nội dung trừu tượng, các dữ kiện đều cho dưới dạng các kí hiệu, lời giải cũng sẽ biểu diễn dưới dạng một công thức chứa đựng ẩn số và dữ kiện đã cho, bản chất vật lí được nêu bật lên còn những chi tiết không không bản chất bị bỏ bớt. Ngược lại, với các bài tập có nội dung cụ thể, các dữ kiện đều cho dưới dạng các con số cụ thể. Ưu điểm của bài tập trừu tượng là nhấn mạnh bản chất vật lí của hiện tượng mô tả trong bài tập, còn ưu điểm của các bài tập cụ thể mang đặc trưng trực quan gắn liền với thực tiễn, với kinh nghiệm sống của học sinh. Dạng bài tập này có có tác dụng tập dượt cho học sinh phân tích các hiện tượng vật lí cụ thể để làm rõ bản chất vật lí. Các bài tập có nội dung thực tế là bài tập chứa đựng những kiến thức về kĩ thuật, về sản xuất công nông nghiệp về giao thông liên lạc … là những bài tập có tác dụng lớn về giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Bài tập có nội dung lịch sử: đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử - những dữ liệu về các thí nghiệm vật lí, về những phát minh sáng chế hoặc về những câu chuyện có tính chất lịch sử. Ngoài ra, để phát triển và duy trì hứng thú học vật lí, người ta thường sử dụng các bài tập vật lí vui làm cho bài học sinh động. Trong các bài tập như vậy các điều kiện của bài tập thường chứa đựng các yếu tố nghịch lí hoặc gây hứng thú và trí tò mò ở học sinh. Ví dụ: Khi nhắc về hiện tượng đoản mạch GV có thể đưa ra câu hỏi: Tại sao những vụ hỏa hoạn do điện gây ra thường xảy ra lúc buổi đêm hoặc những lúc ít dùng các thiết bị điện? 1.1.3.2.Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải: Theo đó, người ta sẽ phân ra thành các dạng: bài tập định tính, bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị, bài tập trắc nghiệm khách quan. 9 Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần thực hiện các phép tính phức tạp hay chỉ thực hiện những phép tính đơn giản hoặc tính nhẩm được. Có hai loại bài tập định tính là giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng. Bài tập định lượng (bài tập tính toán) 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 án định lượng. Đó là các bài tập khi giải phải sử dụng các phương pháp Toán học (dựa trên các định luật và quy tắc, thuyết vật lí). Dạng bài tập này sử dụng rộng rãi, thường được soạn thảo cho chương trình vật lí phổ thông. Các bài tập này có thể giải trên lớp, trong giờ luyện tập, giao về nhà cho học sinh tập vận dụng kiến thức (sau đó có sự kiểm tra của giáo viên). Dạng bài tập này có ưu điểm lớn là làm sâu sắc các kiến thức của học sinh, rèn luyện cho học sinh vận dụng phương pháp nhận thức đặc thù của vật lí đặc biệt phương pháp suy luận toán học. Bài tập thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải bằng lí thuyết hoặc tìm những số liệu cần thiết cho bài tập. Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lí luận và thực tiễn. Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để giải phải tìm trong đồ thị đã cho trước hoặc ngược lại. Bài tập đòi hỏi học sinh phải biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng đã nêu trong bài tập. Bài tập đồ thị có tác dụng rèn luyện kĩ năng đọc, vẽ đồ thị, mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng mô tả trong đồ thị. 1.1.3.3. Phân loại theo yêu cầu phát triển tư duy trong quá trình dạy học: Bài tập luyện tập là loại bài tập dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng được những kiến thức xác định để giải từng bài tập theo mẫu xác định. Ở đó chưa đòi hỏi học sinh phải tư duy sáng tạo mà chủ yếu để cho học sinh luyện tập, nắm vững cách giải đối với một loại bài tập đã được chỉ dẫn. 10 Bài tập sáng tạo là loại bài tập để phát triển tư duy sáng tạo của học sinh. Có thể chia bài tập sáng tạo thành bài tập nghiên cứu: khi cần giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở mô hình trừu tượng thích hợp từ lí thuyết vật lí; bài tập thiết kế: bài tập loại này là bài tập xây dựng mô hình thực nghiệm để kiểm tra kết quả rút ra từ lí thuyết. Ngoài ra, bài tập sáng tạo còn được hiểu là bài tập có nhiều cách giải hoặc bài tập có cách giải hay. Luận văn sẽ tập trung khai thác về bài tập sáng tạo kiểu này. 1.1.4. Phương pháp giải bài tập vật lí Đối với học sinh phổ thông, vấn đề giải bài tập, nhất là các bài tập nâng cao gặp không ít khó khăn. Vì vậy các em giải một cách mò mẫm, không có định hướng rõ ràng, áp dụng công thức máy móc dẫn tới không thể đến được kết quả hoặc nếu tìm ra đáp số thì lời giải dài dòng và mất rất nhiều thời gian. Có nhiều nguyên nhân: - Vì học sinh thường không có kiến thức lý thuyết chắc chắn và kĩ năng vận dụng kiến thức vật lí còn hạn chế. - Học sinh chưa có phương pháp khoa học để giải bài tập vật lí. - Thiếu sự linh hoạt, sáng tạo. 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 và nhanh chóng là một việc rất cần thiết. Nó không những giúp học sinh có kiến thức lý thuyết chắc chắn, rèn luyện kĩ năng suy luận logic, làm việc một cách khoa học, có kế hoạch mà còn là nền tảng để bồi dưỡng tư duy sáng tạo. Quá trình giải một bài tập Vật lí, đặc biệt là giải một bài tập phức tạp, có thể trải qua các bước chính sau: [10] Bước 1. Tìm hiểu đề bài: - Đọc, ghi ngắn gọn các dữ kiện đã cho và các đại lượng cần tìm. - Mô tả lại tình huống được nêu trong bài tập, vẽ hình minh họa. Nếu đề bài yêu cầu, thì phải làm thí nghiệm hoặc vẽ đồ thị để thu được dữ kiện 11