Tài liệu Các dạng bài tập và phương pháp giải chương sóng cơ vật lí nâng cao 12

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC NGUYỄN THỊ THƯƠNG CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CHƯƠNG “SÓNG CƠ” VẬT LÍ NÂNG CAO 12 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC SƠN LA, NĂM 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC NGUYỄN THỊ THƯƠNG CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CHƯƠNG “SÓNG CƠ” VẬT LÍ NÂNG CAO 12 CHUYÊN NGÀNH: PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn: Ths. Doãn Phương Lan SƠN LA, NĂM 2013 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thạc sĩ – Doãn Phương Lan – giảng viên giảng dạy bộ môn Vật lí trường Đại học Tây Bắc đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện khoá luận này. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô giáo trong tổ bộ môn Vật lí khoa Toán – Lí – Tin, thư viện trường Đại học Tây Bắc đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian thực hiện khoá luận này. Chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Thanh và tập thể lớp 12A, 12C trường THPT Trần Phú – Huyện Nga Sơn – Tỉnh Thanh Hoá, cùng toàn thể các bạn sinh viên lớp K50 – ĐHSP Vật lí đã đóng góp ý kiến và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian qua. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn để khoá luận được hoàn thiện hơn. Sơn La, ngày 08 tháng 04 năm 2013 Người thực hiện Nguyễn Thị Thương KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT THPT Trung Học Phổ Thông ĐHSP Đại học sư phạm ĐHQG Đại học Quốc Gia NXB Nhà xuất bản TB Trung bình TN Thực nghiệm ĐC Đối chứng MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU..............................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài. ........................................................................................................1 2. Mục đích của đề tài. ....................................................................................................1 3. Đối tượng nghiên cứu. ................................................................................................2 4. Giả thuyết khoa học. ...................................................................................................2 5. Nhiệm vụ của đề tài. ...................................................................................................2 6. Phương pháp nghiên cứu. ..........................................................................................2 7. Cấu trúc của đề tài. .....................................................................................................2 8. Kế hoạch thực hiện đề tài...........................................................................................3 PHẦN NỘI DUNG ..........................................................................................................4 CHƯƠNG I: LÝ LUẬN VỀ BÀI TẬP VẬT LÍ ..........................................................4 1.1. Khái niệm bài tập vật lí. ..........................................................................................4 1.2. Mục đích sử dụng bài toán trong dạy học.............................................................4 1.2.1. Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức. .................................4 1.2.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt tới kiến thức. ...................................4 1.2.3. Giải bài tập vật lí rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát........................................................4 1.2.4. Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh...4 1.2.5. Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy của học sinh .......................5 1.2.6. Giải bài tập vật lí để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh. ...5 1.3. Phân loại bài tập vật lí.............................................................................................5 1.4. Những yêu cầu chung đối với dạy học về bài tập vật lí. ......................................5 1.5. Phương pháp giải bài tập vật lí. .............................................................................6 1.5.1. Phương pháp giải bài tập vật lí. ............................................................................6 1.5.1.1. Tìm hiểu đầu bài. .................................................................................................6 1.5.1.2. Phân tích hiện tượng. ..........................................................................................7 1.5.1.3. Xây dựng lập luận................................................................................................7 1.5.1.4. Biện luận. .............................................................................................................7 1.5.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập. ...................................................................7 1.5.2.1. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính...................................................8 1.5.2.2.1. Phương pháp phân tích. ...................................................................................9 1.5.2.2.2. Phương pháp tổng hợp. ..................................................................................10 1.5.2.2.3. Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp. .......................10 1.6. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí.................................................................10 1.6.1. Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn Angôrit). .....................................................10 1.6.2. Hướng dẫn tìm tòi................................................................................................11 1.6.3. Định hướng khái quát chương trình hóa. .........................................................12 1.7. Trắc nghiệm khách quan trong vật lí. .................................................................12 1.7.1. Khái niệm. ............................................................................................................12 1.7.2. Yếu tố hình thành câu hỏi trắc nghiệm khách quan. .......................................13 1.7.3. Các hình thức câu hỏi trắc nghiệm khách quan. ..............................................14 1.7.3.1. Câu trắc nghiệm đúng sai..................................................................................14 1.7.3.2. Câu trăc nghiệm ghép đôi. ................................................................................14 1.7.3.3. Câu hỏi điền khuyết ...........................................................................................15 1.7.3.4. Câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn. ......................................................................15 1.7.4. Cách làm bài tập trắc nghiệm khách quan. .......................................................15 1.7.4.1. Câu lý thuyết chủ yếu yêu cầu nhận biết. ..........................................................16 1.7.4.2. Câu lý thuyết yêu cầu phải hiểu và vận dụng được kiến thức vào những tình huống mới........................................................................................................................16 1.7.4.3. Bài toán. .............................................................................................................16 KẾT LUẬN CHƯƠNG I ..............................................................................................17 CHƯƠNG 2: PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI..18 2.1 Kiến thức cơ bản trong chương “sóng cơ học”. ..................................................18 2.1.1. Sóng cơ học. .........................................................................................................18 2.1.2. Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng. .........................................18 2.1.3. Phương trình sóng. ..............................................................................................19 2.1.4. Sóng dừng. ...........................................................................................................20 2.1.5. Giao thoa sóng. ....................................................................................................21 2.1.6. Sóng âm. ...............................................................................................................23 2.1.7. Hiệu ứng Đốp-ple. ...............................................................................................23 2.2 Lựa chọn hệ thống bài tập và hướng dẫn giải. ....................................................24 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM ........................................................................................24 BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ..........................................................................................28 Dạng 1. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG CƠ ........................................................................28 I. Phương pháp: ............................................................................................................28 II. Bài tập mẫu: .............................................................................................................30 III. Bài tập hướng dẫn: ................................................................................................32 Dạng 2. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SÓNG .............................................................36 I. Phương pháp: ............................................................................................................36 II. Bài tập mẫu: .............................................................................................................37 III. Bài tập hướng dẫn: ................................................................................................41 Dạng 3. HIỆN TƯỢNG SÓNG DỪNG ........................................................................44 I. Phương pháp: ............................................................................................................44 II. Bài tập mẫu: .............................................................................................................45 III. Bài tập hướng dẫn: ................................................................................................47 Dạng 4. SÓNG ÂM ........................................................................................................51 I. Phương pháp: ............................................................................................................51 II. Bài tập mẫu: .............................................................................................................52 III. Bài tập hướng dẫn: ................................................................................................55 KẾT LUẬN CHƯƠNG II ............................................................................................59 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM...............................................................60 3.1. Mục đích thực nghiệm. ..........................................................................................60 3.2. Đối tượng nghiên cứu. ...........................................................................................60 3.3. Nội dung thực nghiệm. ..........................................................................................60 3.4. Thực nghiệm hướng dẫn học sinh giải bài tập phần “ Sóng cơ học”. .............60 3.5. Kết quả thực nghiệm. ............................................................................................66 3.6. Nhận xét chung qua đợt thực nghiệm. ................................................................67 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..........................................................................................68 1. KẾT LUẬN ................................................................................................................68 2. KIẾN NGHỊ ...............................................................................................................68 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................69 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Vật lí học là ngành khoa học thực sự thú vị và hữu ích. Với những thành tựu của mình, vật lí học đã giúp con người tìm hiểu, khám phá, cải tạo thế giới tự nhiên phục vụ con người. Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, vật lí học có nhiều bước tiến nhảy vọt. Hiện nay, vật lí đang từng bước khẳng định vai trò của mình là một trong những ngành khoa học quan trọng giúp con người cải tạo, hoàn thiện khả năng làm chủ đối với thế giới tự nhiên. Trong chương trình trung học phổ thông, bộ môn vật lí có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo của giáo dục phổ thông. Việc giảng dạy bộ môn này có nhiệm vụ cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, bước đầu hình thành ở học sinh những năng lực nhận thức, năng lực hành động và phẩm chất nhân cách mà mục tiêu giáo dục đề ra. Đặc biệt trong chương trình lớp 12, bộ môn vật lí đưa ra nhiều phần, nhiều dạng bài tập, các kiến thức cơ bản phục vụ cho các em học sinh ôn tập phục vụ cho kì thi cuối cấp và thi đại học. Trong các phần hay dạng bài tập mà các em được học, sóng cơ - phần học nghiên cứu quy luật chuyển động của sóng và những hiện tượng đặc trưng của sóng. Việc nghiên cứu chuyển động sóng có những ứng dụng quan trọng trong đời sống và kĩ thuật. Để giúp các em học sinh vận dụng thành thạo các kĩ năng giải bài tập đồng thời phân biệt các dạng bài tập trong phần học này, tôi đã mạnh dạn chọn đề tài: Các dạng bài tập và phương pháp giải chương “Sóng cơ” Vật lí nâng cao 12. Tôi hi vọng đây sẽ là một trong những tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên sư phạm vật lí và giáo viên dạy vật lí ở các trường phổ thông cũng như các em học sinh lớp 12. 2. Mục đích của đề tài Nêu ra hệ thống các dạng bài tập và phương pháp giải bài tập giúp nâng cao khả năng vận dụng lí thuyết, tạo lòng hứng thú, yêu thích môn học, phát huy tính tích cực, sáng tạo ở các em học sinh trong quá trình vận dụng. 1 3. Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh trong quá trình dạy bài tập phần Sóng cơ học - Vật lí 12 nâng cao. 4. Giả thuyết khoa học Nếu vận dụng cơ sở lý luận dạy học về bài tập vật lí qua đó sẽ lựa chọn được hệ thống bài tập, giúp đỡ và hướng dẫn, định hướng việc giải bài tập của học sinh thì hi vọng sẽ phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong dạy học về bài tập vật lí. 5. Nhiệm vụ của đề tài  Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học bài tập vật lí.  Hệ thống nội dung kiến thức cơ bản học sinh cần nắm vững để vận dụng giải bài tập phần Sóng cơ học - Vật lí 12 nâng cao.  Sưu tầm và lựa chọn bài tập. Từ đó phân loại bài tập. Hướng dẫn giải các bài tập điển hình.  Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra kết quả, qua đó có thể sửa đổi, bổ sung, hoàn thiện nội dung. 6. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện được các nhiệm vụ đề ra, trong đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:  Nghiên cứu lý luận.  Quan sát.  Điều tra thăm dò.  Thực nghiệm sư phạm.  Thống kê toán học. 7. Cấu trúc của đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận và danh mục tài liệu tham khảo. Đề tài được chia làm 3 phần chính sau:  Chương I: Lý luận về bài tập vật lí.  Chương II: Phân loại các dạng bài tập và phương pháp giải.  Chương III: Thực nghiệm sư phạm. 2 8. Kế hoạch thực hiện đề tài  Từ tháng 9/2012 đến tháng 11/2012: Nghiên cứu lý thuyết, lý luận và hoàn thành đề cương chi tiết của đề tài.  Từ tháng 11/2012 đến tháng 12/2012: Phân loại các dạng bài tập và phương pháp giải.  Từ tháng 1/2013 đến tháng 2/2013: Viết đề tài.  Từ tháng 2/2013 đến tháng 4/2013: Thực nghiệm sư phạm.  Từ tháng 4/2013 đến tháng 5/2013: Chỉnh sửa đề tài.  Tháng 5/2013: Bảo vệ đề tài. 3 PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: LÝ LUẬN VỀ BÀI TẬP VẬT LÍ 1.1. Khái niệm bài tập vật lí Bài tập vật lí là một yêu cầu học tập đặt ra cho học sinh, được học sinh giải quyết trên cơ sở các suy luận lôgic, phép tính toán, thí nghiệm, dựa vào các kiến thức về khái niệm, định luật và các thuyết vật lí. Trong quá trình giảng dạy, phải gắn liền việc giảng dạy lý thuyết với việc giải bài tập, dùng lý thuyết làm cơ sở lý luận để làm bài tập. Việc giải bài tập chính là đi soi sáng lại lý thuyết. 1.2. Mục đích sử dụng bài toán trong dạy học 1.2.1. 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 các bài tập, học sinh phải vận dụng các kiến thức khái quát và 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 nó trong thực tế, phát hiện ngày càng nhiều hiện tượng thuộc ngoại diên của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay thuộc phạm vi ứng dụng của nó. 1.2.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt tới kiến thức Với trình độ toán học đã khá phát triển, nhiều khi các bài tập được sử dụng khéo léo để 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. 1.2.3. Giải bài tập vật lí rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát Bài tập vật lí là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kỹ năng, kỹ 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. 1.2.4. 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 đề bài, 4 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 phát triển, năng lực làm việc tự lực của học sinh được nâng cao, tính kiên trì được phát triển. 1.2.5. Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy của học sinh Bài tập vật lí không chỉ dừng lại trong phạm vi dụng những kiến thức đã học mà còn giúp 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. 1.2.6. Giải bài tập vật lí để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh Bài tập vật lí là một trong những phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh. Tùy theo cách đặt câu hỏi để kiểm tra, ta có thể phân loại được mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh được chính xác. 1.3. Phân loại bài tập vật lí Có nhiều cách phân loại bài tập vật lí.  Dựa vào các phương tiện giải: + Bài tập định tính + Bài tập tính toán + Bài tập thí nghiệm + Bài tập đồ thị  Dựa vào mức độ khó khăn của bài tập đối với học sinh: + Bài tập dượt + Bài tập tổng hợp + Bài tập sáng tạo 1.4. Những yêu cầu chung đối với dạy học về bài tập vật lí 1.4.1. Trong dạy học vật lí giáo viên phải dự tính cho toàn bộ công việc về bài toán, với từng đề bài, từng tiết học cụ thể. Có như vậy mới phát huy được khả năng của bài toán trong thực hiện những yêu cầu của dạy học vật lí. Cần phải thực hiện những yêu cầu sau đây: 5  Lựa chọn chuẩn bị các bài toán nêu vấn đề để sử dụng trong các tiết nghiên cứu tài liệu mới nhằm kích thích hứng thú học tập và phát triển tư duy của học sinh.  Lựa chọn chuẩn bị các bài toán nhằm củng cố, bổ sung, hoàn thiện những kiến thức vật lí cụ thể đã học. Cung cấp cho học sinh những hiểu biết thực tế, kỹ thuật có liên quan đến kiến thức lý thuyết.  Lựa chọn, chuẩn bị các bài toán điển hình nhằm hướng dẫn cho học sinh vận dụng các kiến thức đã học để giải các bài toán cơ bản, hình thành phương pháp chung cho mỗi bài toán đó.  Lựa chọn chuẩn bị các bài toán nhằm kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức kỹ năng của học sinh về từng kiến thức cụ thể và về từng phần của chương trình.  Sắp xếp các bài toán đã lựa chọn thành hệ thống, định rõ kế hoạch và phương pháp sử dụng trong tiến trình dạy học. 1.4.2. Trong việc giải bài toán vật lí phải dạy cho học sinh biết vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề đặt ra, phải rèn luyện cho học sinh kỹ năng giải các bài toán cơ bản thuộc các phần khác nhau của giáo trình vật lí phổ thông. 1.4.3. Trong bài toán vật lí phải đặc biệt coi trọng việc rèn luyện tư duy và đảm bảo tính tự lập của học sinh. Giải bài toán không chỉ giúp cho học sinh củng cố kiến thức, luyện tập áp dụng những kiến thức đã học mà quan trọng hơn là hình thành phong cách nghiên cứu. Phát triển tư duy học sinh trong quá trình giải bài toán, cũng như trong mọi hoạt động trí tuệ, đòi hỏi phải áp dụng các hình thức nhận thức và phương thức nhận thức khoa học. 1.5. Phương pháp giải bài tập vật lí 1.5.1. Phương pháp giải bài tập vật lí Bài tập vật lí rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú. Tuy nhiên có thể vạch ra một dàn bài chung gồm những bước sau: 1.5.1.1. Tìm hiểu đầu bài.  Xác định ý nghĩa vật lí của các thuật ngữ, phân biệt đâu là ẩn số đâu là dữ liệu.  Chuyển ngôn ngữ đời thường trong toán sang ngôn ngữ vật lí.  Dùng các kí hiệu để tóm tắt bài cho gọn. 6  Trong trường hợp cần thiết, cần phải vẽ hình, dùng đồ thị để diễn đạt những điều kiện đầu bài. 1.5.1.2. Phân tích hiện tượng  Nhận biết những dữ kiện đầu bài đã cho có liên quan đến khái niệm nào hiện tượng nào quy tắc nào, định luật nào trong vật lí.  Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đầu bài, mỗi giai đoạn bị chi phối bởi những đặc tính nào, quy tắc nào, định luật nào. 1.5.1.3. Xây dựng lập luận Có hai phương pháp xây dựng lập luận để giải:  Phương pháp phân tích. + Xuất phát từ ẩn số của bài tập, tìm ra mối quan hệ giữa ẩn số đó với một đại lượng nào đó theo một định luật nhất định. + Phát triển lập luận hoặc biến đổi công thức này theo các dữ kiện đã cho. + Tìm được một công thức chỉ chứa mối quan hệ giữa ẩn số đó với các dữ kiện đã cho.  Phương pháp tổng hợp. + Xuất phát từ những dữ kiện 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 các công thức cuối cùng có chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho. 1.5.1.4. Biện luận  Phân tích kết quả cuối cùng.  Loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện bài tập hoặc không phù hợp với thực tế. 1.5.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập Xây dựng lập luận trong giải bài tập là một bước quan trọng trong quá trình giải bài tập vật lí. Trong bước này ta phải vận dụng những định luật, 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 đề bài. Muốn làm được điều đó, cần phải thực hiện những suy luận lôgic hoặc những 7 biến đổi toán học thích hợp. Có rất nhiều cách lập luận tùy theo loại bài tập hay đặc điểm của từng loại bài tập. Ở đây, ta đi xét phương pháp xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính và bài tập tính toán tổng hợp. 1.5.2.1. 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 xảy ra. a. 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 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 lí. 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 định luật vật lí. Ta phải thực hiện phép suy luận lôgic (luận ba đoạn) trong đó tiên đề thứ nhất là một đặc tính chung của một sự vật hoặc một định luật vật lí có tính tổng quát, tiên đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận là hiện tượng nêu ra. Như vậy, thực chất cách xây dựng lập luận ở đây là khôi phục lại luận ba đoạn đầy đủ, cụ thể là tìm định luật vật lí dùng làm tiên đề thứ nhất (phán đoán khẳng định chung). Vì học sinh chưa học lôgic học nên không thể dùng các thuật ngữ của lôgic học như luận ba đoạn (phán đoán khẳng định chung..), nhưng nếu yêu cầu học sinh lập luận như thế nhiều lần thì học sinh sẽ có kỹ năng lập luận. Thông thường những hiện tượng thực tế rất phức tạp mà các định luật vật lí 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 hiện tượng đã biết. Ngoài ra ngôn ngữ dùng trong lời phát biểu các định nghĩa, định luật vật lí nhiều khi lại không hoàn toàn trùng hợp với ngôn ngữ thông thường, dùng để mô tả hiện tượng. Vì vậy, cần phải mô tả hiện tượng theo ngôn ngữ vật lí và phân tích hiện tượng phức tạp ra các hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một định luật, một quy tắc nhất định. 8 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: 1. Tìm hiểu đầu bài, đặc biệt chú trọng diễn đạt hiện tượng mô tả trong đầu bài bằng ngôn ngữ vật lí (dùng các khái niệm vật lí thay cho các khái niệm dùng cho đời sống hàng ngày). 2. Phân tích hiện tượng. 3. Xây dựng lập luận:  Tìm trong đầu bài những dấu hiệu có liên quan đến một tính chất vật lý, một định luật 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. b. 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 hiện tượng xảy ra và xảy ra như thế nào. Như vậy là, ta đã biết được điều kiện cụ thể (một trường hợp riêng), bây giờ phải tìm quy luật chung chi phối hiện tượng cùng loại và rút ra kết luận. Về mặt lôgic, 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 luận (phán đoán khẳng định riêng). 1.5.2.2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập tính toán Muốn giải được bài tập tính toán, trước hết phải hiểu rõ hiện tượng xảy ra, diễn biến của nó từ đầu đến cuối. Cho nên có thể nói phần đầu bài của bài tập tính toán là một bài tập định tính. Do đó, khi giải bài tập tính toán cần phải thực hiện bước 1 và bước 2 giống như khi giải bài tập định tính, riêng bước 3 về xây dựng lập luận, có thể áp dụng những công thức và những cách biến đổi toán học chặt chẽ. Rõ ràng hơn, ta sẽ xét kỹ dưới đây: 1.5.2.2.1. Phương pháp phân tích Phương pháp phân tích bắt đầu bằng việc tìm một định luật, một quy tắc 9 diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết. Công việc tiếp theo là tiếp tục 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. Thực chất của phương pháp phân tích là phân tích một bài toán phức tạp thành nhiều bài toán đơn giản hơn. 1.5.2.2.2. Phương pháp tổng hợp Theo phương pháp tổng hợp, việc giải bài tập bắt đầu từ những đại lượng đã cho trong điều kiện đầu bài tập. Dựa vào các định luật, quy tắc vật lí, ta phải tìm những công thức có chứa đại lượng đã cho và các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lượng phải tìm. Cuối cùng, ta tìm được một công thức chỉ chứa đại lượng cần tìm và những đại lượng đã biết. 1.5.2.2.3. Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp Trên đây là hai phương pháp xây dựng lập luận để cho lời giải được chặt chẽ. Trong thực tế giải bài tập, hai phương pháp đó không tách rời nhau mà thường xen kẽ, hỗ trợ 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 mối liên 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, thường nên bắt đầu từ câu hỏi đặt ra trong bài 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 đó. 1.6. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí 1.6.1. Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn Angôrit) Sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có thường được gọi là hướng dẫn angôrit. Angôrit là một quy tắc hành động hay chương trình hành động được 10 xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, trong đó chỉ rõ cần thực hiện những hành động nào và theo trình tự nào để đi đến kết quả. Kiểu hướng dẫn angôrit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài toán điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kỹ năng giải các loại bài toán đó dựa trên việc làm cho học sinh nắm vững được các angôrit giải. Kiểu hướng dẫn angôrit đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài toán để xác định được một trình tự chính xác chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải được bài toán. Kiểu hướng dẫn angôrit có ưu điểm là nó đảm bảo học sinh giải được bài toán đã cho một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài toán của học sinh có hiệu quả. Tuy nhiên, nếu việc hướng dẫn học sinh giải bài toán chỉ luôn luôn áp dụng kiểu hướng dẫn angôrit thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn 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. 1.6.2. Hướng dẫn tìm tòi Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi cách giải quyết không phải là giáo viên chỉ dẫn cho học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo một mẫu đã có để đi tới kết quả mà là 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. Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải bài toán. Nhưng kiểu hướng dẫn này đòi hỏi học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải chỉ chấp hành các hành động đã được chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng đảm bảo cho học sinh giải được bài toán một cách chắc chắn. Khó khăn của kiểu hướng dẫn này là ở chỗ giáo viên phải hướng dẫn sao cho không được đưa học sinh đến chỗ chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu, nhưng đồng thời không được hướng dẫn 11 viển vông, quá chung chung không giúp ích được cho sự định hướng tư duy của học sinh vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết. 1.6.3. Định hướng khái quát chương trình hóa Định hướng khái quát chương trình hóa cũng là sự hướng dẫn học sinh tự tìm tòi cách giải quyết (chứ không thông báo ngay cho học sinh cái có sẵn). Nét đặc trưng 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. Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của học sinh. Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh, để thu hẹp phạm vi tìm tòi, giải quyết cho vừa sức của học sinh. Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng 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 đó yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết các bước tiếp theo, nếu cần thì giáo viên lại tiếp tục 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 giải bài toán của học sinh, nhằm giúp cho học sinh tự lực giải được bài toán đã cho đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài toán. 1.7. Trắc nghiệm khách quan trong vật lí 1.7.1. Khái niệm Bài tập trắc nghiệm là bài tập được đưa ra dưới dạng câu hỏi đã có đáp án cho sẵn, học sinh chỉ việc chọn câu trả lời hoặc trả lời dưới dạng ngắn gọn và đáp án là duy nhất. Đối với mỗi câu hỏi thì đáp án duy nhất hoặc được coi là đúng hoặc đúng nhất. Bài tập trắc nghiệm được coi là khách quan vì hệ thống cho điểm là đã có sẵn và khách quan, vì vậy kết quả chấm điểm là như nhau không phụ thuộc vào việc ai chấm. Tóm lại tính chất chủ quan của trắc nghiệm khách quan có thể nằm ở việc lựa chọn nội dung kiểm tra và việc định ra câu trả lời. a. Những ưu, nhược điểm của trắc nghiệm khách quan. 12  Trong một khoảng thời gian ngắn kiểm tra được nhiều học sinh,cùng một lúc hỏi được nhiều vấn đề.  Xử lý thông tin nhanh, chính xác.  Việc soạn câu trả lời khó, tốn nhiều công sức vì yêu cầu trả lời phải đơn trị.  Có sự đoán mò.  Khó khảo sát được mức độ cao của các quá trình tư duy.  Khó kiểm tra được khả năng sáng tạo của học sinh. b. Một vài cách khắc phục những nhược điểm trên.  Đưa ra câu hỏi có nhiều câu trả lời nhiễu có vẻ đúng, lập luận có vẻ có lý để khắc phục khả năng đoán mò, đoán bừa của học sinh.  Tăng thêm các câu hỏi đòi hỏi có sự lập luận, giải thích chứ không chỉ có câu hỏi yêu cầu ghi nhớ tái hiện.  Kiểm tra thường xuyên, nhiều lần. c. Các tiêu chuẩn của câu hỏi trắc nghiệm.  Câu hỏi phải được trình bày sáng sủa, đúng từ ngữ với những chỉ dẫn rõ ràng, xác định đối với học sinh. Ngôn từ chính xác và phù hợp với lứa tuổi của người học.  Câu hỏi rõ ràng, chỉ rõ những điều đã biết và cái phải tìm.  Câu hỏi phải có đủ điều kiện để học sinh giải quyết được.  Câu hỏi có câu trả lời là đơn trị.  Mức độ câu hỏi phù hợp, không quá cao để học sinh có thể trả lời trong thời gian tương đối ngắn.  Câu hỏi phải có nội dung thỏa đáng, nghĩa là câu hỏi có sự đánh giá vào bài trắc nghiệm hay không.  Tránh đến mức tối đa khả năng lựa chọn một cách ngẫu nhiên, hoặc ra nhiều câu hỏi về cùng một vấn đề nhưng viết dưới dạng khác nhau. 1.7.2. Yếu tố hình thành câu hỏi trắc nghiệm khách quan    Xác định vấn đề (tôi muốn) dưới dạng lời dẫn. Đưa ra yêu cầu dưới dạng câu hỏi. Những giải pháp cho trước. 13