Lựa chọn hệ thống bài tập định tính và định lượng, hướng dẫn giải bài tập nhằm củng cố và mở rộng kiến thức về định luật Om đối với toàn mạch cho học sinh khi học chương “Dòng điện không đổi” Vật lí lớp 11 nâng cao (Giới hạn nguồn điện là nguồn phát và mạ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.79 MB, 70 trang )
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
PHẦN MỞ ĐẦU
1.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Bước sang những năm đầu của thế kỷ XXI, tình hình đất nước ta cũng
như trên thế giới có nhiều chuyển biến lớn. Sự nghiệp công nghiệp hoá hiện
đại hoá đất nước tiếp tục được đẩy mạnh,phấn đấu đến năm 2020 về cơ bản
nước ta trở thành một nước công nghiệp theo hướng hiện đại. Cùng với sự
phát triển của đất nước, giáo dục cũng được Đảng và nhà nước xem là quốc
sách hàng đầu, đầu tư cho giáo dục chính là đầu tư cho sự phát triển của đất
nước. Chính vì vậy giáo dục phải đào tạo ra những con người hội tụ cả đức
lẫn tài và giàu tính nhân văn. Muốn làm được điều đó nhà trường phổ thông
phải là nơi đặt nền móng cho sự phát triển toàn diện của học sinh, phải trang
bị cho học sinh những kiến thức cơ bản , phổ thông và ngày càng nâng cao
hơn nữa để đáp ứng yêu cầu phát triển của đất nước trong tình hình hiện nay.
Tuy nhiên hiện nay, thực trạng giáo dục ở nước ta vẫn còn rất nhiều
bất cập và hạn chế. Việc nắm vững kiến thức nói chung và kiến thức vật lí nói
riêng của học sinh trung học phổ thông còn chưa chắc chắn, chưa sâu. Điều
này thể hiện khá rõ trong kỳ thi tốt nghiệp THPT 2007-2008, số lượng học
sinh trượt tốt nghiệp rất nhiều, có những trường không có học sinh nào đỗ tốt
nghiệp lần một. Để khắc phục tình trạng đó việc đầu tiên mà ngành giáo dục
phải làm và đã làm đó là đổi mới phương pháp dạy và học ở tất cả các cấp
học, bậc học, xây dựng chương trình nội dung dạy và học hợp lí, phù hợp với
tình hình phát triển của đất nước, nội dung giáo dục phải toàn diện, phương
pháp giáo dục phải xuất phát và bám chắc mục tiêu giáo dục… Xã hội càng
phát triển thì yêu cầu đổi mới phương pháp giáo dục để nâng cao chất lượng
giáo dục càng cao và đòi hỏi phải thường xuyên.
Vật lí học là một môn khoa học tự nhiên, nghiên cứu thế giới tự nhiên
nhằm phát hiện ra những đặc tính, những quy luật khách quan của các sự vật,
hiện tượng. Vì vậy việc dạy học vật lí là một nhiệm vụ hết sức quan trọng. Để
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
1
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
nâng cao chất lượng học tập, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học
sinh, bài tập vật lí với tư cách là một phương pháp dạy học thực thụ đã được sử
dụng và có tác dụng rất tích cực đến giáo dục và phát triển học sinh. Đồng thời,
nó cũng là thước đo sự đúng đắn việc nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo của
học sinh. Vì vậy dạy bài tập vật lí là phương pháp dạy học cần được duy trì và
không ngừng đổi mới để ôn tập, củng cố và khắc sâu kiến thức cho học sinh.
Hiện nay, theo chương trình cải cách giáo dục, các kiến thức trong
sách giáo khoa mới đã được thu gọn. Bài '' Định luật Om đối với toàn mạch''
theo phân phối chương trình chỉ dạy trong một tiết, kiến thức liên quan cần
nắm nhiều, hệ thống bài tập định tính rất ít, bài tập định lượng có mức độ
trong khi bài tập về định luật Om đối với toàn mạch rất đa dạng, phong phú
và phức tạp. Để có một phương pháp giải bài tập đúng, ngắn gọn, logic không
phải dễ dàng. Học sinh hay bị mắc phải sai lầm trong việc xác định phương
pháp giải, xác định các mối liên hệ giữa các đại lượng để từ đó giải quyết bài
toán.
Vì vậy để giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản về định luật Om
đối với toàn mạch, có một phương pháp giải bài tập đúng đắn, ngắn gọn, logic
em đã chọn đề tài:
Lựa chọn hệ thống bài tập định tính và định lượng, hướng dẫn giải bài
tập nhằm củng cố và mở rộng kiến thức về định luật Om đối với toàn mạch
cho học sinh khi học chương “Dòng điện không đổi” vật lí lớp 11 nâng cao.
(Giới hạn nguồn điện là nguồn phát và mạch ngoài không chứa nguồn điện).
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI.
-Phân loại và xây dựng phương pháp giải bài tập về định luật Om đối
với toàn mạch theo sách giáo khoa vật lí 11 nâng cao.
-Hướng dẫn học sinh giải bài tập nhằm khắc phục những khó khăn, sai
lầm mà học sinh thường mắc phải.
-Ôn tập, củng cố và khắc sâu cho học sinh những kiến thức cơ bản về
định luật Om đối với toàn mạch.
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
2
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
3. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI.
- Tìm hiểu lí luận chung về vai trò, vị trí, tác dụng của bài tập trong
giảng dạy vật lí nói chung và việc giảng dạy phần định luật Om đối với toàn
mạch nói riêng.
- Tóm tắt nội dung kiến thức phần định luật Om đối với toàn mạch.
- Phân loại và xây dựng phương pháp giải bài tập về định luật Om đối
với toàn mạch.
- Lựa chọn hệ thống bài tập và hướng dẫn giải nhằm ôn tập củng cố
kiến thức và hình thành cho học sinh phương pháp giải bài tập phần định luật
Om đối với toàn mạch.
4. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài chỉ đi sâu nghiên cứu bài tập định tính và định lượngvề định luật
Om đối với toàn mạch trong đó nguồn điện là nguồn phát và mạch ngoài
không chứa nguồn điện.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu và vận dụng lí luận về bài tập vật lí.
- Phân tích và tham khảo sách giáo khoa.
- Lựa chọn hệ thống bài tập theo sách giáo khoa.
6. CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI
Mục lục
Phần mở đầu
Chương I: Lí luận chung về bài tập vật lí.
Chương II: Phân loại và soạn thảo phương án hướng dẫn giải bài tập
vật lí phần định luật Om đối với toàn mạch.
Chương III: Hệ thống bài tập – Giải và hướng dẫn giải bài tập phần
định luật Om đối với toàn mạch.
Kết luận.
Tài liệu tham khảo.
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
3
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN CHUNG VỀ BÀI TẬP VẬT LÍ
I.1. KHÁI NIỆM VỀ BÀI TẬP VẬT LÍ
- Trong thực tế dạy học, bài tập vật lí được hiểu như là một vấn đề được
đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và
thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí.
- Theo nghĩa rộng, bài tập vật lí được hiểu là mỗi vấn đề xuất hiện do
nghiên cứu tài liệu, tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học
sinh. Sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giải bài tập.
Trong quá trình dạy học, bài tập vật lí có tầm quan trọng đặc biệt.
I.2. VAI TRÒ, TÁC DỤNG CỦA BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
- Trong quá trình dạy học vật lí, bài tập vật lí có ý nghĩa vô cùng quan
trọng trong việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức về mặt lý thuyết.
Đồng thời rèn luyện cho học sinh kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
Tuỳ theo những mục đích khác nhau mà bài tập vật lí được sử dụng phù hợp
với mục đích đó.
I.2.1. Bài tập vật lí là một phương tiện giúp cho việc ôn tập, củng cố, đào
sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động và có hiệu quả
Khi giải các bài tập đòi hỏi học sinh phải nhớ lại các công thức, định luật,
kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp những kiến thức đã học trong
nhiều chương, nhiều phần của chương trình. Do đó, học sinh sẽ hiểu rõ hơn
và ghi nhớ những kiến thức đã học.
I.2.2. Bài tập vật lí có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới
Ở những lớp của bậc trung học phổ thông, nhiều khi các bài tập được sử
dụng khéo léo sẽ có tác dụng hướng 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.
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
4
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
I.2.3. Bài tập vật lí có vai trò quan trọng trong việc rèn luyện kỹ năng, kỹ
xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng
kiến thức khái quát.
Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn trong đó yêu cầu
học sinh phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng thực
tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xẩy ra trong thực tiễn ở trong điều
kiện cho trước. Tạo cho học sinh óc quan sát tốt, có hứng thú tìm tòi các hiện
tượng xung quanh ta.
I.2.4. Giải bài tập vật lí là một trong những hình thức làm việc tự lực cao
của học sinh.
Trong khi làm bài tập do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài,
tự xây dựng các lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh
rút ra được nên tư duy của học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lực
của học sinh được nâng cao, tính kiên trì được phát triển, rèn luyện cho học
sinh rất nhiều đức tính tốt.
I.2.5. Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh.
Có những bài tập vật lí không chỉ dừng lại trong phạm vi những kiến thức
đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo như là những bài
tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ
I.2.6. Giải bài tập vật lí là phương tiện kiểm tra, đánh giá mức độ nắm
vững kiến thức của học sinh một cách chính xác.
Thông qua bài tập, giáo viên có thể đánh giá được chính xác mức độ nhận
thức của học sinh. Từ đó có biện pháp thích hợp để giúp học sinh khắc phục
những hạn chế, để có được chất lượng cao trong dạy học vật lí.
I.3. PHÂN LOẠI BÀI TẬP VẬT LÍ.
Có nhiều cách phân loại bài tập vật lí. Nếu dựa vào các phương tiện giải có
thể chia bài tập vật lí thành bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập thí
nghiệm, bài tập đồ thị. Nếu dựa vào mức độ khó khăn của bài tập có thể chia
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
5
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
thành bài tập tập dượt, bài tập tổng hợp, bài tập sáng tạo. Ta sẽ đi sâu vào
từng cách phân loại này.
I.3.1. Phân loại bài tập vật lí theo nội dung:
I.3.1.1. Theo nội dung người ta chia bài tập vật lí theo đề tài của tài liệu:
Tức là phân chia các bài tập về cơ học, nhiệt học, điện học, quang học
Sự phân chia này chỉ có tính quy ước bởi vì kiến thức sử dụng không chỉ dựa
vào duy nhất một loại kiến thức lấy từ một chương, một lĩnh vực nào đó mà là
sự kết hợp sáng tạo của nhiều tri thức vật lí. Các bài tập này chỉ xuất hiện sau
mỗi giờ nghiên cứu tài liệu mới của phần đó.
I.3.1.2. Cũng phân chia theo nội dung nhưng dựa vào dữ liệu đã cho của
đề bài, người ta phân chia bài tập thành những loại sau:
a. Bài tập có nội dung cụ thể:
- Là bài tập mà trong điều kiện của nó những số liệu chi tiết của bài tập
được nêu cụ thể và bản chất vật lí chưa được làm sáng tỏ. Khi giải bài tập này
học sinh phải nhận ra bản chất vật lí của hiện tượng và phải phân tích mọi dữ
kiện để làm sáng tỏ vấn đề.
* Ví dụ:
Để đo trị số của một điện trở R người ta mắc
ampe kế và theo một trong hai sơ đồ sau:
Nối 2 đầu A và B với một nguồn điện.
Số chỉ của vôn kế là U và số chỉ của
ampe kế là I.Với mỗi sơ đồ đó hãy tính:
Trị số đúng của R?
b. Bài tập có nội dung trừu tượng:
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
6
R
A
V
BA
B
(a)
A
V
(b)
A
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
- Là những bài tập trong điều kiện của nó bản chất vật lí được nêu bật lên,
những chi tiết không bản chất đã được lược bỏ hết.
- Ưu điểm: Những bài tập này giúp học sinh nhận ra phải sử dụng công
thức, định luật hay kiến thức gì để giải bài tập. Do đó những bài tập này
thường được dùng để học sinh tập dượt áp dụng công thức vừa học.
* Ví dụ:
Hai điện trở R
1
= R
2
= 1200
Ω
được mắc nối tiếp vào nguồn điện có suất
điện động E
V180=
, r = 0. Xác định số chỉ của vôn kế mắc vào mạch điện
đó theo sơ đồ sau: Biết R
V
=1200 Ω.
c. Bài tập có nội dung kỹ thuật tổng hợp:
- Là dạng bài tập mà nội dung chứa đựng những tài liệu về kỹ thuật, về sản
xuất công - nông nghiệp, giao thông liên lạc
- Ưu điểm: Dạng bài tập này là một trong những phương tiện giúp học sinh
liên hệ giữa lý thuyết và thực hành, học tập và đời sống. Nó có ý nghĩa to lớn
trong việc giúp học sinh thấy được tầm quan trọng của khoa học vật lí ở xung
quanh chúng ta.
* Ví dụ:
Một bình ac-quy có suất điện động E
V2=
, điện trở trong r = 1
Ω
có dung
lượng Q = 240 Ah.
a/ Tính điện năng của ac-quy?
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
7
R
1
V
R
2
E,
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
b/ Nối 2 cực của ac-quy với một điện trở R = 9
Ω
thì công suất tiêu thụ của
điện trở đó bằng bao nhiêu? Tính hiệu suất của ac-quy?
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
8
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
d. Bài tập có nội dung lịch sử:
- Là bài tập có nội dung chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử
như những dữ kiện về các thí nghiệm vật lí cổ điển, về những phát minh, sáng
chế hay những câu chuyện có tính chất lịch sử.
* Ví dụ:
Vào thời Hy Lạp cổ đại, làm thế nào mà nhà bác học Acsimet có thể biết
vương miện của quốc vương có pha bạc?
e. Bài tập vui:
- Là bài tập có sử dụng các sự kiện, hiện tượng kỳ lạ hoặc vui dí dỏm, hài
hước, những tình huống gây bất ngờ. Bài tập vui làm cho tiết học thêm sinh
động hơn, tạo hứng thú cho học sinh học tập tốt.
* Ví dụ:
Vì sao khi tiếp xúc với điện người ta có lúc bị hút vào, có lúc lại bị hất văng ra?
I.3.2. Phân loại bài tập theo phương thức cho điều kiện.
I.3.2.1. Bài tập định tính:
- Là những bài tập mà khi giải học sinh không cần thực hiện các phép tính
phức tạp mà chỉ phải làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được.
- Muốn giải được bài tập học sinh phải thực hiện những phép suy luận
logic, do đó phải hiểu rõ bản chất (nội hàm) của các khái niệm, định luật vật
lí, và nhận biết được những biểu hiện của chúng trong từng tường hợp cụ thể.
- Ưu điểm: Nhờ đưa được những lý thuyết vừa học lại gần với đời sống
xung quanh, các bài tập này làm tăng thêm ở học sinh hứng thú với môn học,
tạo điều kiện phát triển óc quan sát của học sinh. Do có tác dụng về nhiều mặt
nên bài tập định tính được sử dụng ưu tiên hàng đầu khi học xong lý thuyết và
trong khi ôn tập, luyện tập về vật lí.
* Ví dụ:
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
9
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
Sau khi học xong bài lực đẩy Acsimet, học sinh có thể giải thích được tại
sao cục sắt chìm trong nước còn thuyền được làm bằng sắt lại không bị chìm?
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
10
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
I.3.2.2. Bài tập tính toán.
- Là những bài tập mà muốn giải chúng ta phải thực hiện một loạt phép
tính và kết quả thu được là một đáp số xác định, định lượng, tìm giá trị của
một số đại lượng vật lí. Khi giải bài tập này phải tính toán mới ra kết quả cuối
cùng. Có hai loại bài tập tính toán:
a. Bài tập tính toán tập dượt:
- Là những bài tập đơn giản, cơ bản trong đó đề cập đến một hiện tượng,
một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản. Những bài tập này có
tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm cho học sinh hiểu rõ ý nghĩa
của các định luật và các công thức biểu diễn chúng.
* Ví dụ:
Khi học xong bài "Định luật Om đối với toàn mạch" học sinh vận dụng
được công thức định luật Om đối với toàn mạch để giải bài tập sau:
Xét mạch điện kín gồm nguồn điện có suất điện động E = 5V điện trở trong
r=0,2
Ω
mắc với điện trở ngoài R = 50
Ω
. Tìm hiệu điện thế giữa 2 cực của
nguồn điện?
b. Bài tập tính toán tổng hợp:
- Là những bài tập phức tạp mà học sinh muốn giải phải vận dụng nhiều
kiến thức như: khái niệm, định luật, dùng nhiều công thức. Nó giúp học sinh
đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các
phần của chương trình vật lí, biết phân tích và lựa chọn kiến thức đã học để
giải quyết vấn đề do bài tập đặt ra.
* Ví dụ: Cho mạch điện như hình vẽ:
E = 4V; r = 0,8
Ω
; R
1
= 2
Ω
;
R
2
= R
4
= 4
Ω
; R
3
= 3
Ω
; R
5
=4
Ω
Điện trở của ampe kế và dây nối
không đáng kể.
Tìm cường độ dòng điện qua các
điện trở, số chỉ ampe kế và hiệu điện
thế giữa 2 cực của nguồn điện?
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
11
A
A
R
1
R
2
C
R
3
R
4
R
5
r,ξ
B
D
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
I.3.2.3. Bài tập thí nghiệm.
- Là dạng bài tập phải đòi hỏi vận dụng thí nghiệm để kiểm chứng lời giải
lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập. Bài tập thí
nghiệm cũng có dạng định tính hoặc định lượng.
- Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt cả về ba mặt: Giáo dưỡng, giáo
dục và giáo dục kỹ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa
lý thuyết và thực tiễn.
* Ví dụ:
Cho mạch điện như hình vẽ:
+ Đóng mạch: Điều chỉnh R sao cho
2 đèn sáng như nhau. Sau đó mở khoá K.
+ Đóng khoá K: Quan sát sự sáng
lên của 2 bóng đèn.
+ Giải thích hiện tượng đó.
I.3.2.4 Bài tập đồ thị.
- Là dạng bài tập trong đó các số liêụ được dùng làm dữ kiện để giải phải
tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại. Đòi hỏi học sinh phải biểu diễn
quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị.
- Có ba loại bài tập đồ thị:
a. Đọc đồ thị và khai thác đồ thị:
* Ví dụ: Người ta mắc hai cực của
một nguồn điện với một biến trở.
Thay đổi điện trở của biến trở, đo
hiệu điện thế U giữa hai cực của
nguồn điện và cường độ dòng điện I
chạy qua điện trở. Người ta vẽ được
đồ thị trên. Hãy xác định suất điện
động C và điện trở trong r của
nguồn?
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
12
L,R
-
Đ
Đ
K
+
R
-
O
I(A)
3
4,5
6
U(V)
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
b. Vẽ đồ thị theo nhiều dữ kiện đã cho:
* Ví dụ: Khi khảo sát đoạn mạch chứa nguồn điện ta thu được bảng kết
quả sau:
I (A) 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50
U (V) 1,50 1,45 1,39 1,35 1,29 1,25
- Hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của U và I đối với pin 1,5 V và tính
điện trở trong r của pin?
I.3.3 Phân loại bài tập vật lí theo yêu cầu phát triển tư duy và trình độ
nhận thức của học sinh.
I. 3.3.1. Bài tập luyện tập.
- Là dạng bài tập chủ yếu cho học sinh ôn tập và củng cố lại kiến thức đã
học. Học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải từng loại bài tập theo một
mẫu xác định.
- Trong bài tập có sẵn cách giải, yêu cầu học sinh phải nắm vững cách giải
đối với một loại bài tập nhất định, chưa đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh
* Ví dụ: Cho mạch điện như hình
vẽ.
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
13
I
R
R
E, r = 0
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
R
1
= 2R
2
, nguồn điện có suất
điện động
E
, điện trở trong r =
0. Cường độ dòng điện qua R
1
,
R
2
và trong toàn mạch bằng
bao nhiêu?
I. 3.3.2 Bài tập sáng tạo.
- Người ta chia bài tập sáng tạo thành hai loại:
a. Bài tập nghiên cứu:
- Để giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở mô hình trừu tượng
thích hợp rút ra từ lý thuyết vật lí. Dùng các kiến thức đã học để nghiên cứu,
giải thích và làm sáng tỏ vấn đề mà người yêu cầu đặt ra.
b. Bài tập thiết kế:
Là bài tập xây dựng mô hình và làm thí nghiệm để kiểm tra lý thuyết đã
được rút ra.
* Ví dụ: Xây dựng mô hình và làm thí nghiệm kiểm chứng định luật Bôi-
lơ- ma-ri-ôt?
* Tóm lại có thể tóm tắt phân loại bài tập vật lí theo sơ đồ sau:
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
14
Bài
tập
vật
lí
Theo
phương
thức
cho
điều
kiện
Theo
yêu
cầu
phát
triển
tư duy
Bài tập định tính
Bài tập định tính
Bài tập thí nghiệm
Bài tập đồ thị
Bài tập luyện tập
Bài tập sáng tạo
Theo
nội
dung
BT có nội dung cụ thể
BT có nội dung lịch sử
BT có nội dung trừu
tượng
BT có nội dung vui
BT có nội dung kỹ thuật tổng hợp
BT tính toán tập dượt
BT tính toán tổng hợp
BT đọc và khai thác đồ thị
BT vẽ đồ thị
Giả BT bằng đồ thị
Bài tập nghiên cứu
Bài tập thiết kế
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
15
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
I. 4. PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ.
I.4.1. Tư duy trong quá trình giải bài tập vật lí.
- Quá trình giải bài tập vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của
bài tập, xem xét hiện tượng vật lí được đề cập và dựa trên kiến thức vật lí để
nghĩ tới những mối liên hệ có thể có của các cái "đã cho" và các cái "phải
tìm", sao cho có thể thấy được cái "phải tìm" có mối liên hệ trực tiếp hay gián
tiếp với cái "đã cho".
- Các công thức, phương trình mà ta xác lập được dựa theo các kiến thức
vật lí và điều kiện cụ thể của bài tập, là sự biểu diễn những mối liên hệ định
lượng giữa các đại lượng vật lí. Dựa trên tập hợp những mối liên hệ này (hệ
thống các phương trình) ta mới có thể luận giải tính toán để có lời giải cuối
cùng. Đối với những bài tập tính toán thì những công việc vừa nói chính là
việc thiết lập các phương trình và giải hệ các phương trình để tìm ra ẩn số của
bài toán.
- Ta có thể mô hình hoá các mối quan hệ đã cho, cái phải tìm, cái chưa biết
bằng sơ đồ sau:
Trong đó: : Là cái phải tìm.
(A), (B) : Là cái đã cho.
(a), (b), : Là những cái chưa biết.
- Để xác định cái phải tìm ta phải xác lập thêm các mối quan hệ, giả
sử các mối quan hệ xác lập được, được mô tả bởi sơ đồ:
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
16
x
(A) (B) (a) (b)
x
x
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
- Nhờ hệ thống 6 mối liên hệ này mà ta có thể làm sáng tỏ hoặc loại từ các
cái chưa biết để rồi xác định được cái phải tìm.
+ Từ mối liên hệ (III) rút ra (c), thế (c) vào (II) rút ra (a).
+ Từ mối liên hệ (V) rút ra (d)
+ Từ mối liên hệ (VI) rút ra (e).
+ Thế (d), (e) vào (IV) rút ra (b).
+ Thế (a), (b) vào (I) rút ra ẩn số (x) phải tìm.
- Như vậy tư duy trong giải bài tập vật lí cho thấy hai phần cơ bản sau:
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
17
(x) (A) (a) (b)
(B) (a) (c)
(c) (D) (c)
(b) (B) (d) (e)
(G) (H) (d)
(I) (K) (e)
I
II
III
IV
V
VI
x
`
b
IV
e
d
VI
V
I
a II
III
c
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
+ Xác lập được các mối liên hệ cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lí
đã học vào điều kiện cụ thể của bài tập.
+ Tiếp tục luận giải, tính toán đi từ những mối liên hệ đã xác lập đến kết
luận cuối cùng.
- Tóm lại, sự nắm vững lời giải một bài tập phải trả lời được câu hỏi:
+ Việc giải bài tập này cần xác lập những mối liên hệ cơ bản nào?
+ Sự xác lập những mối liên hệ cơ bản cụ thể này dựa trên sự vận dụng
những kiến thức gì? Vào điều kiện cụ thể gì của bài tập?
Sự nắm vững như vậy của người giáo viên trong dạy học vật lí sẽ giúp cho
sự định hướng trong phương pháp dạy học về bài tập một cách đúng đắn và
có hiệu quả.
I. 4.2 Phương pháp chung của việc giải bài tập vật lí.
Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa học đảm
bảo đi đến kết quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết. Nó không
những giúp cho học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng suy
luận logic, làm việc một cách khoa học và có kế hoạch. Bài tập vật lí rất đa
dạng cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú. Nói chung tiến trình giải
bài tập trải qua các giai đoạn sau:
I.4.2.1. Giai đoạn 1: Tìm hiểu đầu bài.
- Đọc, ghi ngắn gọn các dữ liệu xuất phát và các cái phải tìm theo ngôn
ngữ vật lí.
- Mô tả lại tình huống được ghi trong đề bài, vẽ hình minh hoạ.
- Có thể dùng đồ thị hay thí nghiệm để thu được giữ kiện cần thiết.
- Đổi đơn vị của các đại lượng đã cho về đơn vị chuẩn.
I.4.2.2. Giai đoạn 2: Xác lập các mối quan hệ cơ bản.
- Đối chiếu các dữ kiện xuất phát và cái phải tìm, xem xét bản chất vật lí
của tình huống đã cho để nhận ra các định luật, công thức lý thuyết có liên
quan.
- Xác lập các mối liên hệ cụ thể của các dữ kiện xuất phát của cái phải tìm.
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
18
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
- Lựa chọn các mối liên hệ cơ bản, cho thấy sự liên hệ của cái phải tìm với
các dữ kiện xuất phát và từ đó có thể rút ra cái phải tìm.
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
19
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
I.4.2.3. Giai đoạn 3: Luận giải và giải bài tập.
- Từ các mối liên hệ cơ bản đã xác lập được tiếp tục luận giải tính toán rút
ra kết quả cần tìm.
I.4.2.4 Giai đoạn 4: Kiểm tra và biện luận kết quả.
- Để có thể xác nhận được kết quả vừa tìm được cần kiểm tra lại việc giải
theo một hoặc một số cách sau đây:
+ Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi chưa? Đã xét hết các trường
hợp chưa?
+ Kiểm tra lại xem tính toán có đúng không?
+ Kiểm tra thứ nguyên xem có phù hợp không?
+ Xem xét kết quả về ý nghĩa thực tế xem có phù hợp không?
+ Kiểm tra bằng thực nghiệm xem có phù hợp không?
+ Giải bài tập theo cách khác xem có cho cùng kết quả không?
* Sau đây xét một ví dụ minh hoạ cho phương pháp giải đã nêu ở trên:
- Một nguồn điện có điện trở trong r = 0,5
Ω
được mắc với điện trở R = 10
Ω
thành một mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là
12V. Tính suất điện động của nguồn và cường độ dòng điện trong mạch.
Phương pháp giải:
+ Giai đoạn 1: Tóm tắt đầu bài, vẽ hình.
Cho: r = 0,5
Ω
R = 10
Ω
U
AB
= 12V
Tìm: E =?
I = ?
+ Giai đoạn 2: Xác lập các mối quan hệ cơ bản.
- Hiệu điện thế mạch ngoài là: U
AB
= I.R (1)
- Hiệu điện thế giữa 2 cực dương và âm của nguồn điện là:
U
AB
= E - I.r (2)
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
20
R
I
E, r
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
+ Giai đoạn 3: Sơ đồ luận giải.
+ Giai đoạn 4: Kiểm tra và biện luận kết quả.
- Cường độ dòng điện trong mạch là : I = 1,2 (A)
- Suất điện động của nguồn điện là: C = 12,6 (V)
I.5. LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ.
I.5.1. Lựa chọn bài tập.
- Trong dạy học vật lí, bất cứ một đề tài nào, giáo viên cần phải lựa chọn
một hệ thống bài tập thoả mãn yêu cầu sau:
1. Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp giúp học
sinh nắm được phương pháp giải các loại bài tập điển hình.
2. Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một
phần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức.
3. Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập:
a. Bài tập giả tạo:
- Là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế, các quá trình tự
nhiên được đơn giản hoá đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghép nhiều yếu tố
thành một đối tượng phức tạp để luyện tập, nghiên cứu.
- Bài tập giả tạo thường là bài tập định lượng có tác dụng giúp học sinh sử
dụng thành thạo các công thức.
b. Bài tập có nội dung thực tế:
- Là bài tập đề cập đến những vấn đề có liên quan trực tiếp đến đối tượng
có trong đời sống kỹ thuật. Những vấn đề đó cần được thu hẹp và đơn giản
hoá đi nhiều so với thực tế. Những bài tập mang nội dung kỹ thuật có tác
dụng lớn về mặt giáo dục kỹ thuật tổng hợp.
- Nội dung của các bài tập này phải thoả mãn những yêu cầu chính sau:
+ Nguyên tắc hoạt động của đối tượng đề cập trong bài phải gắn bó mật
thiết với những khái niệm và định luật vật lí đã học.
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
21
C
e
(2)
I
(1)
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
+ Đối tượng kỹ thuật mà bài tập đề cập phải có ứng dụng rộng rãi trong
thực tiễn sản xuất.
+ Số liệu trong bài tập phải phù hợp với thực tế sản xuất.
+ Kết quả của bài tập phải có tác dụng thực tế tức là phải đáp ứng một vấn
đề nào đó của thực tiễn.
c. Bài tập luyện tập:
- Dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng các kiến thức đã học để giải
từng bài tập theo mẫu xác định. Việc giải những bài tập loại này không đòi
hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập để nắm
vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định.
d. Bài tập sáng tạo:
- Là bài tập mà các dữ kiện cho trong đầu bài không chỉ dẫn trực tiếp hay
gián tiếp cách giải. Các bài tập sáng tạo có tác dụng rất lớn trong việc phát
triển tính tự lực và sáng tạo của học sinh, giúp học sinh nắm vững kiến thức
chính xác, sâu sắc và mềm dẻo.
I.5.2. Sử dụng hệ thống bài tập.
Trong dạy học từng đề tài cụ thể, giáo viên phải dự kiến chi tiết kế hoạch
sử dụng hệ thống bài tập đã lựa chọn.
- Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quá
trình dạy học như: Nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới, củng cố, hệ thống
hoá, kiểm tra và đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh.
- Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà
giáo viên đã lựa chọn thường bắt đầu bằng những bài tập định tính hay những
bài tập tập dượt. Sau đó học sinh sẽ giải những bài tập tính toán, bài tập đồ
thị, bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn.
- Cần chú ý cá biệt hoá học sinh trong việc giải bài tập vật lí thông qua các
biện pháp sau:
+ Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các loại đối tượng học sinh
khác nhau, thể hiện ở mức độ trừu tượng của đầu bài, loại vấn đề cần giải
quyết, phạm vi và tính phức hợp của các số liệu cần xử lý, loại và số lượng
thao tác tư duy logic và các phép biến đổi toán học cần sử dụng, phạm vi và
mức độ các kiến thức, kỹ năng cần huy động.
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
22
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
+ Biến đổi mức độ yêu cầu vế số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực
của học sinh trong quá trình giải bài tập.
I.6. HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ.
- Muốn hướng dẫn học sinh giải một bài tập cụ thể thì giáo viên phải giải
được bài tập đó, nhưng như vậy chưa đủ. Muốn cho việc hướng dẫn giải bài
tập được định hướng một cách đúng đắn, giáo viên phải phân tích được
phương pháp giải bài tập cụ thể bằng cách vận dụng những hiểu biết về tư duy
giải bài tập cụ thể, bằng cách vận dụng những hiểu biết về tư duy giải bài tập
vật lí để xem xét việc giải bài tập cụ thể này. Mặt khác phải xuất phát từ mục
đích sư phạm cụ thể của việc giải bài tập để xác định kiểu hướng dẫn phù
hợp.
Có ba kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí:
I.6.1 Hướng dẫn theo mẫu (Angorit).
- Là sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có, một quy tắc hành động
hay chương trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và
chặt chẽ. Trong đó chỉ rõ chỉ cần thực hiện những hành động nào và theo
trình tự nào để đi đến kết quả. Những hành động này được coi là những hành
động sơ cấp phải được học sinh hiểu một cách đơn giản và học sinh đã nắm
được.
- Kiểu hướng dẫn angorit không đòi hỏi học sinh phải tự mình tìm tòi xác
định các hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi
học sinh chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học
sinh sẽ đạt được kết quả, sẽ giải được bài tập đã cho.
- Kiểu hướng dẫn angorit đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa
học việc giải bài tập để xác định được một trình tự chính xác chặt chẽ của các
hành động cần thực hiện để giải được bài tập, và đảm bảo cho các hành động
đó là những hành động sơ cấp đối với học sinh. Nghĩa là kiểu hướng dẫn này
đòi hỏi phải xây dựng được angorit giải bài tập.
- Kiểu hướng dẫn angorit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh
phương pháp giải một loại bài tập điển hình nào đó nhằm luyện tập cho học
sinh kỹ năng giải các loại bài tập xác định nào đó.
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
23
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
* Ưu điểm:
+ Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập được giao một cách chắc chắn.
+ Rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh có hiệu quả.
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
24
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Sư phạm Hà Nội
* Nhược điểm:
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 sáng tạo của học sinh bị hạn chế.
I.6.2 Hướng dẫn tìm tòi (Ơrixtic)
- Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi
phát hiện 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.
- Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua
khó khăn để giải được bài tập, đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư
duy học sinh, muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết.
* Ưu điểm:
+ Tránh được tình trạng giáo viên làm thay cho học sinh trong việc giải bài
tập.
+ Đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy cho học sinh, tạo điều kiện cho
học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết, tránh ỷ lại.
* Nhược điểm:
+ Kiểu hướng dẫn này không phải bao giờ cũng đảm bảo cho học sinh giải
được bài tập một cách chắc chắn. Do vậy giáo viên cần hướng dẫn sao cho
không được đưa học sinh đến chỗ chỉ còn thừa nhận các hành động theo mẫu
nhưng đồng thời sự hướng dẫn đó không được quá viển vông, quá chung
chung không giúp được cho sự định hướng tư duy của học sinh. Nó phải có
tác dụng hướng tư duy của học sinh vào phạm vi cần và có thể tìm tòi, phát
triển cách giải quyết.
I.6.3. Định hướng khái quát chương trình hoá.
- Là sự hướng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết (chứ không
thông báo 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
Sinh viên: Nguyễn Thu Hà Lớp: CK 54 - Khoa Vật lí
25