Sử dụng bài tập định tính phần vật lí phân tử và nhiệt học để phát triển tư duy logic cho học sinh thpt

1
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
Khoa vật lý
======
======

Đề tài:

SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH
PHẦN VẬT LÝ PHÂN TỬ VÀ NHIỆT HỌC
ĐỂ PHÁT TRIỂN TƢ DUY LOGIC CHO HỌC SINH THPT
Chuyên ngành: Phương pháp giảng dạy

Chuyên ngành: Phương pháp giảng dạy

Giáo viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Cảnh Vạn
Nguyễn Thị Tám
Lớp 40A1 – Khoa Vật lý

Vinh, 04/2003

LỜI CẢM ƠN


2

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy
giáo Nguyễn Cảnh Vạn, ngƣời đã trực tiếp hƣớng

dẫn cho tác giả hồn thành đề tài của mình. Cảm ơn cô
giáo - Tiến sĩ Phạm Thị Phú, ngƣời đã hƣớng cho tác
giả lựa chọn đề tài và đã đóng góp nhiều ý kiến q
báu giúp tơi hồn thành đề tài này .
Chúng tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo và các bạn
sinh viên đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình thực
hiện luận văn tốt nghiệp. Dạy học là cả một quá trình
nghệ thuật và nghiên cứu phƣơng pháp giảng dạy là
một q trình tìm tịi và sáng tạo đầy khó khăn; Do lần
đầu tiên bản thân làm quen với công tác nghiên cứu
khoa học nên không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót. Rất
mong đƣợc sự đóng góp ý kiến bổ sung của q thầy
cơ giáo và các bạn sinh viên để đề tài đƣợc hoàn thiện
hơn.
Xin cảm ơn!
Nguyễn Thị Tám.


3

MỤC LỤC

Phần mở đầu .................................................................................................. 6
I - Lý do chọn đề tài. ................................................................................. 6
II - Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu. ..................................................... 7
1.Mục đích nghiên cứu. ......................................................................... 7
2. Nhiệm vụ nghiên cứu. ....................................................................... 7
III - Phƣơng pháp nghiên cứu. .................................................................. 7
IV - Đối tƣợng Và phạm vi nghiên cứu. ................................................... 8
V - Giả thuyết khoa học. ........................................................................... 8

VI - Phạm vi ứng dụng của đề tài. ............................................................ 9
VII - Cấu trúc luận văn.............................................................................. 9
Nội dung ...................................................................................................... 10
Chƣơng I:

Cơ sở lý luận của đề tài ......................................................... 10

I- Đại cƣơng về bài tập định tính ............................................................ 10
1. Bài tập đinh tính .............................................................................. 10
2. Ý nghĩa : .......................................................................................... 11
3. Các phƣơng pháp giải BTĐT : ........................................................ 11
II - Bồi dƣỡng và phát triển tƣ duy logic (TDLG ) cho học sinh ........... 14
1. Những vấn đề lý luận về các thao tác tƣ duy và suy luận logic...... 14
1.1 Tƣ duy logic là gì ? .................................................................. 14
1.2 Các thao tác tƣ duy và phƣơng pháp suy luận logic. ................ 15


4
2. Rèn luyện các thao tác tự duy và phƣơng pháp suy luận logic cho
học sinh.................................................................................................... 17
3. Các kiểu suy luận logic. .................................................................. 21
3.1 Phƣơng pháp phân tích - tổng hợp. ............................................... 21
3.2 Phƣơng pháp suy luận quy nạp. .................................................... 21
3.3 Phƣơng pháp suy luận diễn dịch. .................................................. 22
Chƣơng II: Lựa chọn và hƣớng dẫn giải một số BTĐT phần “Vật lý phân tử
và Nhiệt học” ở lớp 10 và 11 THPT. .............................................................. 24
I - Vị trí, yêu cầu và nội dung phần “Vật lý phân tử và Nhiệt học” trong
chƣơng trình vật lý THPT ........................................................................... 24
1. Vị trí, u cầu. ................................................................................. 24
2. Nội dung. ......................................................................................... 25

II - Các dạng BTĐT vận dụng các nội dung chính trong phần VLPT và
Nhiệt học. .................................................................................................... 27
III - Lựa chọn và hƣớng dẫn giải một số BTĐT phần “VLPT và nhiệt
học” ở lớp 10 và lớp 11 THPT .................................................................... 28
1. Bài tập vận dụng các nội dung của thuyết Động học phân tử: ....... 28
2. Bài tập vận dụng các định luật chất khí và phƣơng trình trạng thái.
................................................................................................................. 33
3. Bài tập về nội năng và sự biến đổi nội năng của vật. ..................... 36
4. Bài tập vận dụng nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học và các máy
nhiệt. ........................................................................................................ 39
5. Bài tập về sự nở vì nhiệt của các chất. ............................................ 42
6. Bài tập liên quan đến các hiện tƣợng của chất lỏng........................ 45


5
7. Bài tập về sự bay hơi và ngƣng tụ................................................... 52
8. Bài tập về hơi khơ và hơi bão hồ................................................... 55
Kết Luận ...................................................................................................... 60
Tài liệu tham khảo. ...................................................................................... 61
Phụ Lục ....................................................................................................... 62


6
PHẦN MỞ ĐẦU

I - LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
Hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam đang có những xu hƣớng đổi mới về
phƣơng pháp dạy học (PPDH) các mơn học ở trƣờng THPT, trong đó có vật
lý học với quan điểm mới: “Chuyển từ kiểu đào tạo lấy thầy và kiến thức
làm trung tâm sang kiểu đào tạo lấy trò và năng lực làm trung tâm”.

Tuy nhiên, với bất kỳ PPDH nào thì bài tập vật lý (BTVL) vẫn đóng vai
trị quan trọng trong việc củng cố khắc sâu lý thuyết, rèn luyện kỹ năng kỹ
xảo, phát triển năng lực tƣ duy và năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
Trong hệ thống BTVL, bài tập định tính (BTĐT) có nhiều ƣu điểm và
thuận lợi trong đó có hai ƣu điểm nổi bật:
+ BTĐT làm nổi bật đƣợc bản chất vật lý của các sự vật – hiện tƣợng mà
khơng bị các phép tính tốn học làm lu mờ. BTĐT có tác dụng to lớn trong
việc củng cố, khắc sâu kiến thức đã học, giúp học sinh nắm đƣợc bản chất
của các hiện tƣợng vật lý, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế,
rèn luyện năng lực quan sát, bối dƣỡng năng lực TDLG làm nền tảng cho sự
phát triển tƣ duy sáng tạo và làm tăng thêm lịng u thích mơn vật lý.
+ Việc giải BTĐT buộc học sinh phải sử dụng các thao tác tƣ duy và
suy luận logic. Do đó nó có tác dụng lớn cho việc phát triển tƣ duy và nhất là
tƣ duy logic.
Trong thực tiễn dạy học, BTĐT đƣợc sử dụng cịn rất hạn chế. Từ
q trình học tập ở phổ thơng và cả q trình nghiên cứu ở đại học, bản thân
ngƣời làm đề tài này nhận thấy rằng, khối lƣợng truyền thụ và sử dụng BTĐT
còn rất ít, chƣa đƣợc tiếp cận nhiều thơng qua các giáo trình, các giờ lên lớp
mà chủ yếu nặng về rèn luyện giải bài tập định lƣợng, do vậy năng lực TDLG


7
của học sinh và cả sinh viên còn yếu. Nhất là đối với những phần có lƣợng bài
tập định lƣợng không nhiều nhƣ: Vật lý phân tử và Nhiệt học (VLPT  NH),
dao động sóng,...thì việc sử dụng BTĐT là một phƣơng pháp tốt cho việc rèn
luyện và phát triển TDLG cho học sinh. Do lịng u thích bộ mơn vật lý và
ham muốn đi sâu vào tìm hiểu ý nghĩa, vai trò và tác dụng của BTĐT đối với
việc học tập của học sinh THPT, chúng tôi đã lựa chọn đề tài nghiên cứu là: “
Sử dụng BTĐT phần Vật lý phân tử và Nhiệt học để bồi dƣỡng và phát triển
TDLG cho học sinh”.

II - MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU.

1.Mục đích nghiên cứu.
Vận dụng những quan điểm lý luận dạy học hiện đại về BTVL và cụ thể là
về BTĐT để lựa chọn một hệ thống BTĐT phần “Vật lý phân tử và Nhiệt
học” và hƣớng dẫn giải nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức về phần
Nhiệt, rèn luyện các thao tác tƣ duy và phƣơng pháp suy luận logic.

2. Nhiệm vụ nghiên cứu.
2.1

Nghiên cứu vị trí, vai trị, tác dụng của BTĐT trong hệ thống

BTVL đối với quá trình học tập của học sinh và phƣơng pháp giải BTĐT.
2.2

Nghiên cứu vai trò của TDLG và phƣơng pháp rèn luyện cho

học sinh kỹ năng thực hiện các thao tác tƣ duy và phƣơng pháp suy luận
logic trong quá trình học tập vật lý.
2.3

Nghiên cứu giải các BTĐT phần Nhiệt học.
III - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

*Nghiên cứu về lý luận:
Dựa trên các thành tựu của lý luận dạy học về vai trò, tác dụng
của BTĐT và phƣơng pháp giải để củng cố kiến thức, rèn luyện kỹ năng

8
vận dụng kiến thức vào thực tế cho học sinh trong quá trình lựa chọn và
giải các bài tập phần VLPT  NH ở THPT
Dựa trên các thành tựu của lý luận về TDLG và ứng dụng BTĐT
phần VLPT  NH để phát triển TDLG cho học sinh.

*Tìm hiểu thực tế: Trao đổi với giáo viên và học sinh THPT trong đợt thực
tập sƣ phạm để nắm bắt đƣợc thực tế của việc sử dụng BTĐT và phát huy vai
trò của nó trong việc phát triển TDLG cho học sinh ở trƣờng phổ thông.
IV - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU.
1. Đối tƣợng nghiên cứu:
Hoạt động dạy và học của giáo viên và học sinh THPT trong tiến
trình nghiên cứu phần VLPT & NH lớp 10 và 11.
Về tài liệu: Các tài liệu về hoạt động nhận thức và phát triển tƣ
duy cho học sinh.
2. Pham vi nghiên cứu:

Đề tài này nghiên cứu bài tập định tính phần

VLPT & NH trong chƣơng trình vật lý phổ thơng.
V - GIẢ THUYẾT KHOA HỌC.
+ Có thể sử dụng BTĐT để góp phần bồi dƣỡng năng lực TDLG cho học
sinh trong dạy học phần VLPT & NH ở trung học phổ thông.
+ Nếu lựa chọn đƣợc hệ thống bài tập định tính và sử dụng một cách
hợp lý trong dạy học phần VLPT & NH ở THPT thì sẽ làm cho học sinh nắm
vững kiến thức phần đó, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức đã học để giải
thích các hiện tƣợng vật lý, hình thành và bồi dƣỡng các phƣơng pháp suy
luận logic, rèn luyện các thao tác tƣ duy, nghĩa là góp phần phát triển tƣ duy
logic cho họ.

9
VI - PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI.
Đề tài này có thể sử dụng làm tài liệu nghiên cứu, tham khảo đối với giáo
viên và học sinh THPT cũng nhƣ với sinh viên hệ sƣ phạm khi nghiên cứu
học phần “phƣơng pháp dạy bài tập”.
Nội dung đề tài này tuy chỉ giới hạn trong phần nhiệt học nhƣng có thể mở
rộng cho các phần khác trong chƣơng trình vật lý phổ thông.
VII - CẤU TRÚC LUẬN VĂN.
* Phần mở đầu:
- Lý do chọn đề tài.
- Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu.
- Phƣơng pháp nghiên cứu.
- Đối tƣợng nghiên cứu.
- Giả thuyết khoa học.
- Phạm vi ứng dụng.
*Nội dung:
- Chƣơng I: Cơ sở lý luận của đề tài.
- Chƣơng II: Lựa chọn và hƣớng dẫn giải các BTĐT phần VLPT
và Nhiệt học ở lớp 10 và lớp 11 THPT.
* Kết luận.
* Tài liệu tham khảo.
* Phụ lục.


10
NỘI DUNG
CHƢƠNG I:

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

I- ĐẠI CƢƠNG VỀ BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH

1. Bài tập định tính
Các bài tập định tính là một phần trong hệ thống bài tập vật lý. Có nhiều
cách phân loại bài tập dựa theo các dấu hiệu khác nhau:
-

Nếu dựa vào nội dung bài tập thì có : Bài tập cơ, nhiệt, điện,

quang
-

Nếu dựa vào mức độ phức tạp thì có : Bài tập đơn giản, bài tập

tổng hợp
-

Nếu dựa vào đặc điểm và phƣơng pháp nghiên cứu vấn đề

(Phƣơng thức giải bài tập) thì có : bài tập định tính và bài tập định lƣợng
Có nhiều cách gọi khác nhau về bài tập định tính : câu hỏi thực hành, bài
tập logic, câu hỏi kiểm tra … sự đa dạng đó chứng tỏ bài tập định tính có
những ƣu điểm về phƣơng pháp ở nhiều mặt, vì mỗi tên gọi phản ánh một
khía cạnh nào đó của ƣu điểm. Tất cả các tên gọi trên đều mang tính chất gần
đúng. Trong đề tài này chúng tôi sẽ dùng thuật ngữ “bài tập định tính” nhằm
nhấn mạnh đặc điểm chủ yếu của tất cả các bài tập loại này chỉ chú ý đến mặt
định tính của hiện tƣợng vật lý đang khảo sát. Do vậy loại bài tập này thƣờng
đƣợc giải bằng suy luận logic dựa trên các khái niệm, các định luật vật lý
bằng phƣơng pháp đồ thị hoặc phƣơng pháp thực nghiệm mà khơng sử dụng

đến các phép tính tốn học hoặc chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tính
nhẩm đƣợc.


11

2. Ý nghĩa :
Bài tập định tính khi đƣợc sử dụng hợp lý sẽ nâng cao hứng thú học tập vật
lý, tạo điều kiện cho học sinh đào sâu, củng cố kiến thức và giúp học sinh
phát huy đƣợc tính tích cực tiếp thu tài liệu khi lên lớp.
Khi giải các BTĐT địi hỏi học sinh biết phân tích bản chất vật lý của các
hiện tƣợng vật lý, tính quy luật của các hiện tƣợng đó bằng cách dựa vào
những khái niệm, định luật vật lý đã học, từ đó xây dựng suy luận logic để
giải thích các hiện tƣợng đó giúp họ hiểu sâu sắc hơn các khái niệm vật lý,
định luật vật lý, giải thích các hiện tƣợng vật lý một cách chặt chẽ, khoa học
và dễ hiểu. Thơng qua việc dạy bài tập nói chung và BTĐT nói riêng giáo
viên sẽ nhận thấy đƣợc mức độ lĩnh hội tri thức của học sinh, phát triển tƣ duy
logic, rèn luyện năng lực quan sát và giáo dục cho học sinh lòng yêu khoa
học.
Một đặc điểm rất thuận lợi của BTĐT, đó là BTĐT rất phong phú, đa dạng
trong đó có nhiều bài gắn với thực tế đời sống. Ứng với một bài học, một kiến
thức vật lý nào đó đều có một số BTĐT nhằm giải thích các hiện tƣợng vật lý
và ứng dụng các kiến thức đó. Do vậy BTĐT có thể đƣợc sử dụng một cách
thƣờng xun và liên tục trong q trình ơn tập củng cố, xây dựng tri thức
mới hay kiểm tra đánh giá, …
Nhƣ vậy BTĐT có rất nhiều ƣu điểm và nó có ý nghĩa to lớn trong q
trình truyền thụ tri thức. Ở phạm vi đề tài này, chúng ta sẽ xét đến tác dụng
bồi dƣỡng và phát triển tƣ duy logic cho học sinh của bài tập định tính. Vậy tƣ
duy logic là gì ? Và để bồi dƣỡng, phát triển tƣ duy logic cho học sinh thì cần
phải làm gì và làm nhƣ thế nào, điều này sẽ đƣợc đề cập đến ở mục II.

3. Các phƣơng pháp giải BTĐT :
Để giải các BTĐT, ngƣời ta thƣờng dùng các phƣơng pháp sau:


12
a.

Phương pháp Ơrixtic (hay cịn gọi là phƣơng pháp tìm tòi):

Phƣơng pháp này bao gồm việc nêu ra và giải đáp nhiều câu hỏi định tính
có liên quan với nhau mà câu trả lời hoặc đã nằm trong giả thiết của bài
tập hoặc trong các định luật vật lý mà các học sinh đã biết.
Ở đây học sinh tự lực tìm tịi cách giải quyết vấn đề dƣới sự gợi mở của
giáo viên. Sự gợi mở đó giúp học sinh vƣợt qua khó khăn để giải đƣợc bài
tập, đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tƣ duy cho học sinh.
Về mặt phƣơng pháp : Phƣơng pháp này luyện cho học sinh biết phân tích
các hiện tƣợng vật lý đƣợc mô tả trong bài tập, tổng hợp dự kiện đã cho với
nội dung các định luật đã biết, khái quát hoá các sự kiện để đƣa ra kết luận
khoa học chính xác.
b.

Phương pháp đồ thị :

Dùng để giải các bài tập định tính mà giả thiết của chúng đƣợc diễn đạt
bằng những cách minh hoạ khác nhau. Câu trả lời của bài tốn đƣợc rút ra
trong q trình nghiên cứu các đồ thị hình vẽ …khi đó đối tƣợng nghiên cứu
là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lƣợng vật lý hay biểu diễn quá
trình diễn biến của một hiện tƣợng, một quá trình vật lý. Có thể đồ thị đó đã
đƣợc cho trong giả thiết, cũng có thể phải xây dựng từ giả thiết.

Phƣơng pháp đồ thị mang tính trực quan và ngắn gọn, giúp học sinh phát
triển tƣ duy hàm số, tính chính xác và tính cẩn thận.
c.

Phương pháp thực nghiệm :

Dựa vào các thí nghiệm đƣợc bố trí và tiến hành theo đúng giả thiết của bài
tập để trả lời câu hỏi của bài tập đó. Loại bài tập này thƣờng yêu cầu trả lời
các câu hỏi : “cái gì xẩy ra ? ”, “làm thế nào ? ” …
Phƣơng pháp này phát triển cho các em tính tích cực, ham học hỏi, kỹ
năng kỹ xảo sử dụng các dụng cụ thí nghiệm vật lý.


13
Nhƣng nếu thí nghiệm khơng giải thích đƣợc hiện tƣợng xẩy ra thì phải
chứng minh bằng lời.
Các phƣơng pháp trên có thể dùng phối hợp, bổ sung cho nhau. Phƣơng
pháp phân tích- tổng hợp là cơ sở của bất kì phƣơng pháp giải bài tập nào.
Quá trình giải một bài tốn vật lý thực chất là q trình tìm hiểu điều kiện
của bài toán, xem xét hiện tƣợng vật lý, dựa trên các kiến thức đã biết để tìm
mối liên hệ giữa cái đã biết và cái cần tìm một cách trực tiếp hoặc gián tiếp.
Từ đó tìm ra đƣợc lời giải đáp.
Ta có thể mơ hình hố tiến trình luận giải bằng sơ đồ khái quát
a

(1)

(2)

b

(3)

c

Sơ đồ này có thể diễn tả nhƣ sau: Nhờ mối liên hệ (1) rút ra kết luận a. Dựa
trên kết luận a cùng với mối liên hệ (2) rút ra kết luận b. Dựa trên kết luận b
kết hợp với mối liên hệ (3) rút ra kết luận cuối cùng c.
Tuy nhiên để giải các bài tập định tính, ta có thể tiến hành theo tuần tự các
bƣớc nhƣ sau:
1.

Đọc kỹ đầu bài bài tập, tìm hiểu tất cả các thuật ngữ có trong đầu

bài.
2.

Phân tích nội dung bài tập, tìm hiểu các hiện tƣợng vật lý và mối

liên hệ giữa chúng. Nếu cần thiết thì xây dựng sơ đồ và hình vẽ, đƣa vào
những điều kiện bổ sung để làm sáng tỏ giả thiết.
3.

Xây dựng chuỗi lý luận phân tích – tổng hợp :

-

Lập kế hoạch giải : Xây dựng chuỗi lý luận phân tích. Bắt đầu từ

câu hỏi của bài tốn và kết thúc bằng những kiến thức đã biết (giả thiết,

khái niệm - định luật đã học …).
-

Thực hiện bƣớc giải : Xây dựng chuỗi lý luận tổng hợp. Bắt đầu

từ những kiến thức đã biết và kết thúc bằng việc trả lời câu hỏi của bài tập.


14
4.

Phân tích kết quả thu đƣợc có phù hợp với giả thiết và thực tế

(nếu có) hay khơng? Nếu khơng phù hợp thì phải xem xét lại tồn bộ các
bƣớc giải.

II - BỒI DƢỠNG VÀ PHÁT TRIỂN TƢ DUY LOGIC (TDLG ) CHO
HỌC SINH

1. Những vấn đề lý luận về các thao tác tƣ duy và suy luận logic
1.1 Tƣ duy logic là gì ?
Thuật ngữ “logic” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp : Logos – có nghĩa là “tƣ
tƣởng”, “trí tuệ”. Nó đƣợc sử dụng để biểu thị tổng hợp các quy luật bắt buộc
quá trình tƣ duy phải tuân theo nhằm phản ánh đúng đắn hiện thực, cũng nhƣ
để biểu thị các quy tắc lập luận khoa học, biểu thị tính quy luật của thế giới
khách quan.
Tƣ duy logic là quá trình phản ánh hiện thực khách quan của con ngƣời
theo một quy luật chặt chẽ nhằm khám phá các mối liên hệ bản chất và những
quy luật vận động tất yếu của sự vật hiện tƣợng nhằm nhận thức đúng đắn
hiện thực khách quan.

Tƣ duy logic là tƣ duy chính xác theo quy luật. Nó xuất hiện và ln đóng
vai trị quan trọng trong tất cả các khâu của q trình nhận thức. Do đó, cần
thiết phải phát triển tƣ duy logic cho học sinh trong quá trình học tập ở trƣờng
phổ thơng.
Quy luật nhận thức thế giới đã đƣợc Lê-nin tổng quát : “Từ trực quan sinh
động đến tƣ duy trừu tƣợng rồi từ tƣ duy trừu tƣợng đến thực tiễn. Đó là con
đƣờng biện chứng của nhận thức chân lý, nhận thức thực tế khách quan”.
Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, đời sống con ngƣời luôn gắn liền
và chịu sự chi phối của các hiện tƣợng trong tự nhiên, trong đó có các hiện


15
tƣợng vật lý và quy luật vận động của chúng. Tƣ duy logic đóng một vai trị
quan trọng, to lớn trong quá trình khám phá quy luật tự nhiên của con ngƣời.
Bằng các thao tác tƣ duy : So sánh, phân tích, tổng hợp, trừu tƣợng hố, khái
qt hố, cụ thể hoá và bằng các phƣơng pháp suy luận logic : Phân tích –
Tổng hợp, quy nạp và diễn dịch; con ngƣời dần dần xây dựng và lĩnh hội tri
thức, khám phá đƣợc các quy luật vận động của thế giới.
Nhƣ vậy, bồi dƣỡng và phát triển tƣ duy logic chính là q trình rèn luyện,
bồi dƣỡng và phát triển các thao tác của quá trình tƣ duy và các phƣơng pháp
suy luận logic nhƣ đã nêu trên.
1.2 Các thao tác tƣ duy và phƣơng pháp suy luận logic.
Quá trình nhận thức khách quan nói chung và q trình nhận thức vật lý nói
riêng đều chia thành hai trình độ : Trình độ nhận thức cảm tính và trình độ
nhận thức lý tính :
- Trình độ nhận thức cảm tính : Đó là sự thiết lập mối liên hệ trực tiếp giữa
nhận thức của con ngƣời với thế giới bên ngồi, trong đó đã xuất hiện các yếu
tố của khái qt hố nhƣng sự hiểu biết cịn mang tính trực quan và cụ thể.
- Trình độ nhận thức lý tính cịn gọi là trình độ logic hay đơn giản gọi là tƣ
duy: Là sự nhận thức khái quát và gián tiếp của con ngƣời về các sự vật hiện

tƣợng của thực tế khách quan trong những tính chất, những mối liên hệ bản
chất của chúng. Khi đó, học sinh khái quát hoá các dữ kiện mà họ đã tiếp thu
đƣợc ở trình độ nhận thức cảm tính bằng cách hệ thống hoá chúng, thiết lập
mối liên hệ giữa chúng. Từ đó hiểu đƣợc mối quan hệ bản chất giữa các hiện
tƣợng cần nghiên cứu, thiết lập các định luật, xây dựng các thuyết vật lý và
rút ra các hệ quả. Tính đúng đắn của các tri thức vật lý đó đƣợc kiểm tra bằng
thực nghiệm và sự vận dụng để giải thích các hiện tƣợng, các quy luật vật lý
trong tự nhiên.


16
Trong quá trình hình thành một khái niệm vật lý mới ở học sinh, sự trừu
tƣợng hoá, khái quát hoá, cụ thể hoá là các thao tác tƣ duy giữ vai trị chủ yếu
nhất. Q trình trừu tƣợng hố diễn ra trên cơ sở phân tích các dữ kiện, so
sánh với các hiện tƣợng hoặc các khái niệm đã biết. Sự trừu tƣợng hố cho
phép rút ra các tính chất bản chất của sự vật hiện tƣợng cần nhận thức và bỏ
qua các tính chất khơng cơ bản khác của nó. Việc tổng hợp tất cả các dấu hiệu
bản chất của sự vật hiện tƣợng để đƣa ra đƣợc kết luận chung nhất, khái quát
nhất về sự vật hiện tƣợng đó chính là sự khái qt hố. Và sự cụ thể hố cho
phép chúng ta tìm hiểu, phát hiện ra các biểu hiện các ứng dụng của tri thức
khoa học vật lý vào trong thực tế.
Cũng trong q trình đó, luôn cần thiết phải sử dụng các phƣơng pháp suy
luận : Phân tích- tổng hợp, quy nạp và diễn dịch.
Suy luận quy nạp đƣợc sử dụng khi học sinh bƣớc đầu học tập, xây dựng
các tri thức vật lý (các khái niệm, định luật,…). Từ những kiến thức cảm tính
cụ thể của các sự vật hiện tƣợng, bằng phép quy nạp để đi đến quy luật tổng
quát của tự nhiên, nghĩa là đi từ cụ thể đến trừu tƣợng. Và từ những quy luật
tổng quát đó chuyển về những ứng dụng cụ thể làm cho các tri thức trừu
tƣợng đó có ý nghĩa thực tiễn - đó là phép suy luận diễn dịch.
Thế giới tự nhiên phong phú và phức tạp muốn nghiên cứu một hiện tƣợng

có tính quy luật nào đó cần phải tách ra các mặt riêng biệt của nó để nghiên
cứu – nghĩa là thực hiện phép phân tích. Sau đó để có cái nhìn chung, khái
qt về sự vật hiện tƣợng cần nghiên cứu thì cần phải thực hiện phép tổng
hợp.
Nhƣ vậy phép phân tích tổng hợp - đƣợc sử dụng khi nghiên cứu một hiện
tƣợng vật lý cụ thể nào đó. Suy luận quy nạp và diễn dịch đƣợc sử dụng trong
quá trình lĩnh hội, xây dựng tri thức vật lý. Các phƣơng pháp này có mối quan
hệ hữu cơ với nhau, kết hợp và bổ sung cho nhau trong quá trình hình thành


17
khái niệm, xây dựng các định luật và các thuyết vật lý, đồng thời để sử dụng
các phƣơng pháp suy luận đó thì cần phải vận dụng một cách hợp lý các thao
tác tƣ duy.
Tuy nhiên bài tập định tính mới chỉ dừng lại ở chỗ hình thành, củng cố và
phát triển cho học sinh khả năng vận dụng các khái niệm, các định luật và các
thuyết vật lý đã học để giải thích một cách định tính các hiện tƣợng vật lý hay
các quá trình vật lý trong tự nhiên và trong đời sống. Đề tài này chúng tôi sẽ
đề cập đến vai trò và tác dụng của bài tập định tính trong việc bồi dƣỡng và
phát triển các thao tác tƣ duy và suy luận logic với mục đích giúp học sinh
nắm vững và biết vận dụng kiến thức vật lý vào việc giải thích bản chất, tính
quy luật của các hiện tƣợng vật lý, các quá trình vật lý một cách linh hoạt.

2. Rèn luyện các thao tác tƣ duy và phƣơng pháp suy luận logic cho
học sinh.
Những phân tích ở trên cho thấy, những thao tác tƣ duy và những suy luận
logic đƣợc sử dụng thƣờng xuyên trong quá trình học tập vật lý. Các thao tác
tƣ duy diễn ra trong đầu óc của giáo viên và học sinh. Học sinh không thể
quan sát thấy giáo viên thực hiện chúng nhƣ thế nào để học tập, bắt chƣớc mà
giáo viên cũng không thể biết học sinh thực hiện nhƣ thế nào để uốn nắn giúp

đỡ. Vậy làm thế nào để bồi dƣỡng, rèn luyện cho học sinh thực hiện các thao
tác tƣ duy đó một cách có hiệu quả?
B. G. Razynobski cho rằng : “Để dạy cho học sinh quan sát và khái qt
hố, phân tích và tổng hợp, sử dụng phép quy nạp và diễn dịch, áp dụng phép
so sánh và phép loại tỉ, định nghĩa khái niệm và chứng minh định luật, cần
hàng ngày bắt học sinh sử dụng các thao tác tƣ duy đó. Việc đó cần phải làm
cả khi nghiên cứu tài liệu mới, khi cũng cố tài liệu, khi ôn tập kiểm tra, khi
tiến hành các thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực tập, khi giải các bài
tốn vật lý cũng nhƣ khi đi tham quan.”


18
Nhƣ vậy theo quan điểm của B. G. Razynobski và một số nhà giáo dục
khác thì việc rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo thực hiện các thao tác tƣ duy và suy
luận logic hồn tồn theo con đƣờng tích luỹ kinh nghiệm, bắt buộc học sinh
phải thực hiện nhiều lần trong các bài học và trong mọi hình thức lên lớp chữa
bài tập. Do vậy, bài tập định tính chiếm một ƣu thế lớn trong việc bồi dƣỡng
và rèn luyện các thao tác tƣ duy và phƣơng pháp suy luận logic, nghĩa là phát
triển tƣ duy logic trong học sinh. BTĐT có rất nhiều ƣu điểm và thuận lợi, có
thể sử dụng ở bất kỳ hình thức lên lớp nào và giai đoạn nào của quá trình
nhận thức. Giáo viên có thể thực hiện điều đó theo các cách sau:
 Lựa chọn con đƣờng hình thành những kiến thức vật lý phù hợp với các
quy luật của logic học và tổ chức quá trình học tập sao cho trong từng giai
đoạn xuất hiện tình huống bắt buộc học sinh phải thực hiện các thao tác tƣ
duy và suy luận logic mới có thể giải quyết đƣợc vấn đề.
Đó khơng phải đơn giản chỉ là thông báo kiến thức đã sẵn có mà bắt buộc
học sinh phải tích cực, tự lực hoạt động để xây dựng và củng cố tri thức. Các
tình huống bắt buộc học sinh phải thực hiện các thao tác tƣ duy, ví dụ nhƣ :
- Dự đốn diễn biến của hiện tƣợng.
- Giải thích một hiện tƣợng.

- Tìm những yếu tố ảnh hƣởng đến diễn biến của hiện tƣợng hoặc gây ra
một biến đổi trong tính chất của sự vật hiện tƣợng.
- Xác định yếu tố quan trọng nhất tác động đến diễn biến của hiện tƣợng,
của tính chất sự vật...,
 Ứng với mỗi tình huống cụ thể, giáo viên cần đƣa ra những câu hỏi để
định hƣớng cho học sinh tiến hành các thao tác tƣ duy và suy luận logic một
cách thích hợp. Ví dụ :
- Quan sát thấy hiện tƣợng diễn biễn nhƣ thế nào ?


19
- Trong những điều kiện cụ thể đã cho có thể dự đoán hiện tƣợng sẽ xẩy
ra nhƣ thế nào, căn cứ vào đâu để dự đoán?
- Hiện tƣợng đang xét tuân theo định luật nào ? quy tắc nào ?
- Giải thích vì sao hiện tƣợng lại xẩy ra nhƣ vậy ?
- Đại lƣợng A và B có mối quan hệ nhƣ thế nào trong hiện tƣợng này …
 Về mặt suy luận, giải toán, giáo viên cần giúp học sinh khái quát hoá
kinh nghiệm, thực hiện những suy luận logic dƣới dạng một số quy tắc đơn
giản và lặp lại nhiều lần. Trong học tập vật lý, có những hình thức suy luận
phổ biến sau đây :
- Quy nạp tìm ngun nhân của hiện tƣợng : Khi có hiện tƣợng A thì
ln ln có hiện tƣợng B, khi khơng có A thì khơng có B ; Vậy A là nguyên
nhân của hiện tƣợng B.
- Quy nạp tìm mối quan hệ hàm số giữa hai đại lƣợng vật lý : Cho một
đại lƣợng tăng một số lần, xem đại lƣợng kia biến đổi nhƣ thế nào ?
- Diễn dịch dự đoán hiện tƣợng : Theo định luật hay qui tắc đã biết: Nếu
có điều kiện A thì có hiện tƣợng B; Ở đây có điều kiện A, vì vậy sẽ có hiện
tƣợng B.
Rút gọn: Vì có điều kiện A nên có hiện tƣợng B.
- Diễn dịch giải thích hiện tƣợng: Giải thích một hiện tƣợng nào đó là nói

rõ hiện tƣợng trên xảy ra theo định luật nào, do tính chất nào của sự vật - hiện
tƣợng chi phối.
Theo định luật (hay tính chất) C đã biết: A là nguyên nhân duy nhất sinh ra
hiện tƣợng B. Vậy nguyên nhân của hiện tƣợng B là do có A.
Thơng thƣờng, một hiện tƣợng vật lý trong thực tế có thể do nhiều nguyên
nhân đồng thời tác động hoặc là lần lƣợt tác động rất nhanh mà ta chỉ quan sát


20
đƣợc kết quả cuối cùng. Do đó, muốn giải thích hoặc dự đốn hiện tƣợng
phức tạp đó cần phải thực hiện một chuỗi nhiều phép suy luận logic hay một
suy luận kép. Lúc đó cần phải hƣớng dẫn học sinh phân tích hiện tƣợng phức
tạp thành các hiện tƣợng đơn giản và thực hiện các phép suy luận đơn giản.
Sau đó tổng hợp lại để đƣợc câu trả lời khái qt nhất. Nếu khi đã quen thì có
thể làm tắt, thực hiện các bƣớc suy luận rút gọn hoặc hiểu ngầm một số giai
đoạn của suy luận đó.
Mục đích đặt ra của đề tài này là: Sử dụng BTĐT để phát triển TDLG cho
học sinh.Tuy nhiên do đặc điểm của loại bài tập này, chúng ta không thể đƣa
ra một phƣơng pháp, một algơrit nào đó cho việc giải tất cả các BTĐT để rèn
luyện và phát triển các thao tác tƣ duy và các cách suy luận logic mà chỉ có
thể xét với mỗi bài tập điển hình cho một nội dung kiến thức nào đó. Do vậy,
đối với mỗi bài tập đó, yêu cầu đặt ra là cần nêu bật đƣợc các vấn đề sau:
+ Nội dung tri thức vật lý nào chứa đựng trong bài tập đó.
+ TDLG trong bài tập đó là gì? Hình thức suy luận logic của bài tập đó là
gì?
+ Phát triển TDLG đó cho học sinh THPT nhƣ thế nào?
Ở đây TDLG trong mỗi bài tập chính là việc xây dựng chuỗi lý luận phân
tích - tổng hợp, và việc phát triển TDLG cho học sinh chính là việc giúp học
sinh định hƣớng và xây dựng chuỗi lý luận phân tích - tổng hợp, kết hợp
phƣơng pháp quy nạp hay diễn dịch, dựa vào những kiến thức đã biết để tiến

tới giải bài tập đó và các bài tập tƣơng tự.
Thơng qua những BTĐT có hệ thống về kiến thức và mức độ khó khăn, và
trong mỗi bài tốn sử dụng hệ thống câu hỏi gợi mở hƣớng dẫn có phần mở
rộng thì có thể phát huy đƣợc tác dụng phát triển TDLG cho học sinh của
BTĐT.


21

3. Các kiểu suy luận logic.
3.1 Phƣơng pháp phân tích - tổng hợp.
Là phƣơng pháp nhận thức chứa đựng hai thao tác tƣ duy đặc trƣng là
phân tích và tổng hợp.
“Phân tích” là sự phân chia cái tồn bộ (các sự vật - hiện tƣợng vật lý phức
tạp) thành các yếu tố riêng lẻ (các bộ phận, các tính chất, các mối liên hệ)
nhằm nhận thức bản chất của các yếu tố riêng lẻ, xác định vị trí, vai trị chức
năng của các yếu tố riêng lẻ trong cái toàn bộ.
“Tổng hợp” là sự kết hợp các yếu tố riêng lẻ thành cái toàn bộ với sự nhận
thức mới về nó, trong đó các yếu tố, các mối liên hệ giữa chúng thống nhất
trong một chỉnh thể có sự đổi mới về chất.
Phân tích và tổng hợp là hai mặt của một q trình tƣ duy thống nhất, phân
tích là cơ sở của tổng hợp, chúng có thể xen kẽ lẫn nhau. Q trình phân tích
càng sâu thì sự tổng hợp càng đầy đủ, tri thức về sự vật hiện tƣợng càng
phong phú.

3.2 Phƣơng pháp suy luận quy nạp.
Là suy luận trong đó kết luận là tri thức chung, tổng quát, đƣợc khái quát
từ những tri thức riêng lẻ, ít chung hơn. Hay nói cách khác là đi từ cái riêng
đến cái chung.
Việc thừa nhận sự tồn tại quy luật của một thế giới khách quan cho phép

phát hiện cái riêng, bản chất trong mỗi sự vật hiện tƣợng. Từ đó rút ra cái
riêng giống nhau đối với một nhóm sự vật hiện tƣợng nào đó và trở thành cái
chung của chúng. Cái riêng tồn tại trong cái chung, cái chung tồn tại qua cái
riêng nghĩa là biểu hiện trong các sự vật cụ thể.
Tiến trình tƣ tƣởng trong suy luận quy nạp diễn ra nhƣ sau:
A,B,C,D,… có thuộc tính P.


22
A,B,C,D,… thuộc lớp S.
 tất cả S có thuộc tính P.
Để thực hiện vững chắc suy luận quy nạp, cần tuân theo các điều kiện sau:
- Kết luận của suy luận quy nạp là tin cậy, khi nó đƣợc khái quát hoá từ
các dấu hiệu bản chất.
- Suy luận quy nạp chỉ đƣợc sử dụng khi các đối tƣợng là cùng loại, tƣơng
tự.
Phƣơng pháp quy nạp kết hợp chặt chẽ giữa thực nghiệm và lý luận để đi
đến chân lý: Đi từ những sự kiện thực nghiệm cụ thể, lẻ tẻ dẫn đến những quy
luật tổng quát. Tuy nhiên, phƣơng pháp quy nạp không chỉ ra đƣợc con đƣờng
để đi từ những quy luật tổng quát đến những quy luật bộ phận, cụ thể, những
hệ quả có thể kiểm tra đƣợc bằng thực nghiệm và có thể ứng dụng đƣợc trong
đời sống và sản xuất.

3.3 Phƣơng pháp suy luận diễn dịch.
Trong quá trình nhận thức vật lý, bằng quy nạp ngƣời ta rút ra đƣợc một số
tri thức chung về đặc tính bản chất của các sự vật hiện tƣợng, về mối quan hệ
có tính quy luật tổng qt. Những tri thức đó rất trừu tƣợng và muốn ứng
dụng đƣợc nó thì phải thấy đƣợc những biểu hiện cụ thể trong thực tế. Suy
luận quy nạp không cho phép làm đƣợc điều này. Để khắc phục nhƣợc điểm
đó, ngƣời ta xây dựng phƣơng pháp suy luận diễn dịch: Lập luận đi từ cái

chung đến cái riêng, từ cái tổng quát đến các trƣờng hợp cụ thể. Trong đó cái
chung là những định nghĩa, định luật, quy tắc, thuyết mà ta thu đƣợc bằng con
đƣờng quy nạp. Cái riêng là những sự vật hiện tƣợng cụ thể có những dấu
hiệu cụ thể mà ta có thể quan sát đƣợc trong thực tế. Nhƣ vậy, suy luận diễn
dịch thƣờng sử dụng để giải quyết hai vấn đề chính trong giai đoạn vận dụng


23
kiến thức: giải thích một hiện tƣợng cụ thể đã biết và dự đoán sự diễn biến
của hiện tƣợng trong những điều kiện cho trƣớc.


24

Chƣơng II: LỰA CHỌN VÀ HƢỚNG DẪN GIẢI MỘT SỐ BTĐT
PHẦN “VẬT LÝ PHÂN TỬ VÀ NHIỆT HỌC” Ở LỚP 10 VÀ 11 THPT.

I - VỊ TRÍ, YÊU CẦU VÀ NỘI DUNG PHẦN “VẬT LÝ PHÂN TỬ VÀ
NHIỆT HỌC” TRONG CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ THPT

1. Vị trí, u cầu.
Phần “VLPT & NH” đƣợc đƣa vào chƣơng trình vật lý THPT sau khi học
sinh đã nghiên cứu phần cơ học và trƣớc khi bƣớc sang nghiên cứu phần điện
học. Thời gian dành cho phần này khoảng 30 tiết với 21 tiết lý thuyết, 7 tiết
bài tập và 2 tiết kiểm tra.
Nội dung của phần này đƣợc chia thành 5 chƣơng, phân bố ở cả 2 lớp 10
và 11 gồm: 2 chƣơng cuối SGK lớp 10 và 3 chƣơng đầu tiên của SGK lớp 11.
Trong đó: * ở lớp 10 gồm:
- Chƣơng 10: Thuyết động học phân tử và chất khí lý tƣởng; gồm 5 tiết lý
thuyết và 2 tiết bài tập

- Chƣơng 11: Nội năng của khí lý tƣởng; gồm 6 tiết lý thuyết và 2 tiết bài
tập.
* ở lớp 11 gồm:
- Chƣơng 1: Chất rắn; gồm 4 tiết lý thuyết và 2 tiết bài tập.
- Chƣơng 2: Chất lỏng; gồm 3 tiết lý thuyết và 1 tiết bài tập.
- Chƣơng 3: Hơi khơ và hơi bão hồ; gồm 3 tiết lý thuyết.


25

2. Nội dung.
Xét một cách tƣơng đối, có thể nói rằng nội dung phần VLPT & NH bao
gồm hai nhóm vấn đề chính:
 Nhóm thứ nhất bao gồm các hiện tượng và các quá trình nhiệt xét theo
quan điểm vĩ mô (hiện tƣợng luận) và theo quan điểm vi mô (đi vào cấu trúc
phân tử và giải thích bản chất các hiện tƣợng) mà cốt lõi là thuyết động học
phân tử. Sử dụng thuyết này để nghiên cứu các trạng thái vật chất, để giải
thích những hiện tƣợng nhiệt trong các trạng thái khí, lỏng rắn và sự biến đổi
trạng thái của chúng nhƣ: sự thay đổi kích thƣớc dài, thể tích, áp suất theo
nhiệt độ,... có nhiều ứng dụng trong xây dựng, trong công nghệ và trong đời
sống hàng ngày.
 Nhóm thứ hai bao gồm các q trình biến đổi năng lượng trong lĩnh vực
nhiệt động lực: Nguyên lý I nhiệt động lực học là nội dung cơ bản, đó là sự
thể hiện của định luật bảo tồn năng lƣợng trong các quá trình nhiệt. Và quan
điểm năng lƣợng đƣợc vận dụng để nghiên cứu nguyên lý hoạt động của các
máy nhiệt.
Cụ thể, phần VLPT & NH có những nội dung cơ bản sau:
2.1 Thuyết động học phân tử:
Gồm có 4 nội dung cơ bản sau:
a. Vật chất đƣợc cấu tạo từ các phân tử riêng biệt.

b. Các phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng.
c. Các phân tử tƣơng tác với nhau bằng các lực hút và lực
đẩy phân tử. Đó là lực liên kết phân tử.
d. Vận tốc trung bình của chuyển động hỗn độn của các phân
tử cấu tạo nên vật càng lớn thì nhiệt độ của vật càng cao.